DE102018126698B4

DE102018126698B4 - Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung und Austauschermittlungsverfahren

Info

Publication number: DE102018126698B4
Application number: DE102018126698.7A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Adachi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2021-03-04
Anticipated expiration: 2038-10-26
Also published as: CN109746939B; JP2019084599A; US20190128777A1; JP6592061B2; US10620089B2; DE102018126698A1; CN109746939A

Abstract

Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung umfassend:einen Antriebssteuerungsabschnitt (21), der dafür ausgelegt ist, basierend auf einem im Voraus festgelegten Auswertungsvorgang zwei oder mehr Motoren (51, 61) aus einer Mehrzahl von Motoren (51, 61), welche Gelenkwellen eines Roboters (1) antreiben, anzutreiben, wobei die zwei oder mehr Motoren (51, 61) den Motor (51, 61) umfassen, welcher mindestens eine der Gelenkwellen durch Scheiben (52, 54, 62, 64) und Riemen (53, 63) antreibt;einen Erfassungsabschnitt (22), der dafür ausgelegt ist, Motordrehmomente, die sich gemäß dem Auswertungsvorgang unterscheiden, der zwei oder mehr Motoren (51, 61) zu erfassen;einen Drehmomentdifferenz-Berechnungsabschnitt (23), der dafür ausgelegt ist, eine Differenz zwischen den erfassten Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren (51, 61) zu berechnen;einen Differenzabweichungsmengen-Berechnungsabschnitt (24), der dafür ausgelegt ist, eine Abweichungsmenge zwischen zwei an zwei Zeitpunkten erfassten Differenzen zu berechnen; undeinen Ermittlungsabschnitt (25), der dafür ausgelegt ist, den Austausch des Riemens auf Grundlage eines Absolutwerts der berechneten Abweichungsmenge, welcher einen vorher festgelegten Grenzwert (+ε, -ε) überschreitet, zu ermitteln.

Description

{Technisches Gebiet}
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung und ein Austauschermittlungsverfahren.
{Stand der Technik}
Als ein Antriebsmechanismus für Gelenkwellen eines Roboters, kann ein Mechanismus verwendet werden, der eine Antriebskraft eines Motors durch Scheiben und Riemen zu den Gelenkwellen überträgt. Es gibt eine bekannte Technik zum Diagnostizieren verschiedener Anomalien (zum Beispiel Schlupf zwischen der Scheibe und dem Riemen), welche in einem solchen Mechanismus auftreten (zum Beispiel PTL 1).
Aus der Druckschrift US 9 205 560 B1 sind ferner ein System und ein Verfahren zur Erkennung von Aktuatorkomponentenausfällen oder Sensorausfällen bekannt. Ein solches Verfahren umfasst das Betätigen eines Roboteraktuators und das Bestimmen eines ersten Ergebnisses und eines zweiten Ergebnisses der Betätigung unter Verwendung eines ersten Sensors bzw. eines zweiten Sensors. Zusätzlich umfasst das Verfahren das Bestimmen einer ersten Schätzung eines internen Zustands des Roboteraktuators unter Verwendung des ersten Ergebnisses und das Bestimmen einer zweiten Schätzung des internen Zustands unter Verwendung des zweiten Ergebnisses und einer Normalisierungsfunktion, die das zweite Ergebnis zum Vergleich mit der ersten Schätzung normalisiert. Ferner umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob eine Differenz zwischen der ersten Schätzung des internen Zustands und der zweiten Schätzung des internen Zustands eine Fehlerschwelle erfüllt. Das Verfahren umfasst das die Ausgabe eines Signals, das einen möglichen Fehler des Roboteraktuators anzeigt, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Differenz die Fehlerschwelle nicht erfüllt.
Die Druckschrift US 2015 / 0 059 511 A1 offenbart ein Roboter-Handgelenk mit einem Handgelenkgehäuse, das einen Handgelenkantriebsstrukturabschnitt umfasst, auf den eine Drehung von einer Handgelenkantriebsscheibe übertragen wird. Das Roboter-Handgelenk umfasst ferner einen zylindrischen Abschnitt, der koaxial zu einer Rotationsachse des Handgelenkantriebsstrukturabschnitts angeordnet ist und von einer Antriebswelle durchdrungen wird.
Die Druckschrift JP 2015 - 93 360 A offenbart eine Antriebseinheit mit einem Servomotor, einem Untersetzungsgetriebe zur Reduzierung der Drehzahl einer Abtriebswelle des Servomotors und einen Riemen zur Übertragung der Drehung der Abtriebswelle des Servomotors auf das Untersetzungsgetriebe. Die Antriebseinheit umfasst ferner einen Kodierer zum Erfassen eines Drehwinkels θ der Ausgangswelle des Servomotors und einen Kodierer zum Erfassen eines Drehwinkels θ einer Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes. Der Drehwinkel θ wird unter Verwendung des Untersetzungsverhältnisses N des Untersetzungsgetriebes umgewandelt. Auf der Grundlage eines Fehlers Δθ zwischen einem durch die Winkelumwandlung erhaltenen Drehwinkel θ/N und dem Drehwinkel θ wird bestimmt ob eine Wartung des Riemens erforderlich ist oder nicht.
Die Druckschrift US 2005 / 0 206 339 A1 offenbart eine Dehnungsmessvorrichtung, welche die Dehnung eines Zahnriemens misst, der in einer mit einer Antriebsrolle versehenen Antriebsvorrichtung enthalten ist. Die Dehnungsmessvorrichtung ist mit einem Messgeber und einem Mikrophotosensor ausgestattet. Eine aktuelle Winkellage der Antriebsrolle wird in einem Messzyklus der aktuellen Phase gemessen und eine vergangene Winkellage wird in einem Messzyklus der vergangenen Phase gemessen. Der Unterschied zwischen der gegenwärtigen und der vergangenen Winkellage ist auf die Dehnung des Zahnriemens zurückzuführen. Die Dehnung des Zahnriemens wird auf der Grundlage der Differenz zwischen der gegenwärtigen und der vergangenen Winkellage geschätzt. Der Zeitpunkt, an dem der Zahnriemen möglicherweise reißen könnte, wird auf der Grundlage der Dehnung des Zahnriemens prognostiziert. Der verschlissene Zahnriemen kann somit vor dem prognostizierten Reißen durch einen neuen ersetzt.
Die Druckschrift US 8 884 775 B2 offenbart Drehgeber, die jeweils eine Drehposition von zwei Drehantriebsteilen erfassen. Die Druckschrift offenbart ferner eine Abweichungsberechnungseinrichtung, die eine Abweichung Ke zwischen zwei Geberausgangswerten zweier Drehgeber berechnet. Eine Anomaliebestimmungseinrichtung, die die Abweichung Ke mit im Voraus festgelegten Schwellenwerten Ksf und Kss vergleicht, bestimmt ob die Abweichung Ke den Schwellenwert Ksf und/oder den Schwellenwert Kss erreicht oder überschreitet. Eine Anomalieausgabeeinrichtung gibt mindestens ein Bestimmungsergebnis der Anomaliebestimmungseinrichtung aus.
{Liste der Zitate}
{Patentliteratur}
{PTL 1} Internationale PCT-Veröffentlichung Nr. WO 2014/ 128 849 A1
Druckschrift
{Kurzdarstellung der Erfindung}
{Technisches Problem}
Wenn eine Antriebskraft des Motors durch den Riemen zur Gelenkwelle übertragen wird, verkürzt sich die Lebensdauer des Riemens aufgrund der Auswirkung der auf den Riemen ausgeübten Spannung, weswegen es notwendig ist, den Riemen regelmäßig auszutauschen. Herkömmlicherweise wird die Riemenspannung regelmäßig gemessen, um den Zeitpunkt des Riemenaustauschs zu überprüfen. Bei der Gelenkwelle des Roboters sind der Motor, die Scheiben und der Riemen jedoch in einem Gehäuse untergebracht. Folglich ist es für eine Messung der Riemenspannung erforderlich, bei der Durchführung der Messung jedes Mal eine Abdeckung des Gehäuses abzunehmen, was die Gebrauchstauglichkeit verringert.
