DE102020106737B4

DE102020106737B4 - System zum detektieren des eindringens von feuchtigkeit und verfahren zum detektieren des eindringens von feuchtigkeit

Info

Publication number: DE102020106737B4
Application number: DE102020106737.2A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Sugiura
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: US12005569B2; CN111716385A; JP2020151833A; US20200298418A1; DE102020106737A1; JP7198133B2

Abstract

System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, das umfasst:
einen Industrieroboter, der einen darin definierten geschlossenen Raum aufweist;
einen Luftzuführungsmechanismus, der dem geschlossenen Raum Druckluft zuführt;
einen Entlüftungsdurchlass, der in dem Industrieroboter vorgesehen ist, um eine Kommunikation zwischen einem Außenraum außerhalb des Industrieroboters und dem geschlossenen Raum herzustellen, und Luft, die aus dem geschlossenen Raum bei der Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, zu dem Außenraum leitet;
einen Luftfeuchtesensor, der eine Luftfeuchte ausgestoßener Luft, die aus dem Entlüftungsdurchlass zu dem Außenraum bei der Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, detektiert; und
eine Steuereinheit, die das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum eindringt, basierend auf einer detektierten Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft detektiert, wobei die detektierte Luftfeuchte durch den Luftfeuchtesensor detektiert wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-055377 , eingereicht am 22. März 2019, die hier durch Bezugnahme einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und der Zusammenfassung vollständig mit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Patentanmeldung offenbart ein System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit und ein Verfahren zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in einen in einem Industrieroboter vorhandenen, geschlossenen Raum eingedrungen ist, zu detektieren.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren sind Industrieroboter auf verschiedenen Gebieten intensiv eingesetzt worden. Solche Industrieroboter können in einer Umgebung verwendet werden, in der sie wahrscheinlich in Kontakt mit Wasser kommen oder wo das Luftfeuchteniveau hoch ist. Ein Industrieroboter ist normalerweise abgedichtet, so dass Feuchtigkeit selbst in einer solchen Umgebung nicht in das Innere des Industrieroboters eintritt. Feuchtigkeit kann jedoch durch einen kleinen Spalt in den Industrieroboter eintreten. Falls die Feuchtigkeit in dem Industrieroboter gelassen wird, treten verschiedene Probleme auf, wie z. B. elektrischer Leckstrom und schlechte Schmierung von Zahnrädern, die innerhalb des Industrieroboters vorgesehen sind. Deshalb ist, um ein solches Problem zu vermeiden, ein System erforderlich, das das Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Industrieroboters genau detektieren kann.
Die Patentdokumente 1 und 2 offenbaren Techniken zum Detektieren von Feuchtigkeit, die in das Innere einer Vorrichtung eingedrungen ist. JP 5939199 B offenbart einen Motor, in dem ein Wasserimmersionssensor, der ein Elektrodenpaar aufweist, in einem Motorgehäuse installiert ist. Der Immersionssensor bestimmt das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit basierend auf dem elektrischen Widerstand zwischen dem Elektrodenpaar.
JP 4283549 B offenbart eine Technik, in der eine eingetauchte elektrische Pumpe mit einer Wassereindringkammer, die eindringendes Wasser leicht ansammelt, ausgestattet ist und ein Wassereindringdetektionssensor in der Wassereindringkammer installiert ist.
Darüber hinaus offenbart JP 2013-188806 A eine Technik zum Detektieren von Feuchtigkeit, die in der Luft enthalten ist. Insbesondere offenbart JP 2013-188806 A eine Schneideeinrichtung, die eine Spindelwelle, ein Luftlager, das die Spindelwelle drehbar trägt, einen Luftzuführungsweg, der dem Luftlager Hochdruckluft zuführt, und eine Feuchtigkeitsdetektionseinheit, die Feuchtigkeit in der aus einer Luftzuführungsquelle dem Luftlager zugeführten Hochdruckluft detektiert, enthält. Die Feuchtigkeitsdetektionseinheit enthält eine Feuchtigkeitsadsorptionseinheit, die durch Adsorbieren von Feuchtigkeit die Farbe ändert, und einen Entfärbungsdetektionssensor, der eine Farbänderung der Feuchtigkeitsadsorptionseinheit detektiert.
In der in JP 5939199 B offenbarten Technik muss jedoch Wasser zwischen dem Elektrodenpaar vorhanden sein, und nur Feuchtigkeit nahe dem Sensor kann detektiert werden. Dieses Problem kann zu einem gewissen Grad durch Bereitstellen einer Wassereindringkammer, die Wasser leicht ansammelt, wie in JP 4283549 B , abgemildert werden. Es war jedoch schwierig, einen Raum wie z. B. die Wassereindringkammer von JP 4283549 B innerhalb eines Industrieroboters, dessen Haltung sich auf komplizierte Weise ändert, zu schaffen. JP 2013-188806 A offenbart eine Feuchtigkeitsdetektionstechnik, die kein Elektrodenpaar verwendet. Die in JP 2013-188806 A offenbarte Technik detektiert jedoch nur Feuchtigkeit in Hochdruckluft, die von einer Luftzuführungsquelle ausgelassen wird, und ist keine Technik zum Detektieren des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Feuchtigkeit innerhalb einer Vorrichtung (Spindelwelle oder Luftlager).
Mit anderen Worten, es gab bisher keine Technik, die das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in das Innere eines Industrieroboters eingedrungen ist, genau detektieren kann. Die vorliegende Patentanmeldung offenbart deshalb ein System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit und ein Verfahren zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, die Feuchtigkeit, die in das Innere eines Industrieroboters eingedrungen ist, genau detektieren kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, das in dieser Patentanmeldung offenbart ist, umfasst: einen Industrieroboter, der einen darin definierten geschlossenen Raum aufweist; einen Luftzuführungsmechanismus, der dem geschlossenen Raum Druckluft zuführt; einen Entlüftungsdurchlass, der in dem Industrieroboter vorgesehen ist, um Kommunikation zwischen einem Außenraum außerhalb des Industrieroboters und dem geschlossenen Raum herzustellen, und Luft, die aus dem geschlossenen Raum bei der Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, zu dem Außenraum lenkt; einen Luftfeuchtesensor, der eine Luftfeuchte ausgestoßener Luft, die aus dem Entlüftungsdurchlass zu dem Außenraum bei der Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, detektiert; und eine Steuereinheit, die das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum eindringt, basierend auf einer detektierten Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft detektiert, wobei die detektierte Luftfeuchte durch den Luftfeuchtesensor detektiert wird.
In diesem Fall kann der Luftzuführungsmechanismus enthalten: eine Zuführungsquelle der Druckluft; einen Luftschlauch, der mit der Zuführungsquelle kommuniziert und durch den die Druckluft strömt; und ein Verbindungselement, das in dem Industrieroboter vorgesehen ist und an dem der Luftschlauch lösbar angebracht ist, wobei das Verbindungselement mit dem geschlossenen Raum kommuniziert.
Der Luftzuführungsmechanismus kann ferner einen Innenschlauch enthalten, der in dem geschlossenen Raum angeordnet ist, ein mit dem Verbindungselement verbundenes Ende aufweist und einen oder mehrere Auslässe aufweist, die die Druckluft in den geschlossenen Raum auslassen.
Der Luftzuführungsmechanismus kann die Druckluft an mehr als einem Punkt in dem geschlossenen Raum auslassen.
Der Industrieroboter kann ein Mehrgelenkroboter sein, der mehrere Arme enthält, die über ein Gelenk gekoppelt sind, und mit einer mechanischen Kopplung vorsehen ist, die ein entferntes Ende enthält, an dem ein Werkzeug lösbar angebracht werden kann, und der Luftzuführungsmechanismus kann die Druckluft zu einer aus einer Stelle neben dem Gelenk und einer Stelle neben dem entfernten Ende auslassen.
In diesem Fall kann der Luftzuführungsmechanismus die Druckluft zu einer Stelle nahe dem entfernten Ende auslassen, und der Entlüftungsdurchlass kann in der Nähe eines nahen Endes des Industrieroboters vorgesehen sein.
Die Steuereinheit kann veranlassen, dass der Luftzuführungsmechanismus für wenigstens eine vorbestimmte Referenzzeit weiterhin Druckluft zuführt, und das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum eindringt, gemäß einer detektierten Luftfeuchte, die zu einer Bestimmungszeit nach dem Ablauf wenigstens der Referenzzeit seit dem Start der Zuführung der Druckluft detektiert wird, bestimmen, und die Referenzzeit kann die Zeit sein, während der die zugeführte Druckluft den geschlossenen Raum durchläuft und dann aus dem Entlüftungsdurchlass ausgelassen wird.
Ein Verfahren zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, das in dieser Patentanmeldung offenbart ist, enthält: Zuführen von Druckluft zu einem geschlossenen Raum, der innerhalb eines Industrieroboters vorgesehen ist; Detektieren, mit einem Luftfeuchtesensor, einer Luftfeuchte ausgestoßener Luft, die aus einem Entlüftungsdurchlass bei Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, wobei der Entlüftungsdurchlass in dem Industrieroboter vorgesehen ist; und Bestimmen, mit Hilfe einer Steuereinheit, des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum eindringt, gemäß der durch den Luftfeuchtesensor detektierten Luftfeuchte.
Gemäß dem System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit und dem Verfahren zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, die in dieser Patentanmeldung offenbart sind, ist das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit in dem Luftweg in dem geschlossenen Raum in der Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft widergespiegelt. Folglich kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit in einem sehr großen Bereich des Luftwegs detektiert werden. Als ein Ergebnis kann sogar Feuchtigkeit, die in das Innere einer komplizierten Struktur wie z. B. einen Industrieroboter eingedrungen ist, genau detektiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung werden basierend auf den folgenden Figuren beschrieben; es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine, in die ein System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit integriert ist;
2 ein Diagramm, das die Konfiguration des Systems zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit zeigt;
3 ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung der detektierten Luftfeuchte zeigt, wenn kein Eindringen von Feuchtigkeit vorhanden ist;
4 ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung der detektierten Luftfeuchte zeigt, wenn Eindringen von Feuchtigkeit vorhanden ist;
5 ein Diagramm, das ein Beispiel eines weiteren Systems zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit zeigt; und
6 ein Diagramm, das ein Beispiel noch eines weiteren Systems zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Konfiguration eines Systems zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit wird jetzt mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine 100, in die ein System 10 zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit integriert ist. 2 ist ein Diagramm, das die Konfiguration des Systems 10 zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit zeigt.
Das System 10 zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit detektiert das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in einen Industrieroboter 12 eingedrungen ist. Wie in 2 gezeigt ist, enthält das System 10 zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit den Industrieroboter 12, der einen geschlossenen Raum 22 beinhaltet.
Der Industrieroboter 12 ist ein Roboter, der zur Industrieautomatisierung verwendet wird. Ein solcher Industrieroboter 12 ist typischerweise ein Roboter, der automatisch gesteuert wird und umprogrammierbar ist, ist ein vielseitiger Manipulator, kann in Bezug auf drei oder mehr Freiheitsgrade programmiert werden und ist an einem Punkt befestigt oder ist beweglich. Ein Roboter bezieht sich auf einen Bewegungsmechanismus, der gemäß einem Programm arbeitet, einen gewissen Grad der Autonomie aufweist und in einer Umgebung arbeitet, um eine vorbestimmte Aufgabe auszuführen.
In dieser Patentanmeldung ist, wie in 2 gezeigt ist, der Industrieroboter 12 ein Mehrgelenkroboter, der mehrere Arme 14 aufweist, die über Gelenke 16 gekoppelt sind. Der Industrieroboter 12 kann jedoch irgendetwas sein, das einen geschlossenen Raum 22 beinhaltet. Aus diesem Grund kann der Industrieroboter 12 beispielsweise ein Roboter mit rechteckigen Koordinaten, ein Parallelverbindungsroboter oder ein Pendelroboter sein.
Wie in 1 gezeigt, ist der Industrieroboter 12 dieses Beispiels in einem Bearbeitungsraum 102 einer Werkzeugmaschine 100 installiert. Die Werkzeugmaschine 100 ist eine Schneidemaschine (Metallbearbeitungsmaschine) zum Schneiden eines Metallmaterials unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs 110. Spezifisch ist die Werkzeugmaschine 100 Drehmaschinenvorrichtung zum Drehen und Schneiden eines Werkstücks, das durch eine Spindelvorrichtung 104 gehalten und gedreht wird, unter Verwendung des Schneidwerkzeugs 110, das durch einen Werkzeughalter 106 gehalten wird. Der Industrieroboter 12 ist in dem Bearbeitungsraum 1 β2 einer solchen Werkzeugmaschine 100 installiert und führt Bearbeitung zum Transportieren eines Werkstücks oder eines Werkzeugs, Bearbeitung zum Unterstützen des Schneidens (beispielsweise Halten eines Werkstücks während der Bearbeitung), Verarbeitung zum Erfassen verschiedener physikalischer Größen und Bearbeitung zum Reinigen verschiedener Teile aus.