In dem Mechanismus, der die in PTL 1 beschriebenen Scheiben und den Riemen verwendet, wird der Schlupf des Riemens in Bezug auf die Scheibe berücksichtigt. Die Verschlechterung des Riemens verursacht durch Spannung und der Zeitpunkt des Riemenaustauschs sind jedoch nicht berücksichtigt.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Ausführungen gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Brauchbarkeit der Aufgabe der Ermittlung des Zeitpunkts zum Riemenaustausch verbessern kann.
{Lösung des Problems}
Um die oben erwähnte Aufgabe zu erzielen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Mittel bereit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung bereit, umfassend: einen Antriebssteuerungsabschnitt, der dafür ausgelegt ist, basierend auf einem im Voraus festgelegten Auswertungsvorgang zwei oder mehr Motoren aus einer Mehrzahl von Motoren, welche Gelenkwellen eines Roboters antreiben, anzutreiben, die zwei oder mehr Motoren umfassend den Motor, der mindestens eine der Gelenkwellen durch Scheiben und Riemen antreibt; einen Erfassungsabschnitt, der dafür ausgelegt ist, Motordrehmomente der zwei oder mehr Motoren zu erfassen, die sich gemäß dem Auswertungsvorgang verändern; einen Drehmomentdifferenz-Berechnungsabschnitt, der dafür ausgelegt ist, eine Differenz zwischen erfassten Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren zu berechnen; einen Differenzabweichungsmengen-Berechnungsabschnitt, der dafür ausgelegt ist, eine Abweichungsmenge zwischen zwei an zwei Zeitpunkten erfassten Differenzen zu berechnen; und einen Ermittlungsabschnitt, der dafür ausgelegt ist, den Austausch des Riemens auf Grundlage eines Absolutwerts der berechneten Abweichungsmenge, der einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet, zu ermitteln.
Gemäß diesem Aspekt werden zwei oder mehr Motoren basierend auf dem Auswertungsvorgang, der im Voraus festgelegt wird, angetrieben, und Abweichungen der Motordrehmomente der Motoren während dem Antreiben werden erfasst. Eine Differenz der Abweichung zwischen zwei oder mehr Motordrehmomenten wird berechnet, und eine Abweichungsmenge dieser beiden Differenzen an zwei verschiedenen Zeitpunkten wird berechnet. Ein Fall, bei dem ein Absolutwert der berechneten Abweichungsmenge einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet, wird als Austauschzeitpunkt für den Riemen, der für den Motor, für welchen ein Motordrehmoment erfasst wird, verwendet wird, ermittelt.
Das bedeutet, gemäß diesem Aspekt wird der Riemenaustauschzeitpunkt basierend auf Motordrehmomenten der Motoren ermittelt, ohne die auf den Riemen ausgeübte Spannung zu messen. Die auf den Riemen ausgeübte Spannung verändert sich ebenfalls gemäß der Lebensdauer des Riemens und den Bedingungen (zum Beispiel Temperatur) bei denen ein Roboter, der den Riemen aufweist, verwendet wird. Die Ermittlung erfolgt unter Verwendung der Differenz des Motordrehmoments zwischen zwei oder mehr Motoren, die bei denselben Bedingungen verwendet werden, und somit ist es möglich, die Auswirkung von Bedingungen, bei welchen der Roboter verwendet wird, auf die Lebensdauer des Riemens auszuschließen. Wenn eine Abweichungsmenge zwischen Differenzen des Motordrehmoments an zwei Zeitpunkten groß ist, ist ersichtlich, dass ein Motordrehmoment von mindestens einem der zwei oder mehr Motoren verringert ist. Verringerte Riemenspannung verringert ein Motordrehmoment. Wenn folglich ein Absolutwert der Abweichungsmenge zwischen diesen Differenzen groß wird und einen Grenzwert überschreitet, besteht die Möglichkeit einer Verringerung der Lebensdauer des Riemens, der eine Antriebskraft des Motors überträgt.
Wie oben beschrieben kann durch Vergleichen der Abweichungsmenge zwischen Differenzen des Motordrehmoments mit dem Grenzwert die Lebensdauer des Riemens ermittelt werden, ohne die Spannung des Riemens tatsächlich zu messen. Folglich ist es möglich, die Verwendbarkeit der Aufgabe des Ermittelns des Riemenaustauschzeitpunkts zu verbessern.
Im oben erwähnten Aspekt kann die Differenz des Motordrehmoments zwischen zwei Motoren, welche die Gelenkwellen durch die Scheiben und die Riemen antreiben, als die Differenz des Motordrehmoments zwischen den zwei oder mehr Motoren verwendet werden.
Unter Verwendung einer Differenz des Motordrehmoments zwischen zwei Motoren, von denen jeder den Riemen verwendet, ist es möglich, die Auswirkung der Bedingungen, unter denen der Roboter verwendet wird, auf die Spannung des Riemens, das bedeutet, auf ein Motordrehmoment, weiter zu verringern. Folglich kann die Lebensdauer des Riemens mit größerer Genauigkeit ermittelt werden.
Im oben erwähnten Aspekt kann der Ermittlungsabschnitt, basierend auf einer Anzeige der Abweichungsmenge den Austausch eines der beiden Riemen, die in den zwei Motoren verwendet werden, ermitteln.
Ist die Lebensdauer eines Riemens kürzer als die Lebensdauer des anderen Riemens, so weist der Motor, der den Riemen mit der kürzeren Lebensdauer aufweist, eine größere Verringerungsmenge des Motordrehmoments auf. Folglich ermöglicht es das Ermitteln der Anzeige einer Abweichungsmenge einer Differenz, den Riemen mit der kürzeren Lebensdauer zu erkennen.
Im oben erwähnten Aspekt kann der Roboter aus einem vertikalen Knickarmroboter gebildet sein, und die zwei oder mehr Motoren können an Positionen näher am distalen Ende angeordnet sein, als ein anderer Motor, und in einem selben Gehäuse untergebracht sein.
Mit einem solchen Aufbau werden Motordrehmomente der im selben Gehäuse untergebrachten Motoren ermittelt, und somit ist es möglich, Fehler eines Riemenaustauschzeitpunkts, der basierend auf Bedingungen, bei denen der Roboter verwendet wird, entschieden wird, zu verringern. Der Riemenaustauschzeitpunkt wird basierend auf Motordrehmomenten ermittelt, und somit ist es nicht notwendig, die Abdeckung des Gehäuses bei jeder Durchführung der Messung zu entfernen, wodurch die Brauchbarkeit der Aufgabe verbessert ist.
Im oben beschriebenen Aspekt kann einer der zwei Zeitpunkte eine Startzeit der Roboterverwendung sein, und ein anderer der zwei Zeitpunkte kann ein Zeitpunkt der Überprüfung des Riemens, der für die Gelenkwelle des Roboters verwendet wird, sein.