Die vorstehend genannte Installationsposition und Bearbeitung des Industrieroboters 12 sind lediglich erläuternd und können bei Bedarf geändert werden. Deshalb ist der Industrieroboter 12 nicht auf eine Drehmaschinenvorrichtung eingeschränkt und kann in eine andere Werkzeugmaschine wie z. B. eine Pressmaschine, eine Poliermaschine, eine Funkenerosionsmaschine oder eine Lasermaschine integriert sein. Ähnlich ist der Industrieroboter 12 nicht auf eine Werkzeugmaschine beschränkt und kann in eine andere mechanische Vorrichtung wie z. B. eine Schweißvorrichtung oder eine Beschichtungsvorrichtung integriert sein. Ähnlich kann der Industrieroboter 12 allein verwendet werden, ohne in eine andere mechanische Vorrichtung integriert zu sein. Deshalb kann der Industrieroboter 12 ein Montageroboter, der Teile montiert, ein Prüfroboter, der Abmessungen oder dergleichen eines Objekts prüft, ein Transportroboter, der verschiedene Gegenstände transportiert, oder dergleichen sein.
Wie in 2 gezeigt, ist der Industrieroboter 12 ein Mehrgelenkroboter, der mehrere (in dem gegebenen Beispiel vier) Arme 14 aufweist, die über Gelenke 16 gekoppelt sind, wie vorstehend beschrieben. Jeder Arm 14 ist ein hohles zylinderförmiges Element. Ein Deckel 15, der mit einer Abdichtung oder Dichtung ausgestattet ist, ist an der Öffnung jedes Arms 14 angebracht, um die Dichtheit des Innenraums des Arms 14 sicherzustellen. Ein Arm 14 ist mit einem Ende eines weiteren Arms 14 über ein Gelenk 16 gekoppelt. Ein Dichtelement 18 ist an einem Gelenk zwischen jedem Gelenk 16 und dem Arm 14 vorgesehen, das die Dichtheit des geschlossenen Raums 22 sicherstellt. Die Gelenke 16 weisen Durchgangslöcher 16a auf, durch die die zwei Arme 14 miteinander kommunizieren, so dass die Innenräume der mehreren Arme 14 miteinander kommunizieren. Mit anderen Worten sind die Innenräume der mehreren Arme 14 verbunden, was den einzigen geschlossenen Raum 22 bildet, der sich nahe dem nahen Ende zu nahe dem entfernten Ende des Industrieroboters 12 erstreckt.
Jedes Gelenk 16 ist mit einem Gelenkelement (in den Zeichnungen nicht gezeigt) ausgestattet, das ermöglicht, dass sich der Arm 14 bewegt. Ein solches Gelenkelement kann beispielsweise ein geradliniges Gelenkelement, das eine relative geradlinige Bewegung der zwei Arme 14 ermöglicht, ein Drehgelenkelement, das eine relative Drehbewegung der zwei Arme 14 ermöglicht, ein Kugelgelenkelement, das eine relative Drehbewegung mit drei Freiheitsgraden um den festen Punkt der zwei Arme 14 ermöglicht, oder dergleichen sein. Eine Kraftquelle zum Bewegen der Arme 14, eine Kraftübertragungskomponente zum Übertragen der Bewegung der Kraftquelle auf die Arme 14, und ein Sensor (von denen keines in den Zeichnungen gezeigt ist) zum Messen der Größe der Bewegung der Arme 14 sind in der Nähe jedes Gelenkelements vorgesehen. Die Kraftquelle kann ein Motor oder ein elektromagnetischer Zylinder, der mit elektrischem Strom arbeitet, oder ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder, der mit Hydraulikdruck oder Pneumatikdruck arbeitet, sein. Ferner kann ein Zahnrad, eine Zahnstange oder dergleichen als die Kraftübertragungskomponente verwendet werden. Ein Codierer, ein Resolver oder dergleichen kann als der Sensor verwendet werden.
Eine mechanische Kopplung 20, an der ein Endeffektor 120 (siehe 1, in 2 nicht gezeigt) lösbar angebracht ist, ist an dem entfernten Ende des Industrieroboters 12 vorgesehen. Während des Gebrauchs ist der Endeffektor 120 an der mechanischen Kopplung 20 angebracht, so dass der Industrieroboter 12 eine Aufgabe ausführen kann. Der Endeffektor 120 kann beispielsweise eine Haltevorrichtung (beispielsweise ein Handmechanismus oder ein Saugmechanismus) zum Halten eines Gegenstands, ein Sensor zum Messen irgendeiner aus verschiedenen physikalischen Größen, eine Bearbeitungsvorrichtung zum Ausführen irgendeiner aus verschiedenen Bearbeitungsoperationen (beispielsweise eine Sprühpistole, eine Schweißpistole oder ein Schraubendreher), eine Auslassdüse zum Auslassen einer Flüssigkeit oder dergleichen sein. Ein Elektrokabel zum Zuführen von Energie zu dem Endeffektor und Austauschen eines Steuersignals mit ihm kann außerhalb des Industrieroboters 12 geführt sein oder kann innerhalb des geschlossenen Raums 22 geführt sein. Zusätzlich sind elektronische Komponenten wie z. B. eine Stromquelle und ein Sensor in den geschlossenen Raum 22 eingebaut. Ein Elektrokabel (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zum Zuführen von Energie zu den elektronischen Komponenten und Austauschen eines Steuersignals mit ihnen ist durch den geschlossenen Raum 22 geführt.
Hier beinhaltet, wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich ist, der geschlossene Raum 22 innerhalb des Industrieroboters 12 elektronische Komponenten wie z. B. einen Motor und einen Sensor, Elektrokabel zur Stromversorgung und zum Signalaustausch und dergleichen. Der geschlossene Raum 22 ist außerdem mit Zahnrädern und Zahnstangen zum Übertragen von Kraft ausgestattet. Wenn Feuchtigkeit in den geschlossenen Raum 22 eintritt, treten verschiedene Probleme auf, wie z. B. ein Fehler in elektronischen Komponenten, Leckstrom und schlechte Schmierung von Zahnrädern. Um diese Probleme zu vermeiden, ist in dem Fall des Industrieroboters 12, der normalerweise in einer Umgebung mit viel Feuchtigkeit verwendet wird, das Dichtelement 18 an Gelenken und dergleichen vorgesehen, so dass sein Innenraum flüssigkeitsdicht verschlossen ist.
Ein solches Dichtelement 18 kann sich jedoch aufgrund von Alterung oder des Einflusses von Chemikalien allmählich verschlechtern, wobei seine Dichteigenschaft abnimmt. Daneben kann, abhängig von der Verwendungsumgebung des Industrieroboters 12, Wasser mit hohem Druck injiziert werden, und Feuchtigkeit kann über den Dichtabschnitt hinaus gehen und in den geschlossenen Raum 22 eintreten. Beispielsweise kann in der Werkzeugmaschine 100 Schneidewasser, das verwendet wird, um das Werkstück und das Schneidwerkzeug 110 zu kühlen und Späne abzuspülen, während des Schneidens gesprüht werden. Da solches Schneidewasser mit einem relativ hohen Druck injiziert wird, kann das Schneidewasser, falls sich der Industrieroboter 12 nahe der Injektionsposition befindet, über den Dichtabschnitt hinaus gehen und in den geschlossenen Raum 22 eintreten. Falls ein solches Eindringen von Feuchtigkeit für eine lange Zeitspanne nicht beachtet wird, treten, wie vorstehend beschrieben, Probleme auf, wie z. B. ein Fehler in elektronischen Komponenten, schlechte Schmierung von Kraftübertragungskomponenten und elektrischer Leckstrom.
Das System 10 zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit detektiert das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines solchen Eindringens von Feuchtigkeit und enthält ferner, zusätzlich zu dem Industrieroboter 12, einen Luftzuführungsmechanismus 24, einen Entlüftungsdurchlass 26, einen Luftfeuchtesensor 34, einen Temperatursensor 35 und eine Steuereinheit 28. Der Luftzuführungsmechanismus 24 führt dem geschlossenen Raum 22 Druckluft zu. Insbesondere weist der Luftzuführungsmechanismus 24 eine Luftzuführungsquelle 38 auf, die als eine Quelle für Druckluft dient. Die Luftzuführungsquelle 38 lässt Druckluft aus. Die Luftfeuchte der Druckluft, die aus der Luftzuführungsquelle 38 ausgelassen wird, ist bekannt. Die Druckluft kann trockene Luft mit einer Luftfeuchte geringer als die der Atmosphäre sein. Die Luftfeuchte der trockenen Luft bei einer Temperatur von 10 bis 35 °C und einem Atmosphärendruck kann 15 % oder weniger sein und kann 11 % oder weniger sein und kann 8 % oder weniger sein. Dementsprechend weist die Luftzuführungsquelle 38 beispielsweise einen Kompressor und einen Lufttrockner auf. Der Lufttrockner kann irgendeine Konfiguration aufweisen, die die Luftfeuchte der ausgelassenen Luft konstant hält. Aus diesem Grund kann der Lufttrockner beispielsweise ein Membran-Lufttrockner, ein Gefrier-Lufttrockner, ein Lufttrockner vom Membrantyp oder dergleichen sein.
Ein Luftschlauch 40, durch den die Druckluft strömt, ist mit der Luftzuführungsquelle 38 verbunden. Der Industrieroboter 12 ist mit einem Verbindungselement 42 ausgestattet, das mit dem anderen Ende des Luftschlauchs 40 verbunden ist. Das Verbindungselement 42 ist ein Verbindungselement, an dem der Luftschlauch 40 lösbar angebracht ist, und kommuniziert mit dem geschlossenen Raum 22. Obwohl das Verbindungselement 42 irgendeine Form aufweisen kann und sich irgendwo befinden kann, weist das Verbindungselement 42 normalerweise ein Loch auf, das durch das Gehäuse des Arms 14 (das Gehäuse des Industrieroboters 12) verläuft. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist das Verbindungselement 42 auf dem nächstgelegenen Arm 14 gebildet. Das liegt daran, dass Feuchtigkeit (Schneidewasser) weniger wahrscheinlich auf ein nahes Ende als auf ein entferntes Ende aufgebracht wird, und wenn das Verbindungselement 42 auf dem nahen Ende vorgesehen ist, tritt das Eindringen von Feuchtigkeit durch das Verbindungselement 42 nicht leicht auf. Das Verbindungselement 42 kann einen Deckel (in den Zeichnungen nicht gezeigt) aufweisen, der die Öffnung des Verbindungselements 42 verschließt, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder Staub über das Verbindungselement 42 beim Lösen des Luftschlauchs 40 zu verhindern. Alternativ kann das Verbindungselement 42 ein Fluidkoppler sein, der ein automatisches Umschaltventil aufweist, das nur öffnet, wenn es mit einem Ende des Luftschlauchs 40 verbunden wird.
Ein Innenschlauch 44, der mit dem Verbindungselement 42 verbunden ist, ist in dem geschlossenen Raum 22 geführt. Die Druckluft, die aus der Luftzufuhrungsquelle 38 zugeführt wird, strömt über den Luftschlauch 40 und das Verbindungselement 42 zu dem Innenschlauch 44. Der Innenschlauch 44 weist einen Auslass 46 auf, durch den die Druckluft in den geschlossenen Raum 22 ausgelassen wird. Ob wohl sich der Auslass 46 an irgendeiner Position befinden kann, ist der Auslass 46 in dem in 2 gezeigten Beispiel nahe dem entfernten Ende vorgesehen.
Der Luftschlauch 40 und der Innenschlauch 44 können irgendein Material und irgendeine Größe aufweisen, die Druckluft führen können. Der Innenschlauch 44, von dem erwartet wird, dass er nahe an anderen Elementen wie z. B. elektronischen Komponenten in dem geschlossenen Raum 22 ist, muss jedoch eine ausreichende Wärmebeständigkeit und Isolation aufweisen. Es wird außerdem erwartet, dass der Innenschlauch 44, der in den geschlossenen Raum 22 geführt wird, mit der Änderung der Stellung des Industrieroboters 12 entspannt oder gespannt ist. Dementsprechend kann eine Zughaspel (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zum Konstanthalten der Spannung des Innenschlauchs 44 unter Verwendung eines Druck ausübenden Elements wie z. B. einer Feder in dem geschlossenen Raum 22 vorgesehen sein.