Bei einer solcher Anordnung wird eine Abweichungsmenge einer Differenz nach der Verwendung des Roboters ermittelt unter Verwendung der Differenz zum Startzeit der Roboterverwendung als einen Bezugswert, sodass die Wartung des Riemens regelmäßig durchgeführt werden kann.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren bereit, umfassend: einen ersten Drehmomenterfassungsschritt des Erfassens, an einem ersten Zeitpunkt, der Motordrehmomente von zwei oder mehr Motoren aus einer Mehrzahl von Motoren, welche Gelenkwellen eines Roboters antreiben, welche sich gemäß einem im Voraus festgelegten Auswertungsvorgang verändern, durch Antreiben der zwei oder mehr Motoren basierend auf dem Auswertungsvorgang, die zwei oder mehr Motoren umfassend den Motor, der mindestens eine der Gelenkwellen durch Scheiben und Riemen antreibt; einen ersten Differenzberechnungsschritt des Berechnens einer Differenz zwischen den Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren, wobei die Motordrehmomente im ersten Drehmomenterfassungsschritt erfasst worden sind; einen zweiten Drehmomenterfassungsschritt des Erfassens, an einem zweiten Zeitpunkt, der Motordrehmomente der zwei oder mehr Motoren durch Antreiben der zwei oder mehr Motoren basierend auf dem Auswertungsvorgang; einen zweiten Differenzberechnungsschritt des Berechnens einer Differenz zwischen den Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren, wobei die Motordrehmomente im zweiten Drehmomenterfassungsschritt erfasst worden sind; einen Differenzabweichungsmengen-Berechnungsschritt des Berechnens einer Abweichungsmenge der im ersten Differenzberechnungsschritt berechneten Differenz von der im zweiten Differenzberechnungsschritt berechneten Differenz; und einen Ermittlungsschritt des Ermittelns des Riemenaustauschs auf Grundlage eines Absolutwerts der berechneten Abweichungsmenge, der einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet.
Gemäß diesem Aspekt werden die im ersten Differenzberechnungsschritt berechnete Differenz und die im zweiten Differenzberechnungsschritt berechnete Differenz berechnet. Ein Fall, bei dem eine Abweichungsmenge zwischen diesen Differenzen einen Grenzwert überschreitet, wird als der Austauschzeitpunkt für den in dem Motor verwendeten Riemen ermittelt. Folglich ist es nicht notwendig, die Spannung des Riemens tatsächlich zu messen, um den Riemenaustauschzeitpunkt zu erlangen. Der Riemenaustauschzeitpunkt wird ermittelt basierend auf der Differenz zwischen zwei oder mehr Motordrehmomenten, und somit ist es möglich, eine Auswirkung der Bedingungen, bei welchen der Roboter verwendet wird, auf den Riemenaustauschzeitpunkt zu verringern. Folglich ist die Brauchbarkeit des Ermittelns des Riemenaustauschzeitpunkts verbessert, und es ist möglich, den geeigneten Austauschzeitpunkt für den Riemen zu erlangen.
{Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung}
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Brauchbarkeit der Aufgabe des Ermittelns des Austauschzeitpunkts für einen in einem Roboter verwendeten Riemen verbessern kann.
Figurenliste

{1} 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Roboters, der mit einer Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ausgestattet ist.
{2} 2 ist eine Querschnittsansicht eines ersten Gelenkelements und eines Gehäuses.
{3} 3 ist ein Blockdiagramm des Roboters, der die Steuervorrichtung aufweist.
{4} 4 ist ein Flussdiagramm des Berechnungsverfahrens zum Berechnen einer Differenz von Motordrehmomenten.
{5} 5 ist eine Graphik einer Abweichung im Laufe der Zeit des erfassten Drehmoments eines J5-Achsenmotors.
{6} 6 ist eine Graphik einer Abweichung im Laufe der Zeit des erfassten Drehmoments eines J6-Achsenmotors.
{7} 7 ist eine Graphik, die eine Abweichung im Laufe der Zeit der Differenz zwischen einem Drehmoment des J5-Achsenmotors und einem Drehmoment des J6-Achsenmotors zeigt.
{8} 8 ist ein Flussdiagramm des Riemenaustausch-Ermittlungsverfahrens.
{9} 9 ist eine Graphik einer Abweichung im Laufe der Zeit des erfassten Drehmoments eines J5-Achsenmotors.
{10} 10 ist eine Graphik einer Abweichung im Laufe der Zeit des erfassten Drehmoments eines J6-Achsenmotors.
{11} 11 ist eine Graphik, die eine Abweichung im Laufe der Zeit der Differenz zwischen dem erfassten Drehmoment des J5-Achsenmotors und dem erfassten Drehmoment des J6-Achsenmotors zeigt.
{12} 12 ist eine Graphik, die eine Abweichung im Laufe der Zeit einer Differenz zwischen zwei an zwei Zeitpunkten berechneten Motordrehmomenten zeigt.
{13} 13 ist eine Graphik, die eine Abweichung im Laufe der Zeit einer Abweichungsmenge einer Differenz zwischen zwei an zwei Zeitpunkten berechneten Motordrehmomenten zeigt.

{Beschreibung von Ausführungsformen}
Im Folgenden ist eine Riemensteuerungsvorrichtung (Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung) 2, die in einem Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Roboters 1, der mit einer Steuervorrichtung 2 gemäß dieser Ausführungsform ausgestattet ist. Der Roboter 1 dieser Ausführungsform ist ein Roboter 1, wie zum Beispiel ein vertikaler Knickarmroboter aufweisend sechs Achsen J1 bis J6. Der Roboter 1 umfasst: einen Sockel 11; einen Pendelkörper 12; einen ersten Arm 13; einen zweiten Arm 14; ein erstes Gelenkelement 15; ein zweites Gelenkelement 16; ein drittes Gelenkelement 17; die Steuervorrichtung 2; einen Betätigungsabschnitt 19; und einen Monitor 18. Der Sockel 11 ist an einer Bodenfläche befestigt. Der Pendelkörper 12 ist vom Sockel 11 drehbar rund um die vertikale erste Achse J1 getragen. Der erste Arm 13 ist vom Pendelkörper 12 drehbar rund um eine horizontale zweite Achse J2 getragen. Der zweite Arm 14 ist vom ersten Arm 13 drehbar rund um die horizontale dritte Achse J3 getragen. Das erste Gelenkelement 15 ist vom zweiten Arm 14 drehbar rund um die vierte Achse J4 getragen, die sich in einer Längsachsenrichtung des zweiten Arms 14 erstreckt. Das zweite Gelenkelement 16 ist vom ersten Gelenkelement 15 drehbar rund um die fünfte Achse J5 senkrecht zur vierten Achse J4 getragen. Das dritte Gelenkelement 17 ist vom zweiten Gelenkelement 16 drehbar rund um die sechste Achse J6 senkrecht zur fünften Achse J5 getragen. Die Steuervorrichtung 2 steuert den Drehantrieb rund um die sechs Achsen J1 bis J6. Der Betätigungsabschnitt 19 empfängt die Bedienung eines Benutzers. Der Monitor 18 führt verschiedene Anzeigen aus.
Ein Motor, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist, und ein Wertgeber, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist, sind für jede der sechs Achsen J1 bis J6 bereitgestellt. Jeder Motor führt einen Drehantrieb durch, und jeder Wertgeber erfasst einen Drehwinkel des Motors. Im ersten Gelenkelement 15 sind Motoren und dergleichen zur Durchführung des Drehantriebs rund um die fünfte Achse J5 und die sechste Achse J6 eingebaut.
2 ist eine Querschnittsansicht des ersten Gelenkelements 15 und eines Gehäuses 16a mit seinem Zentrum entlang der fünften Achse J5. Wie in 2 gezeigt, umfasst das erste Gelenkelement 15: einen Körperabschnitt 15c, in den ein J5-Achsenmotor 51 und dergleichen eingebaut ist; und die Abdeckung 15a, 15b, die an beiden Seiten des ersten Gelenkelements 15 angeordnet ist, um das Innere des Körperabschnitts 15c abzudichten. Die Abdeckungen 15a, 15b sind am Körperabschnitt 15c durch Befestigungsschrauben in Schraubenbohrungen, die im Körperabschnitt 15c gebildet sind, von außerhalb der Abdeckungen 15a, 15b befestigt.