Der Industrieroboter 12 enthält ferner den Entlüftungsdurchlass 26. Der Entlüftungsdurchlass 26 ist ein Durchgangsloch zur Kommunikation zwischen dem Außenraum außerhalb des Industrieroboters 12 und dem geschlossenen Raum 22 und ist in dem Gehäuse des Industrieroboters 12 vorgesehen. Bei der Freisetzung der Druckluft in den geschlossenen Raum 22 leitet der Entlüftungsdurchlass 26 die Luft, die aus dem geschlossenen Raum 22 ausgestoßen wird, zu dem Außenraum. Der Entlüftungsdurchlass 26 kann in irgendeiner Form hergestellt sein und sich an irgendeiner Position befinden. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist der Entlüftungsdurchlass 26 nahe dem Arm 14 neben dem nächstgelegenen Ende gebildet; das heißt neben dem Ende des geschlossenen Raums 22 entfernt von dem Auslass 46. Dadurch dass der Entlüftungsdurchlass 26 neben dem nahen Ende ist, wo es weniger wahrscheinlicher ist, dass Feuchtigkeit aufgebracht wird, kann das Eindringen von Feuchtigkeit durch den Entlüftungsdurchlass 26 unterdrückt werden. Um das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub durch den Entlüftungsdurchlass 26 zu vermeiden, kann ein Deckel oder eine Drosselklappe zum Öffnen und Schließen des Entlüftungsdurchlasses 26 vorgesehen sein. Wenn der Entlüftungsdurchlass 26 nahe dem entgegengesetzten Ende des Auslasses 46 ist, strömt ein Luftstrom, der durch die Zuführung der Druckluft erzeugt wird, durch den gesamten geschlossenen Raum 22, wie später beschrieben ist. Somit kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit im gesamten geschlossenen Raum 22 diagnostiziert werden, was später beschrieben wird.
Der Luftfeuchtesensor 34 und der Temperatursensor 36 zum Messen der Luftfeuchte und der Temperatur der ausgestoßenen Luft, die aus dem Entlüftungsdurchlass 26 ausgelassen wird, sind außerhalb des Industrieroboters 12 und nahe dem Entlüftungsdurchlass 26 vorgesehen. Der Luftfeuchtesensor 34 kann beispielsweise ein resistiver Luftfeuchtesensor, der die Luftfeuchte basierend auf dem elektrischen Widerstand zwischen zwei Elektroden ausgibt, oder ein kapazitiver Luftfeuchtesensor, der die Luftfeuchte basierend auf der Kapazität zwischen zwei Elektroden ausgibt, sein. Der Temperatursensor 36 kann irgendein Sensor sein, wie z. B. ein Thermistor, ein Thermoelement, ein Infrarotsensor oder ein digitaler Sensor. In jedem Fall werden die Ergebnisse der Detektion durch den Luftfeuchtesensor 34 und den Temperatursensor 36 wie jeweils erforderlich zu der Steuereinheit 28 gesendet.
Die Steuereinheit 28 steuert den Betrieb des Luftzuführungsmechanismus 24 und bestimmt das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum 22 eingedrungen ist, gemäß der Luftfeuchte und dergleichen, die durch den Luftfeuchtesensor 34 detektiert wird. Die Steuereinheit 28 ist beispielsweise ein Computer, der einen Prozessor 30, wie z. B. eine CPU, und einen Speicher 32 zum Speichern verschiedener Daten und Programme aufweist. Die Steuereinheit 28 kann ein Computer, der für das System 10 zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit dediziert ist, oder ein Computer, der auch für andere Zwecke verwendet wird, sein. Beispielsweise kann die Steuereinheit 28 ein Computer zum Steuern des Betriebs des Industrieroboters 12 oder eine numerische Steuervorrichtung, die auf der Werkzeugmaschine 100 montiert ist, sein.
Die Steuereinheit 28 steuert die Luftzuführungsquelle 38 bei Bedarf an, um dem geschlossenen Raum 22 Druckluft zuzuführen, und erfasst zu dieser Zeit die Luftfeuchte und die Temperatur, die durch den Luftfeuchtesensor 34 und den Temperatursensor 36 detektiert werden. Das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit wird gemäß der detektierten Luftfeuchte und Temperatur bestimmt.
Das Prinzip des Detektierens des Eindringens von Feuchtigkeit unter Verwendung des Systems 10 zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit wird jetzt beschrieben. Wie vorstehend beschrieben wird, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit zu bestimmen, die Druckluft über den Luftzuführungsmechanismus 24 dem geschlossenen Raum 22 zugeführt. Der geschlossene Raum 22 ist, außer dem Verbindungselement 42 und dem Entlüftungsdurchlass 26, flüssigkeitsdicht verschlossen. Folglich wird, wenn die Druckluft aus dem Auslass 46 ausgelassen wird, ein Strom von Luft aus dem Auslass 46 zu dem Entlüftungsdurchlass 26, das heißt ein Luftstrom, erzeugt. Falls in dem Luftströmungsweg Feuchtigkeit existiert, löst sich ein Teil der Feuchtigkeit in der Luft, und die Luftfeuchte der Luft, die aus dem Entlüftungsdurchlass 26 ausgestoßen wird, steigt an. Insbesondere wenn die Druckluft, die in den geschlossenen Raum 22 ausgelassen wird, trockene Luft ist, die eine niedrige Luftfeuchte aufweist, breitet sich die Feuchtigkeit leicht aus. Somit ändert sich, wenn trockene Luft als die Druckluft verwendet wird, die Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft abhängig von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit von Feuchtigkeit in dem Luftströmungsweg beträchtlich. Deshalb kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit durch Überwachen der Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft bestimmt werden.
Der Ablauf des Detektionsprozesses für das Eindringen von Feuchtigkeit wird genau beschrieben. Zum Detektieren des Vorhandenseins oder der Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit wird zuerst der Luftschlauch 40 an dem Verbindungselement 42 angebracht, um eine Kommunikation zwischen der Luftzuführungsquelle 38 und dem Auslass 46 herzustellen. Falls ein Deckel oder dergleichen für den Entlüftungsdurchlass 26 vorgesehen ist, wird er gelöst, um den Entlüftungsdurchlass 26 offen zu lassen.
In diesem Zustand steuert die Steuereinheit 28 die Luftzuführungsquelle 38 an, um dem geschlossenen Raum 22 Druckluft zuzuführen. Die Luftfeuchte der Druckluft (nachstehend als „Referenzluftfeuchte Hd“ bezeichnet) wird durch die Luftzuführungsquelle 38 im Wesentlichen konstant gehalten. Die Steuereinheit 28 hält die Referenzluftfeuchte Hd im Voraus fest. Die Zuführung der Druckluft wird beispielsweise für wenigstens eine Referenzzeit fortgesetzt, in der die Druckluft, die aus dem Auslass 46 ausgelassen wird, aus dem Entlüftungsdurchlass 26 ausgestoßen wird. Infolgedessen wird beispielsweise die Zuführung von Druckluft so lange fortgesetzt, bis das Volumen der Druckluft, die aus dem Auslass 46 ausgelassen wird, die Kapazität des geschlossenen Raums 22 erreicht.
Beim Start der Zuführung der Druckluft wird die Luft, die aus dem geschlossenen Raum 22 ausgestoßen wird, aus dem Entlüftungsdurchlass 26 ausgelassen. Der Luftfeuchtesensor 34 und der Temperatursensor 36 messen die Luftfeuchte und die Temperatur der ausgestoßenen Luft. Die gemessene Luftfeuchte und Temperatur werden als eine detektierte Luftfeuchte Hm bzw. eine detektierte Temperatur Tm zu der Steuereinheit 28 gesendet. Die Steuereinheit 28 speichert die detektierte Luftfeuchte Hm und die detektierte Temperatur Tm in ihrem Speicher in Zuordnung zu der Detektionszeit.
Die Steuereinheit 28 bestimmt das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit basierend wenigstens auf der detektierten Luftfeuchte Hm. Mit anderen Worten bestimmt die Steuereinheit 28, wenn die detektierte Luftfeuchte Hm hoch ist, dass Feuchtigkeit in den geschlossenen Raum 22 eingedrungen ist. Obwohl diese Bestimmung durch irgendeine spezifische Prozedur vorgenommen werden kann, wird ein Beispiel mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben. Die 3 und 4 sind Diagramme, die ein Beispiel einer zeitlichen Änderung der detektierten Luftfeuchte Hm darstellen. 3 stellt den Fall dar, wenn keine Feuchtigkeit eingedrungen ist, und 4 stellt den Fall dar, wenn Feuchtigkeit eingedrungen ist. In den 3 und 4 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit t, und die vertikale Achse repräsentiert die Luftfeuchte H. Die gestrichelte Linie gibt die Referenzluftfeuchte Hd an, die die Luftfeuchte der Druckluft ist. In diesem Beispiel ist die Druckluft trockene Luft, die eine niedrigere Luftfeuchte als die Atmosphäre aufweist.
Wie in 3 gezeigt, ist die detektierte Luftfeuchte Hm unmittelbar nach dem Beginn der Zuführung der Druckluft ausreichend höher als die Referenzluftfeuchte Hd, die die Luftfeuchte der Druckluft ist. Das liegt daran, dass die Luft, die ursprünglich nahe dem Entlüftungsdurchlass 26 ist, unmittelbar nach dem Start des Zuführens der Druckluft ausgestoßen wird. Die Luft, die ursprünglich in dem geschlossenen Raum 22 vorhanden ist, weist im Wesentlichen die gleiche Luftfeuchte auf wie die Atmosphäre, unabhängig von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit von Feuchtigkeit, und weist eine hinreichend höhere Luftfeuchte als die Referenzluftfeuchte Hd auf.
Falls keine Feuchtigkeit in den geschlossenen Raum 22 eingedrungen ist, bewirkt das kontinuierliche Zuführen von Druckluft danach, dass die detektierte Luftfeuchte Hm steil abfällt und schließlich einen Wert nahe der Referenzluftfeuchte Hd erreicht. Das liegt daran, dass dann, wenn eine ausreichende Menge von Druckluft zugeführt wird, die Druckluft, die aus dem Auslass 46 ausgelassen wird, den geschlossenen Raum 22 durchläuft und aus dem Entlüftungsdurchlass 26 ausgelassen wird. Falls keine Feuchtigkeit in dem geschlossenen Raum 22 vorhanden ist, erreicht die Druckluft, die aus dem Auslass 46 ausgelassen wird, den Entlüftungsdurchlass 26 mit wenig Anstieg der Luftfeuchte. Als ein Ergebnis wird die detektierte Luftfeuchte Hm ebenfalls zu einem Wert nahe der Referenzluftfeuchte Hd.
Im Gegensatz dazu steigt, wenn Feuchtigkeit in den geschlossenen Raum 22 eingedrungen ist, die detektierte Luftfeuchte Hm in der Mitte schnell an, wie in 4 gezeigt ist. Das liegt daran, dass dann, wenn die Druckluft, die aus dem Auslass 46 ausgelassen wird, nahe der Feuchtigkeit vorbei strömt, sich die Feuchtigkeit in der Druckluft verteilt, und die Luftfeuchte steigt an. Die Luft, in der die Feuchtigkeit verteilt ist, wird aus dem Entlüftungsdurchlass 26 ausgelassen, so dass die detektierte Luftfeuchte Hm schnell ansteigt.
Mit anderen Worten steigt, wenn Feuchtigkeit in den geschlossenen Raum 22 eingedrungen ist die detektierte Luftfeuchte Hm an, nachdem eine gewisse Zeitspanne seit dem Start der Zuführung der Druckluft vergangen ist. Deshalb kann die Steuereinheit 28 die detektierte Luftfeuchte Hm nach dem Ablauf der gewissen Zeitspanne mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen, und, falls die detektierte Luftfeuchte Hm gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist, bestimmen, dass Feuchtigkeit eingedrungen ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Schwellenwert selbstverständlich ein Wert höher als die Referenzluftfeuchte Hd ist. Dieser Schwellenwert kann ein fester Wert, der immer konstant ist, oder ein variabler Wert sein, der sich gemäß der Umgebungstemperatur oder dergleichen ändert. Wie vorstehend beschrieben ist die detektierte Luftfeuchte Hm, die mit dem Schwellenwert verglichen werden soll, die detektierte Luftfeuchte Hm, die beobachtet wird, nachdem eine ausreichende Zeit seit dem Start der Zuführung der Druckluft vergangen ist. Die Zeit, zu der die detektierte Luftfeuchte Hm zum Bestimmen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit verwendet wird, detektiert wird, wird nachstehend als „Bestimmungszeit“ bezeichnet. Diese Bestimmungszeit ist die Zeit, wenn ausreichend Zeit vergangen ist seit dem Start der Zuführung der Druckluft; insbesondere nach dem Ablauf einer Zeit, die gleich der oder länger als die Zeit ist, die erforderlich ist, damit Luft den Entlüftungsdurchlass 26 von dem Auslass 46 erreicht. Eine solche Bestimmungszeit kann gemäß dem Abstand von dem Auslass 46 zu dem Entlüftungsdurchlass 26, der Strömungsgeschwindigkeit der Druckluft, der Kapazität des geschlossenen Raums 22 und dergleichen vorbestimmt sein. Das ist nicht notwendigerweise eine Bestimmungszeit, und es kann mehr als eine Bestimmungszeit vorhanden sein. Wenn mehr als eine Bestimmungszeit vorhanden ist und mehr als eine detektierte Luftfeuchte Hm erhalten wird, kann ein statistischer Wert (Mittelwert, Zwischenwert oder dergleichen), der die detektierte Luftfeuchte Hm repräsentiert, mit einem Schwellenwert verglichen werden.