Das erste Gelenkelement 15 umfasst: den J5-Achsenmotor (Motor) 51; eine erste Scheibe (Scheibe) 52; einen aus Harz hergestellten J5-Achsenriemen (Riemen) 53; eine zweite Scheibe (Scheibe) 54; eine J5-Achsen-Antriebswelle 57; ein J5-Achsen-Untersetzungsgetriebe 55; und einen J5-Achsen-Wertgeber 58. Der J5-Achsenmotor 51 treibt drehend das erste Gelenkelement 15 rund um die fünfte Achse J5 an. Die erste Scheibe 52 ist an einer Drehwelle des J5-Achsenmotors 51 befestigt. Der J5-Achsenriemen 53 steht im Eingriff mit der ersten Scheibe 52, um Drehung zu übertragen. Die Drehung wird über den J5-Achsenriemen 53 auf die zweite Scheibe 54 übertragen. Die J5-Achsen-Antriebswelle 57 ist an der zweiten Scheibe 54 befestigt. Das J5-Achsen-Untersetzungsgetriebe 55 ist mit der J5-Achsen-Antriebswelle 57 verbunden. Der J5-Achsen-Wertgeber 58 erfasst einen Drehwinkel des J5-Achsenmotors 51. Das erste Gelenkelement 15 umfasst: einen J6-Achsenmotor (Motor) 61; eine dritte Scheibe (Scheibe) 62; einen aus Harz hergestellten J6-Achsenriemen (Riemen) 63; eine vierte Scheibe (Scheibe) 64; eine J6-Achsen-Antriebswelle 67; und einen J6-Achsen-Wertgeber 68. Der J6-Achsenmotor 61 treibt drehend die sechste Achse J6 an. Die dritte Scheibe 62 ist an einer Drehwelle des J6-Achsenmotors 61 befestigt. Der J6-Achsenriemen 63 steht im Eingriff mit der dritten Scheibe 62, um Drehung zu übertragen. Die Drehung wird über den J6-Achsenriemen 63 auf die vierte Scheibe 64 übertragen. Die J6-Achsen-Antriebswelle 67 ist an der vierten Scheibe 64 befestigt. Der J6-Achsen-Wertgeber 68 erfasst einen Drehwinkel des J6-Achsenmotors 61. Das Gehäuse 16a umfasst: ein Kegelrad (in der Zeichnung nicht gezeigt); und ein J6-Achsen-Untersetzungsgetriebe (in der Zeichnung nicht gezeigt). Das Kegelrad ist mit der J6-Achsen-Antriebswelle 67 verbunden und ändert eine Drehachse von der Achse J5 auf die Achse J6. Der Drehantrieb der J6-Achsen-Antriebswelle 67 wird mittels des Kegelrads auf das J6-Achsen-Untersetzungsgetriebe übertragen.
Die Drehwelle des J5-Achsenmotors 51 ist in eine sich verjüngende Form gebracht und weist einen Schlüssel auf. Die Drehwelle des J5-Achsenmotors 51 ist in ein sich verjüngendes Durchgangsloch eingepasst, welches die Mitte der ersten Scheibe 52 durchdringt und einen Schlüsselkanal aufweist, und eine Schraube ist an einem distalen Ende der Drehwelle des J5-Achsenmotors 51 angeschraubt. Mit einer solchen Anordnung sind der J5-Achsenmotor 51 und die erste Scheibe 52 aneinander befestigt. Der J6-Achsenmotor 61 und die dritte Scheibe 62 sind in einem im Wesentlichen gleichen Aufbau aneinander befestigt.
Eine Mehrzahl von Schraubenlöchern sind in der J5-Achsen-Antriebswelle 57 auf der Seite der zweiten Scheibe 54 gebildet, und die Schraubenlöcher sind in einem Kreis, der mit der Mitteldrehachse der J5-Achsen-Antriebswelle 57 konzentrisch angeordnet ist, gebildet. Eine Mehrzahl von Schrauben sind von außerhalb der zweiten Scheibe 54 in die Schraubenlöcher eingeschraubt, wodurch sie die J5-Achsen-Antriebswelle 57 und die zweite Scheibe 54 aneinander befestigen. Die J6-Achsen-Antriebswelle 67 und die vierte Scheibe 64 sind in einem im Wesentlichen gleichen Aufbau aneinander befestigt.
Mit einer solchen Anordnung wird die Drehung des J5-Achsenmotors 51 durch die erste Scheibe 52, den J5-Achsenriemen 53, die zweite Scheibe 54 und die J5-Achsen-Antriebswelle auf das J5-Achsen-Untersetzungsgetriebe 55 übertragen. In im Wesentlichen demselben Aufbau wird die Drehung des J6-Achsenmotors 61 durch die dritte Scheibe 62, den J6-Achsen-Riemen 63, die vierte Scheibe 64 und die J6-Achsen-Antriebswelle 67 auf das in der Zeichnung nicht gezeigte J6-Achsen-Untersetzungsgetriebe übertragen.
Wie in 2 gezeigt, sind der J5-Achsenmotor 51 und der J6-Achsenmotor 61 in dasselbe Gehäuse, das bedeutet, im ersten Gelenkelement 15, eingebaut. Folglich ist es in derselben Weise wie beim herkömmlichen Verfahren zur Inspektion des Verschleißes des J5-Achsenriemens 53 oder dergleichen durch direktes Messen einer Riemenspannung notwendig, die Schrauben, welche die Abdeckungen 15a, 15b befestigen, jedes Mal zur Durchführung einer Inspektion zu entfernen.
Die Steuervorrichtung 2 führt eine selbsttätige Regelung durch, welche bewirkt, dass die Motoren einen Drehantrieb unter Verwendung der Drehwinkel der Motoren, die von den für die entsprechenden Achsen J1 bis J6 bereitgestellten Wertgebern erfasst werden, ausführen. Die Steuervorrichtung 2 ist gebildet aus einer CPU (zentralen Verarbeitungseinheit, einem ROM (Festwertspeicher), einem RAM (Direktzugriffsspeicher) und einem Speicher, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind.
3 ist ein Blockdiagramm des Roboters 1, der die Steuervorrichtung 2 aufweist. Wie in 3 gezeigt umfasst die Steuervorrichtung 2: einen Antriebssteuerungsabschnitt 21; einen Drehmomenterfassungsabschnitt (Erfassungsabschnitt) 22; einen Differenzberechnungsabschnitt (Drehmoment-Differenzberechnungsabschnitt) 23; einen Abweichungsmengen-Berechnungsabschnitt (Differenzabweichungsmengen-Berechnungsabschnitt) 24; einen Ermittlungsabschnitt 25; und einen Speicherabschnitt 26. Der Antriebssteuerungsabschnitt 21 steuert die jeweiligen Motoren basierend auf der Bedienungseingabe oder dergleichen, welche der Betätigungsabschnitt 19 empfängt. Der Drehmomenterfassungsabschnitt 22 erfasst ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 und ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61. Der Differenzberechnungsabschnitt 23 berechnet eine Differenz zwischen einem erfassten Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 und einem erfassten Drehmoment des J6-Achsenmotors 61. Der Abweichungsmengen-Berechnungsabschnitt 24 berechnet eine Abweichungsmenge einer berechneten Differenz zwischen zwei an zwei verschiedenen Zeitpunkten erfassten Drehmomenten. Der Ermittlungsabschnitt 25 ermittelt den Austausch des J5-Achsenriemens 53 und des J6-Achsenriemens 63 durch Vergleichen der berechneten Abweichungsmenge und eines Grenzwerts, der im Voraus festgelegt wird. Der Speicherabschnitt 26 speichert ein Auswertungsvorgangsprogramm und dergleichen, die im Voraus zum Antreiben des J5-Achsenmotors 51 und des J6-Achsenmotors 61 zum Erfassen von Motordrehmomenten festgelegt werden.