Das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit kann basierend nicht auf dem Absolutwert der detektierten Luftfeuchte Hm, sondern dem Anfangswert der detektierten Luftfeuchte Hm und dem Vergleichsergebnis mit der Referenzluftfeuchte Hd oder der atmosphärischen Luftfeuchte bestimmt werden. Mit anderen Worten fluktuiert die detektierte Luftfeuchte Hm, die schließlich erhalten wird, abhängig nicht nur von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit von Feuchtigkeit, sondern auch von der Luftfeuchte und Temperatur der Atmosphäre. Beispielsweise in einer Umgebung, in der die atmosphärische Luftfeuchte extrem hoch ist, kann die detektierte Luftfeuchte Hm selbst dann hoch sein, wenn keine Feuchtigkeit in den geschlossenen Raum 22 eingedrungen ist. In einem solchen Fall kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit basierend nicht auf dem Absolutwert der detektierten Luftfeuchte Hm, der mit der Bestimmungszeit erhalten wird, sondern auf einer Differenz zwischen der detektierten Luftfeuchte Hm, die mit der Bestimmungszeit erhalten wird, und der atmosphärischen Luftfeuchte oder der detektierten Luftfeuchte Hm, die mit der Anfangszeit erhalten wird, bestimmt werden. Alternativ kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit basierend auf einem Verhältnis (beispielsweise detektierte Luftfeuchte Hm/atmosphärische Luftfeuchte) anstelle einer solchen Differenz bestimmt werden.
Alternativ kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit unter Berücksichtigung nicht nur der detektierten Luftfeuchte Hm, die zu der Bestimmungszeit bestimmt wird, sondern auch der detektierten Temperatur Tm bestimmt werden. Falls beispielsweise die Temperatur und die Luftfeuchte bekannt sind, kann die Menge der Feuchtigkeit in der Luft bestimmt werden. Deshalb kann die Menge der Feuchtigkeit, die in der ausgestoßenen Luft enthalten ist, aus der detektierten Luftfeuchte Hm und der detektierten Temperatur Tm, die zu der Bestimmungszeit detektierte werden, berechnet werden, und die Menge der Feuchtigkeit kann mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit zu bestimmen.
In jedem Fall bestimmt die Steuereinheit 28 das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit unter Verwendung der Tatsache, dass die Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft höher ist, wenn Feuchtigkeit in dem geschlossenen Raum 22 existiert, als wenn sie dort nicht existiert. Falls das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit bestimmt werden kann, dann kann der Bediener den Luftschlauch 40 von dem Verbindungselement 42 entfernen. Falls bestimmt wird, dass Feuchtigkeit eingedrungen ist, kann eine innere Komponente des Industrieroboters 12 beschädigt werden oder seine Lebensdauer kann verkürzt werden. Um das zu vermeiden, wird ein Alarm ausgegeben, um zu einer frühzeitigen Reparatur aufzufordern.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, wird in diesem Beispiel Druckluft in den geschlossenen Raum 22 zugeführt, und das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit in den geschlossenen Raum 22 wird basierend auf der Luftfeuchte der bei der Zuführung ausgestoßenen Luft bestimmt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit in einem weiten Bereich von dem Auslass 46 zu dem Entlüftungsdurchlass 26 zu bestimmen. Mit anderen Worten wird, falls Feuchtigkeit in dem Weg der Luft von dem Auslass 46 zu dem Entlüftungsdurchlass 26 vorhanden ist, die Feuchtigkeit in der Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft widergespiegelt. Infolgedessen kann, anders als in den Patentdokumenten 1 und 2, in denen ein Luftfeuchtesensor, der ein Elektrodenpaar aufweist, in einer Vorrichtung installiert ist, das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit über einen weiteren Bereich bestimmt werden. Insbesondere ist in dem in 2 gezeigten Beispiel der Auslass 46 nahe einem Ende des geschlossenen Raums 22 vorgesehen, und der Entlüftungsdurchlass 26 ist nahe dem anderen Ende des geschlossenen Raums 22 vorgesehen. Somit durchläuft die Luft, die aus dem Auslass 46 ausgelassen wird, im Wesentlichen den gesamten geschlossenen Raum 22, so dass das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit in im Wesentlichen dem gesamten geschlossenen Raum 22 bestimmt werden kann.
Zusätzlich sind in diesem Beispiel der Luftfeuchtesensor 34 und dergleichen außerhalb des Industrieroboters 12 vorgesehen, so dass der Luftfeuchtesensor 34 nicht in dem geschlossenen Raum 22 vorgesehen ist. Diese Konfiguration eliminiert die Notwendigkeit, einen Raum zum Installieren des Luftfeuchtesensors 34 bereitzustellen und ermöglicht dadurch eine weitere Reduktion der Größe des Industrieroboters 12. Außerdem kann in diesem Beispiel, da der Innenschlauch 44 durch den geschlossenen Raum 22 verläuft, Druckluft an einer Position entfernt von dem Verbindungselement ausgelassen werden. Mit anderen Worten erhöht eine solche Konfiguration den Freiheitsgrad für die Position, an der das Verbindungselement 42 installiert ist.
Die bisher beschriebene Konfiguration ist lediglich erläuternd. Solange Druckluft dem geschlossenen Raum 22 zugeführt wird, und das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit basierend auf der Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft, die durch den Luftfeuchtesensor 34 detektiert wird, bestimmt wird, können andere Konfigurationen wie jeweils erforderlich modifiziert sein. Beispielsweise können, obwohl nur ein Auslass 46 in der bisherigen Beschreibung vorgesehen ist, mehr als ein Auslass 46 vorgesehen sein. Beispielsweise können, wie in 5 gezeigt, die Auslässe 46 nicht nur nahe dem entfernten Ende des geschlossenen Raums 22, sondern auch nahe jedem Gelenk 16 vorgesehen sein. Ein solcher Auslass 46 kann an einer Position entfernt von dem Entlüftungsdurchlass 26 oder an einer Position, wo sich Feuchtigkeit wahrscheinlich ansammelt, vorgesehen sein. Ein Beispiel für eine Position, an der sich Feuchtigkeit wahrscheinlich ansammelt, ist in der Umgebung jedes Gelenks 16.