Der Antriebssteuerungsabschnitt 21 steuert den Drehantrieb jedes Motors, der für die Ausführung einer Aufgabe durch den Roboter 1 erforderlich ist. Obwohl eine ausführlichere Beschreibung folgt, ist der Antriebssteuerungsabschnitt 21 derart gestaltet, dass beim Empfang einer vorher festgelegten Bedienungseingabe durch den Betätigungsabschnitt 19 zur Durchführung einer Riemeninspektion, welche den Austauschzeitpunkt für den J5-Achsenriemen 53 und den J6-Achsenriemen 63 ermittelt, der Antriebssteuerungsabschnitt 21 den J5-Achsenmotor 51 und den J6-Achsenmotor 61 basierend auf dem Auswertungsvorgangsprogramm, das im Speicherabschnitt 26 gespeichert ist drehend antreibt. Wenn der J5-Achsenmotor 51 und der J6-Achsenmotor 61 basierend auf dem Auswertungsvorgangsprogramm antreiben, verändern sich ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 und ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61 mit der Zeit.
Der Drehmoment-Erfassungsabschnitt 22 erfasst ein Motordrehmoment jedes Motors durch Messen eines Wertes eines elektrischen Stroms, der durch jeden Motor fließt. Der Drehmoment-Erfassungsabschnitt 22 misst Werte elektrischer Ströme, die während eines Zeitraums, in dem das Auswertungsvorgangsprogramm ausgeführt wird, durch den J5-Achsenmotor 51 und den J6-Achsenmotor 61 fließen, wodurch sie Motordrehmomente erfassen, die sich mit der Zeit verändern. Das erfasste Drehmoment des J5 Achsenmotors 51 und das erfasste Drehmoment des J6-Achsenmotors 61 werden im Speicherabschnitt 26 gespeichert. Der Differenzberechnungsabschnitt 23 berechnet eine Differenz zwischen den Motordrehmomenten, die erlangt wird durch Subtrahieren des erfassten Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 vom erfassten Drehmoment des J5-Achsenmotors 51. Die berechnete Motordrehmoment-Different wird im Speicherabschnitt 26 gespeichert.
Der Abweichungsmengen-Berechnungsabschnitt 24 berechnet eine Abweichungsmenge einer Differenz, die berechnet wird, wenn das Auswertungsvorgangsprogramm an jedem von zwei verschiedenen Zeitpunkten, nämlich einem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt, ausgeführt wird. Für die Abweichungsmenge der Differenz wird ein Wert erlangt durch Subtrahieren einer Differenz der Motordrehmomente berechnet am ersten Zeitpunkt von einer Differenz der Motordrehmomente berechnet am zweiten Zeitpunkt. Der Ermittlungsabschnitt 25 ermittelt, ob die berechnete Abweichungsmenge einen positiven Grenzwert oder einen negativen Grenzwert, die im Voraus festgelegt werden, überschreitet.
Der erste Zeitpunkt kann zum Beispiel zur Zeit der Auslieferung eines Roboters aus einer Fabrik sein. Das Auswertungsvorgangsprogramm wird zur Zeit der Auslieferung eines Roboters aus der Fabrik ausgeführt, um die Motordrehmomente der zwei Motoren zu berechnen. Es genügt, eine Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit zwischen den zwei Motoren im Speicherabschnitt 26 zu speichern.
Der zweite Zeitpunkt kann ein gewünschter Zeitpunkt nach der Verwendung des Roboters sein, zum Beispiel nachdem der Roboter vor Ort installiert und tatsächlich betrieben worden ist.
Überschreitet eine Abweichungsmenge einen positiven Grenzwert, veranlasst der Ermittlungsabschnitt 25 den Monitor 18 eine Anzeige zu aktivieren, die den Austausch des J5-Achsenriemens 53 empfiehlt. Überschreitet eine Abweichungsmenge einen negativen Grenzwert, veranlasst der Ermittlungsabschnitt 25 den Monitor 18 eine Anzeige zu aktivieren, die den Austausch des J6-Achsenriemens 63 empfiehlt.
Nun folgt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf ein Beispiel einer spezifischen Verarbeitung vom Ausführen des Auswertungsvorgangsprogramm bis zum Ermitteln des Austausches eines Riemens, wie zum Beispiel des J5-Achsenriemens 53, basierend auf einer Abweichungsmenge der Drehmoment-Differenz. Im Berechnungsverfahren, das in 4 zum Berechnen einer Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit gezeigt ist, treibt zuerst (zum Beispiel zum Zeitpunkt der Auslieferung des Roboters aus der Fabrik) der Antriebssteuerungsabschnitt 21 drehend den J5-Achsenmotor 51 und den J6-Achsenmotor 61 basierend auf dem Auswertungsvorgangsprogramm an (Schritt S11). Als nächstes erfasst der Drehmomenterfassungsabschnitt 22 ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 und ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61, die sich entsprechend dem Auswertungsvorgangsprogramm unterscheiden (Schritt S12). Die bei Schritt S11 und Schritt S12 durchgeführte Verarbeitung entspricht einem ersten Drehmomenterfassungsschritt im Patentanspruch.
Eine Graphik einer Abweichung des erfassten Drehmoments des J5-Achsenmotors 51 im Laufe der Zeit ist mit einer Kurve L1 in 5 gezeigt, und eine Graphik einer Abweichung des Drehmoments des J6-Achsenmotors-61 im Laufe der Zeit ist mit einer Kurve L2 in 6 gezeigt. In 5 und in 6 ist die Zeit auf einer horizontalen Achse gezeigt, das Drehmoment ist auf einer vertikalen Achse gezeigt, und positive oder negative Drehmomentänderungen entsprechend der Richtung des Drehmoments. Dieselbe Definition der vertikalen Achse und der horizontalen Achse ist auf die in den folgenden Zeichnungen gezeigten Graphiken anwendbar. In dieser Ausführungsform unterscheidet sich ein Auswertungsvorgang, der für den Drehantrieb des J5-Achsenmotors 51 ausgeführt wird, von einem Auswertungsvorgang, der für den Drehantrieb des J6-Achsenmotors 61 ausgeführt wird. Folglich weist die Kurve L1, welche eine Abweichung des Drehmoments des J5-Achsenmotors 51 im Laufe der Zeit anzeigt, eine vollkommen andere Drehmoment-Zunahme oder -Abnahme auf, als die Kurve L2, welche eine Abweichung des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 im Laufe der Zeit anzeigt.
Wenn ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 und ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61 erfasst sind, führt der Differenzberechnungsabschnitt 23 einen ersten Differenzberechnungsschritt durch, bei dem eine Motordrehmoment-Differenz berechnet wird, welche erlangt wird durch Subtrahieren des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 vom Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 (Schritt S13). Der Differenzberechnungsabschnitt 23 veranlasst den Speicherabschnitt 26, die berechnete Abweichung im Laufe der Zeit der Motordrehmoment-Differenz am ersten Zeitpunkt zu speichern (Schritt S14). Mit diesen Vorgängen ist die Verarbeitung abgeschlossen.
7 zeigt, mit einer Kurve L3, eine Graphik einer Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit, und die Differenz wird erlangt durch Subtrahieren des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61, die in 6 gezeigt ist, vom Drehmoment des J5-Achsenmotors 51, die in 5 gezeigt ist. Die Kurve L3 zeigt, dass, wenn das Drehmoment einen positiven Wert annimmt, ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 größer ist, als ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61, und wenn das Drehmoment einen negativen Wert annimmt, ein Drehmoment des J5 Achsenmotors 51 kleiner ist, als ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61.