Die Auslässe 46 können in demselben Innenschlauch 44 vorgesehen sein oder können in verschiedenen Innenschläuchen 44 vorgesehen sein. Wenn mehrere Auslässe 46 vorgesehen sind, kann ein Ventil 50 (beispielsweise ein elektromagnetisches Ventil) in dem geschlossenen Raum 22 vorgesehen sein, so dass der Auslass 46, der geöffnet werden soll, wie jeweils notwendig umgeschaltet werden kann.
Die Anzahl von Luftfeuchtesensoren 34 und die Anzahl von Temperatursensoren 36 sind ebenfalls nicht auf einen beschränkt, und es können mehrere sein. Beispielsweise kann, wie in 5 gezeigt, der Luftfeuchtesensor 34 nicht nur nahe dem Entlüftungsdurchlass 26, sondern auch nahe dem Auslass 46 (das heißt in dem geschlossenen Raum 22) vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Eindringens von Feuchtigkeit basierend auf einem Vergleich zwischen der durch den Luftfeuchtesensor 34 nahe dem Auslass 46 detektierten Luftfeuchte und der durch den Luftfeuchtesensor 34 nahe dem Entlüftungsdurchlass 26 detektierten Luftfeuchte bestimmt werden.
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung der Innenschlauch 44 in dem geschlossenen Raum 22 vorgesehen ist, ist der Innenschlauch 44 nicht notwendigerweise vorgesehen. Beispielsweise kann, wie in 6 gezeigt, das innere Ende des Verbindungselements 42 zu dem geschlossenen Raum 22 geöffnet werden, so dass Druckluft direkt aus dem inneren Ende in den geschlossenen Raum 22 ausgelassen werden kann. Insbesondere dient in diesem Fall das innere Ende des Verbindungselements 42 als der Auslass 46. Diese Konfiguration eliminiert die Notwendigkeit, einen Schlauch in dem geschlossenen Raum 22 zu führen. Es ist daher nicht notwendig, die Verwicklung oder das Brechen des Schlauchs zu berücksichtigen, so dass die Konfiguration vereinfacht werden und der Industrieroboter 12 kompakter hergestellt werden kann.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, 12 Industrieroboter, 14 Arm, 16 Gelenk, 18 Dichtelement, 20 mechanische Kopplung, 22 geschlossener Raum, 24 Luftzuführungsmechanismus, 26 Entlüftungsdurchlass, 28 Steuereinheit, 30 Prozessor, 32 Speicher, 34 Luftfeuchtesensor, 36 Temperatursensor, 38 Luftzuführungsquelle, 40 Luftschlauch, 42 Verbindungselement, 44 Innenschlauch, 46 Auslass, 50 Ventil, 100 Werkzeugmaschine, 102 Bearbeitungsraum, 104 Spindelvorrichtung, 106 Werkzeughalter, 110 Schneidwerkzeug, 120 Endeffektor

Claims

System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, das umfasst: einen Industrieroboter, der einen darin definierten geschlossenen Raum aufweist; einen Luftzuführungsmechanismus, der dem geschlossenen Raum Druckluft zuführt; einen Entlüftungsdurchlass, der in dem Industrieroboter vorgesehen ist, um eine Kommunikation zwischen einem Außenraum außerhalb des Industrieroboters und dem geschlossenen Raum herzustellen, und Luft, die aus dem geschlossenen Raum bei der Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, zu dem Außenraum leitet; einen Luftfeuchtesensor, der eine Luftfeuchte ausgestoßener Luft, die aus dem Entlüftungsdurchlass zu dem Außenraum bei der Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, detektiert; und eine Steuereinheit, die das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum eindringt, basierend auf einer detektierten Luftfeuchte der ausgestoßenen Luft detektiert, wobei die detektierte Luftfeuchte durch den Luftfeuchtesensor detektiert wird.
System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit nach Anspruch 1, wobei der Luftzuführungsmechanismus umfasst: eine Zuführungsquelle der Druckluft; einen Luftschlauch, der mit der Zuführungsquelle kommuniziert und durch den die Druckluft strömt; und ein Verbindungselement, das für den Industrieroboter vorgesehen ist und an dem der Luftschlauch lösbar angebracht ist, wobei das Verbindungselement mit dem geschlossenen Raum kommuniziert.
System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit nach Anspruch 2, wobei der Luftzuführungsmechanismus ferner einen Innenschlauch umfasst, der in dem geschlossenen Raum angeordnet ist, ein mit dem Verbindungselement verbundenes Ende aufweist und einen oder mehrere Auslässe aufweist, die die Druckluft in den geschlossenen Raum auslassen.
System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Luftzuführungsmechanismus die Druckluft an mehr als einem Punkt in dem geschlossenen Raum auslässt.
System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Industrieroboter ein Mehrgelenkroboter ist, der mehrere Arme enthält, die über Gelenke gekoppelt sind, und mit einer mechanischen Kopplung versehen ist, die ein entferntes Ende enthält, an dem ein Werkzeug lösbar angebracht werden kann, und der Luftzuführungsmechanismus die Druckluft an wenigstens einer Stelle nahe dem Gelenk und einer Stelle nahe dem entfernten Ende auslässt.
System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit nach Anspruch 5, wobei der Luftzuführungsmechanismus die Druckluft an einer Stelle nahe dem entfernten Ende auslässt und der Entlüftungsdurchlass in der Nähe eines nahen Endes des Industrieroboters vorgesehen ist.
System zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit den Luftzuführungsmechanismus dazu veranlasst, weiterhin die Druckluft für wenigstens eine vorbestimmte Referenzzeit zuzuführen, und das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum eindringt, gemäß einer detektierten Luftfeuchte, die zu einer Bestimmungszeit nach einem Ablauf wenigstens der Referenzzeit seit dem Start des Zuführens der Druckluft detektiert wird, bestimmt, und die Referenzzeit die Zeit ist, während der die zugeführte Druckluft den geschlossenen Raum durchläuft und dann aus dem Entlüftungsdurchlass ausgelassen wird.
Verfahren zum Detektieren des Eindringens von Feuchtigkeit, das umfasst: Zuführen von Druckluft zu einem geschlossenen Raum, der innerhalb eines Industrieroboters vorgesehen ist; Detektieren, mit einem Luftfeuchtesensor, einer Luftfeuchte ausgestoßener Luft, die aus einem Entlüftungsdurchlass bei Zuführung der Druckluft ausgestoßen wird, wobei der Entlüftungsdurchlass in dem Industrieroboter vorgesehen ist; und Bestimmen, mit einer Steuereinheit, des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Feuchtigkeit, die in den geschlossenen Raum eindringt, gemäß der durch den Luftfeuchtesensor detektierten Luftfeuchte.