Als nächstes wird zu einer vorher festgelegten Zeit, nachdem der Roboter vor Ort installiert worden ist und verschiedene Vorgänge ausgeführt worden sind, das in 4 gezeigte Berechnungsverfahren zum Berechnen einer Abweichung im Laufe der Zeit der Motordrehmoment-Differenz erneut ausgeführt. Dann wird das Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren ausgeführt, welches die berechnete Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit verwendet. Im in 8 gezeigten Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren treibt zunächst auf dieselbe Weise, wie bei der Verarbeitung, die in Schritt S11 in 4 ausgeführt wird, der Antriebssteuerungsabschnitt 21 drehend den J5-Achsenmotor 51 und den J6-Achsenmotor 61 an, erneut basierend auf dem Auswertungsvorgangsprogramm (Schritt S21). Als nächstes erfasst der Drehmomenterfassungsabschnitt 22 ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 und ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61, die sich entsprechend dem Auswertungsvorgangsprogramm unterscheiden (Schritt S22). Die bei Schritt S21 und Schritt S22 durchgeführte Verarbeitung entspricht einem zweiten Drehmomenterfassungsschritt im Patentanspruch.
Eine Graphik einer Abweichung im Laufe der Zeit des Drehmoments des J5-Achsenmotors 51, die bei der in Schritt S22 ausgeführten Verarbeitung erfasst wird, ist mit eine Kurve L4 gezeigt, die durch eine gestrichelte Linie in 9 angezeigt ist. Eine Graphik einer Abweichung im Laufe der Zeit des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 ist mit eine Kurve L5 gezeigt, die durch eine gestrichelte Linie in 10 angezeigt ist. Auf dieselbe Weise wie in 5 und 6, ist in 9 und in 10 das Drehmoment auf der vertikalen Achse angezeigt, und positive oder negative Drehmomentänderungen entsprechend der Richtung, entlang welcher das Drehmoment aufgebracht wird. Dasselbe Auswertungsvorgangsprogramm wird ausgeführt, und somit weisen die Kurve L1 in 5 und die Kurve L4 in 9 eine ähnliche Abweichung des Drehmoments im Laufe der Zeit auf. Auf dieselbe Weise weisen die Kurve L2 in 6 und die Kurve L5 in 10 eine ähnliche Abweichung des Drehmoments im Laufe der Zeit auf.
Wenn der Roboter 1 für eine festgelegte Zeitdauer betrieben worden ist, verändern sich der J5-Achsenriemen 53 und der J6-Achsenriemen 63 aufgrund des Verschleißes, sodass sich die Riemenspannung des J5-Achsenriemens 53 und die Riemenspannung des J6-Achsenriemens 63 verringert. Die Verringerung der Riemenspannung verursacht eine Verringerung des Motordrehmoments eines Motors, der den Riemen durch die Scheibe dreht. Das bedeutet, das Betreiben des Roboters 1 verringert allmählich ein Motordrehmoment eines Motors, der unter Verwendung des Riemens eine Antriebskraft überträgt. Folglich ist ein Absolutwert des Drehmoments des J5-Achsenmotors 51, der in 9 gezeigt ist, kleiner, als ein Absolutwert des Drehmoments des J5-Achsenmotors 51, der in 5 gezeigt ist, und ein Absolutwert des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61, der in 10 gezeigt ist, ist kleiner, als ein Absolutwert des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61, der in 6 gezeigt ist.
Bei Erfassung eines Motordrehmoments führt der Differenzberechnungsabschnitt 23 einen zweiten Differenzberechnungsschritt durch, bei dem eine Abweichung im Laufe der Zeit der Motordrehmoment-Differenz berechnet wird, welche erlangt wird durch Subtrahieren des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 vom Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 (Schritt S23). 11 zeigt, mit einer Kurve L6 angezeigt durch eine gestrichelte Linie, eine Graphik einer Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit, und die Differenz wird erlangt durch Subtrahieren des Drehmoments des J6-Achsenmotors 61, die in 10 gezeigt ist, vom Drehmoment des J5-Achsenmotors 51, die in 9 gezeigt ist.
Als nächstes wird eine Abweichung im Laufe der Zeit der Motordrehmoment-Differenz am ersten Zeitpunkt ausgelesen, und die Abweichung wird im Speicherabschnitt 26 gespeichert (Schritt S24). Der Abweichungsmengen-Berechnungsabschnitt 24 führt den Differenzabweichungsmenge-Berechnungsschritt (Schritt S25) aus. In einem solchen Schritt berechnet der Abweichungsmengen-Berechnungsabschnitt 24 eine Abweichung im Laufe der Zeit einer Motordrehmoment-Differenz, und die Differenz wird erlangt durch Subtrahieren einer Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit (die Kurve L3 in 7), die vom Speicherabschnitt 26 ausgelesen wird, und wird bei der Verarbeitung, die in Schritt S13 ausgeführt wird, berechnet aus einer Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit (die Kurve L6 in 11), die bei der Verarbeitung, die in Schritt S23 ausgeführt wird, berechnet wird. 12 zeigt Abweichungen im Laufe der Zeit der Motordrehmoment-Differenz, die bei der Verarbeitung, die in Schritt S13 und Schritt S23 ausgeführt wird, berechnet werden. Wie in 12 gezeigt weist die Abweichung im Laufe der Zeit der Motordrehmoment-Differenz, die bei der Verarbeitung, die in Schritt S13 ausgeführt wird, berechnet wird (die Kurve L3), und die Abweichung im Laufe der Zeit der Motordrehmoment-Differenz, die bei der Verarbeitung, die in Schritt S17 ausgeführt wird, berechnet wird (die Kurve L6), ähnliche Zunahme oder Abnahme des Drehmoments, jedoch unterschiedliche Drehmomentwerte auf.
Beim Berechnen einer Abweichungsmenge einer Motordrehmoment-Differenz, ermittelt der Ermittlungsabschnitt 25, ob die berechnete Abweichungsmenge einen größeren Wert als einen positiven Grenzwert aufweist, oder nicht (Schritt S26). 13 zeigt eine Kurve L7 und einen positiven Grenzwert +ε und einen negativen Grenzwert -ε, die im Speicherabschnitt 26 gespeichert sind. Die Kurve L7 zeigt eine Abweichung im Laufe der Zeit der Abweichungsmenge einer Differenz des Motordrehmoments, und die Differenz wird erlangt durch Subtrahieren einer Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit (die Kurve L3), die bei der Verarbeitung, die in Schritt S13 ausgeführt wird, berechnet wird aus einer Abweichung der Motordrehmoment-Differenz im Laufe der Zeit (die Kurve L6), die bei der Verarbeitung, die in Schritt S23 ausgeführt wird, berechnet wird. Die Kurve L7 in 13 weist keinen höheren Wert als den positiven Grenzwert +ε auf (Schritt S26: NEIN). Folglich wird als nächstes die später beschriebene Verarbeitung in Schritt S28 ausgeführt. Bei der Verarbeitung, die in Schritt S26 ausgeführt wird, wenn eine Abweichungsmenge einer Motordrehmoment-Differenz einen höheren Wert als den positiven Grenzwert +ε aufweist (Schritt S26: JA), veranlasst der Ermittlungsabschnitt 25 den Monitor 18 eine Anzeige zu aktivieren, welche den Austausch des J5-Achsenriemens 53 bekannt gibt (Schritt S27).
An diesem Punkt des Vorgangs zeigt ein Zustand, in dem eine Abweichungsmenge einer Motordrehmoment-Differenz ein Pluszeichen aufweist, an, dass eine Motordrehmoment-Differenz an einem zweiten Zeitpunkt, die bei der Verarbeitung, die in Schritt S23 ausgeführt wird, berechnet wird, kleiner ist, als eine Motordrehmoment-Differenz an einem ersten Zeitpunkt, die bei der Verarbeitung, die in Schritt S13 ausgeführt wird, berechnet wird. Die Motordrehmoment-Differenz ist ein Wert, der durch Subtrahieren eines Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 von einem Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 erlangt wird. Folglich zeigt eine kleine Motordrehmoment-Differenz am zweiten Zeitpunkt an, dass das Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 stärker verringert ist, als das Drehmoment des J6-Achsenmotors 61 aufgrund eines Verwendungszustands des Roboters 1. Folglich zeigt an Zustand, bei dem eine Abweichungsmenge einer Motordrehmoment-Differenz ein Pluszeichen aufweist, an, dass ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 stärker verringert ist, als ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61. Ein Fall, bei dem eine Abweichungsmenge einer Motordrehmoment-Differenz den positiven Grenzwert +ε, der im Voraus festgelegt ist, übersteigt, zeigt an, dass ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 um eine Menge, die einem Zahlenwert ε entspricht, geringer ist, als ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61. In dieser Ausführungsform wird ein solcher Fall ermittelt als der Zeitpunkt, an dem angeraten ist, den J5-Achsenriemen 53 auszutauschen. Ein Zustand, bei dem eine Abweichungsmenge einer Motordrehmoment-Differenz ein Minuszeichen aufweist, zeigt an, dass die entsprechenden Zustände für den J6-Achsenmotor 61 und den J6-Achsenriemen 63 zutreffen.
Wird die Verarbeitung in Schritt S27 ausgeführt, führt der Ermittlungsabschnitt 25 den Ermittlungsschritt aus, bei dem eine Ermittlung ausgeführt wird, ob die berechnete Abweichungsmenge einen kleineren Wert aufweist, als den negativen Grenzwert, oder nicht (Schritt S28). Im Fall von 13, weist die Kurve L7 keinen kleineren Wert auf, als den negativen Grenzwert -ε (Schritt S28: NEIN), und somit ist das Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren abgeschlossen. Wenn, bei der Verarbeitung, die in Schritt S28 ausgeführt wird, eine Abweichungsmenge einer Motordrehmoment-Differenz einen niedrigeren Wert als den negativen Grenzwert -ε aufweist (Schritt S28: JA), veranlasst der Ermittlungsabschnitt 25 den Monitor 18 eine Anzeige zu aktivieren, welche den Austausch des J6-Achsenriemens 63 bekannt gibt (Schritt S29). Mit diesen Vorgängen ist das Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren abgeschlossen. Die bei Schritt S26 und Schritt S28 durchgeführte Verarbeitung entspricht einem Ermittlungsschritt im Patentanspruch.
Im Einklang mit dem Roboter 1 dieser Ausführungsform, der einen solchen Aufbau aufweist, werden sowohl beim ersten Zeitpunkt als auch beim zweiten Zeitpunkt zwei Drehmomente erfasst, nämlich die Drehmomente des J5-Achsenmotors 51 und des J6-Achsenmotors 61, die durch das Auswertungsvorgangsprogramm angetrieben werden, und eine Differenz der erfassten Motordrehmomente wird berechnet. Ein Fall, bei dem zwei Motordrehmomente an zwei Zeitpunkten berechnet werden und eine Abweichungsmenge einer Differenz zwischen diesen beiden Motordrehmomenten einen Grenzwert, der im Voraus festgelegt wird, überschreitet, wird ermittelt als der Austauschzeitpunkt für den J5-Achsenriemen 53 oder den J6-Achsenriemen 63.
Mit einem solchen Aufbau zur Ausführung der Austauschermittlung in Bezug auf den J5-Achsenriemen 53 oder den J6-Achsenriemen 63 kann der Austauschzeitpunkt für den J5-Achsenriemen 53 und den J6-Achsenriemen 63 erlangt werden, ohne die Abdeckungen 15a, 15b zum Messen der Riemenspannung zum Durchführen jeder Messung abzunehmen. Eine Verringerung der Riemenspannung bewirkt, dass sich ein Drehmoment des J5-Achsenmotors 51 und ein Drehmoment des J6-Achsenmotors 61 verringert. Diese Motordrehmomente unterliegen auch dem Einfluss anderer Bedingungen abgesehen von der Riemenspannung, zum Beispiel einer Motortemperatur, einer Außenlufttemperatur und dergleichen. Angesichts der obigen Ausführungen wird bei dieser Ausführungsform eine Abweichungsmenge einer Differenz der Drehmomente zwischen zwei Motoren, das heißt, dem J5-Achsenmotor 51 und dem J6-Achsenmotor 61, als Bezugswert für die Ermittlung des Riemenaustauschzeitpunkts verwendet. Folglich ist es möglich, die Auswirkung einer Temperatur oder einer Außenlufttemperatur auf die Abweichung des Motordrehmoments zu verringern, wodurch die Lebensdauer des J5-Achsenriemens 53 und des J6-Achsenriemens 63 mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform sind der J5-Achsenmotor 51 und der J6-Achsenmotor 61, deren Drehmomente zum Berechnen der Different herangezogen werden, im selben Gehäuse, nämlich dem ersten Gelenkelement 15, angeordnet. Folglich ist es möglich, die Auswirkung einer Temperatur oder einer Außenlufttemperatur auf die Abweichung des Motordrehmoments zu verringern. Bei dieser Ausführungsform wird der Zeitpunkt der Auslieferung des Roboters 1 aus der Fabrik als ein erster Zeitpunkt, der einen der Punkte bildet, an welchen ein Motordrehmomente durch das Auswertungsvorgangsprogramm erfasst wird, festgesetzt. Ferner wird ein zweiter Zeitpunkt, der nach dem ersten Zeitpunkt angeordnet ist, auf einen gewünschten Zeitpunkt nach der Verwendung des Roboters 1 festgesetzt, zum Beispiel nachdem der Roboter 1 vor Ort installiert und tatsächlich betrieben worden ist. Somit kann eine Lebensdauer eines Riemens regelmäßig überprüft werden, indem ein Zeitpunkt, an dem der Roboter aus dem Wert ausgeliefert worden ist, als ein Bezugswert herangezogen wird. Das Auswertungsvorgangsprogramm am zweiten Zeitpunkt kann ausgeführt werden, wenn der Betätigungsabschnitt 19 eine vorher festgelegte Bedienungseingabe empfängt, oder kann automatisch in regelmäßigen Abständen ausgeführt werden.
Bei der oben erwähnten Ausführungsform erfolgte die Beschreibung, indem ein Modus der Steuervorrichtung als ein Beispiel der Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung des Roboters 1 herangezogen wurde. Jedoch kann die Gestaltung des Roboters 1 und die durch die Steuervorrichtung 2 ausgeführte Verarbeitung auf verschiedene Weise modifiziert werden. Zum Beispiel ist der Roboter 1 nicht notwendigerweise als ein vertikaler Knickarmroboter ausgebildet. Es ist ausreichend, dass der Roboter 1 zwei oder mehr Motoren aufweist, und dass mindestens ein Motor eine Antriebskraft unter Verwendung eines Riemens überträgt. Bei der oben erwähnten Ausführungsform übertragen der J5-Achsenmotor 51 und der J6-Achsenmotor 61 eine Antriebskraft unter Verwendung der Riemen. Jedoch kann auch entweder der J5-Achsenmotor 51 oder der J6-Achsenmotor 61 eine Antriebskraft unter Verwendung eines anderen Elements als dem Riemen (zum Beispiel einer Welle) übertragen. Die zwei Motoren, bei denen eine Differenz der Drehmomente berechnet wird, müssen nicht immer unbedingt im selben Gehäuse untergebracht sein. Zum Beispiel können die Drehmomente von zwei Motoren, von denen einer der J6-Achsenmotor 61 und der andere ein J1-Achsenmotor ist, erfasst werden. Bei der oben erwähnten Ausführungsform wird ein Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren ausgeführt basierend auf einer Abweichungsmenge einer Differenz zwischen zwei Motordrehmomenten. Es kann jedoch auch eine Abweichungsmenge einer Differenz zwischen drei oder mehr Motordrehmomenten verwendet werden.
Bei der oben erwähnten Ausführungsform sind als Grenzwerte einer Abweichungsmenge einer Differenz zwischen Motordrehmomenten die Zahlenwerte ε, welche denselben Absolutwert aufweisen, als der positive Grenzwert und der negative Grenzwert festgelegt. Das Festlegen der Grenzwerte kann jedoch auf verschiedene Weise modifiziert werden. Zum Beispiel können abhängig vom Material zur Bildung des Riemens ein Zeitpunkt, zu dem ein Austausch oder dergleichen eines Riemens erwünscht ist, unterschiedliche Zahlenwerte als ein Absolutwert eines positiven Grenzwerts und ein Absolutwert eines negativen Grenzwerts festgelegt sein. Ohne Festlegung unterschiedlicher Zahlenwerte für positive und negative Grenzwerte kann der Austauschzeitpunkt für einen der Riemen, welcher Gegenstand der Ermittlung ist, basierend auf der Ermittlung, ob ein Absolutwert einer Abweichungsmenge einer Differenz der Motordrehmomente einen vorher festgelegten Grenzwert überschreitet, oder nicht, ermittelt werden.
Im Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren der oben erwähnten Ausführungsform, wird eine Differenz der Motordrehmomente bei Ermittlung eines Drehmoments des J5-Achsenmotors 51 und eines Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 berechnet. Die Reihenfolge dieser Verarbeitung kann jedoch auf verschiedene Weise modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Verarbeitung derart ausgeführt werden, dass, nach einer Ermittlung eines Drehmoments des J5-Achsenmotors 51 und eines Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 an einem ersten Zeitpunkt, die Drehmomente im Speicherabschnitt 26 gespeichert werden, und, nach einer Ermittlung eines Drehmoments des J5-Achsenmotors 51 und eines Drehmoments des J6-Achsenmotors 61 an einem zweiten Zeitpunkt, Differenzen zwischen den Motordrehmomenten an zwei Zeitpunkten berechnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Roboter
2: Steuervorrichtung (Austauschermittlungsvorrichtung)
21: Antriebssteuerungsabschnitt
22: Drehmomenterfassungsabschnitt (Erfassungsabschnitt)
23: Differenzberechnungsabschnitt (Drehmomentdifferenz-Berechnungsabschnitt)
24: Abweichungsmengen-Berechnungsabschnitt (Differenzabweichungsmengen-Berechnungsabschnitt)
25: Ermittlungsabschnitt
51: J5-Achsenmotor (Motor)
61: J6-Achsenmotor (Motor)
53: J5-Achsenriemen (Riemen)
63: J6-Achsenriemen (Riemen)
52: Erste Scheibe (Scheibe)
54: Zweite Scheibe (Scheibe)
62: Dritte Scheibe (Scheibe)
64: Vierte Scheibe (Scheibe)
+ε: Positiver Grenzwert (vorher festgelegter Grenzwert)
-ε: Negativer Grenzwert (vorher festgelegter Grenzwert)
J1 bis J6: Gelenkachse
Schritt S11, Schritt S12: Erster Drehmomenterfassungsschritt
Schritt S13: Erster Differenzberechnungsschritt
Schritt S21, Schritt S22: Zweiter Drehmomenterfassungsschritt
Schritt S23: Zweiter Differenzberechnungsschritt
Schritt S25: Abweichungsmengendifferenz-Berechnungsschritt
Schritt S26, Schritt S28: Ermittlungsschritt

Claims

Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung umfassend: einen Antriebssteuerungsabschnitt (21), der dafür ausgelegt ist, basierend auf einem im Voraus festgelegten Auswertungsvorgang zwei oder mehr Motoren (51, 61) aus einer Mehrzahl von Motoren (51, 61), welche Gelenkwellen eines Roboters (1) antreiben, anzutreiben, wobei die zwei oder mehr Motoren (51, 61) den Motor (51, 61) umfassen, welcher mindestens eine der Gelenkwellen durch Scheiben (52, 54, 62, 64) und Riemen (53, 63) antreibt; einen Erfassungsabschnitt (22), der dafür ausgelegt ist, Motordrehmomente, die sich gemäß dem Auswertungsvorgang unterscheiden, der zwei oder mehr Motoren (51, 61) zu erfassen; einen Drehmomentdifferenz-Berechnungsabschnitt (23), der dafür ausgelegt ist, eine Differenz zwischen den erfassten Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren (51, 61) zu berechnen; einen Differenzabweichungsmengen-Berechnungsabschnitt (24), der dafür ausgelegt ist, eine Abweichungsmenge zwischen zwei an zwei Zeitpunkten erfassten Differenzen zu berechnen; und einen Ermittlungsabschnitt (25), der dafür ausgelegt ist, den Austausch des Riemens auf Grundlage eines Absolutwerts der berechneten Abweichungsmenge, welcher einen vorher festgelegten Grenzwert (+ε, -ε) überschreitet, zu ermitteln.
Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Differenz des Motordrehmoments zwischen zwei Motoren (51, 61), welche die Gelenkwellen durch die Scheiben (52, 54, 62, 64) und die Riemen (53, 63) antreiben, als die Differenz des Motordrehmoments zwischen den zwei oder mehr Motoren (51, 61) verwendet wird.
Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Ermittlungsabschnitt (25) basierend auf einer Anzeige der Abweichungsmenge den Austausch eines der beiden Riemen (53, 63), die in den zwei Motoren (51, 61) verwendet werden, ermittelt.
Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Roboter (1) aus einem vertikalen Knickarmroboter gebildet ist, und die zwei oder mehr Motoren (51, 61) an Positionen näher an einem distalen Ende als ein anderer Motor (51, 61), und in demselben Gehäuse untergebracht sind.
Riemenaustausch-Ermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei einer der zwei Zeitpunkte ein Startzeitpunkt der Verwendung des Roboters (1) ist, und ein anderer der zwei Zeitpunkte ein Zeitpunkt der Überprüfung des Riemens, der für die Gelenkwelle des Roboters (1) verwendet wird, ist.
Riemenaustausch-Ermittlungsverfahren umfassend: einen ersten Drehmomenterfassungsschritt (S11, S12) des Erfassens, an einem ersten Zeitpunkt, der Motordrehmomente, die sich gemäß einem im Voraus festgelegten Auswertungsvorgang unterscheiden, von zwei oder mehr Motoren (51, 61) aus einer Mehrzahl von Motoren (51, 61), welche Gelenkwellen eines Roboters (1) antreiben, durch Antreiben der zwei oder mehr Motoren (51, 61) basierend auf dem Auswertungsvorgang, wobei die zwei oder mehr Motoren (51, 61) den Motor (51, 61) umfassen, der mindestens eine der Gelenkwellen durch Scheiben (52, 54, 62, 64) und Riemen (53, 63) antreibt; einen ersten Differenzberechnungsschritt (S13) des Berechnens einer Differenz zwischen den Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren (51, 61), wobei die Motordrehmomente im ersten Drehmomenterfassungsschritt (S11, S12) erfasst worden sind; einen zweiten Drehmomenterfassungsschritt (S21, S22) des Erfassens, an einem zweiten Zeitpunkt, von Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren(51, 61), durch Antreiben der zwei oder mehr Motoren (51, 61) basierend auf dem Auswertungsvorgang; einen zweiten Differenzberechnungsschritt (S23) des Berechnens einer Differenz zwischen den Motordrehmomenten der zwei oder mehr Motoren (51, 61), wobei die Motordrehmomente im zweiten Drehmomenterfassungsschritt (S21, S22) erfasst worden sind; einen Differenzabweichungsmengen-Berechnungsschritts des Berechnens einer Abweichungsmenge zwischen der im ersten Differenzberechnungsschritt (S13) berechneten Differenz und der im zweiten Differenzberechnungsschritt (S23) berechneten Differenz; und einen Ermittlungsschritt (S28) des Ermittelns des Austauschs des Riemens auf Grundlage eines Absolutwertes der berechneten Abweichungsmenge, welcher einen vorher festgelegten Grenzwert (+ε, -ε) überschreitet.