DE102020125571A1

DE102020125571A1 - Gasfederwartungsmanagementvorrichtung, robotersystem und gasfederwartungsmanagementverfahren

Info

Publication number: DE102020125571A1
Application number: DE102020125571.3A
Authority: DE
Inventors: Shizuo Harada
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-04-15
Also published as: US11872695B2; US20210107171A1; JP7473317B2; CN112643711A; JP2021062432A

Abstract

Eine Wartungsmanagementvorrichtung 1 verwaltet die Wartung einer in einem Arm eines Knickarmroboters vorgesehenen Gasfeder und weist eine Gasdruckmesseinheit 11, die einen Gasdruck innerhalb der Gasfeder regelmäßig misst; eine Wartungsbeurteilungseinheit 12, die basierend auf einem Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks pro Zeiteinheit oder pro Betriebsstreckeneinheit beurteilt, ob in der Gasfeder eine Anomalität vorliegt; und eine Benachrichtigungseinheit 13, die basierend auf einem Beurteilungsergebnis durch die Wartungsbeurteilungseinheit 12 eine Benachrichtigung an einen Bediener sendet, auf.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasfederwartungsmanagementvorrichtung, ein Robotersystem und ein Gasfederwartungsmanagementverfahren.
[Stand der Technik]
Mit als Gasausgleichsvorrichtungen dienenden Gasfedern ausgestattete Roboter sind bekannt (siehe zum Beispiel PTL 1 und PTL 2). Ein Servomotor zum Antrieb eines Roboterarms, der sich um eine horizontale Achse dreht, empfängt eine durch auf den Roboterarm wirkende Schwerkraft erzeugte Last. Es ist eine Gasausgleichsvorrichtung vorgesehen, um die aufgrund von Schwerkraft an den Servomotor angelegte Last zu mindern. Eine Gasfeder weist einen Zylinder zum Einschließen eines Gases und eine Kolbenstange zum Komprimieren des Gases innerhalb des Zylinders auf und erzeugt eine Gegenkraft durch Komprimierung des Gases. Wenn sich die Kolbenstange bezüglich des Zylinders bewegt, nimmt der Gasdruck innerhalb des Zylinders allmählich ab.
Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um eine Abnahme des Gasdrucks zu detektieren (siehe zum Beispiel PTL 1 bis PTL 4). In PTL 2 wird zum Beispiel das Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks innerhalb des Zylinders basierend auf der Differenz zwischen einem Wert eines elektrischen Stroms eines Servomotors und einem Wert eines elektrischen Referenzstroms geschätzt.
[Liste der Anführungen]
[Patentliteratur]

[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2017-159402
[PTL 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2014-195849
[PTL 3] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2007-098494
[PTL 4] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. Hei 08-313322

[Kurzdarstellung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Wie vorstehend beschrieben wurde, nimmt der Gasdruck selbst in einer normalen Gasfeder allmählich ab. Somit erfordert eine Gasfeder routinemäßige Wartung zum regelmäßigen Füllen eines Gases in den Zylinder. Es kommt jedoch auch aufgrund von Anomalitäten bei der Gasfeder zu einer Abnahme des Gasdrucks. In solch einem Fall muss kein Gas in den Zylinder gefüllt werden, sondern die Gasfeder ausgetauscht werden. Somit unterscheidet sich die geeignete Wartung in Abhängigkeit von dem Zustand der Gasfeder, und es ist schwierig, die angemessene Art und Weise der Wartung basierend auf einer Abnahme des Gasdrucks zu bestimmen.
[Lösung des Problems]
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Wartungsmanagementvorrichtung bereit, die die Wartung einer in einem Arm eines Knickarmroboters vorgesehenen Gasfeder verwaltet, wobei die Wartungsmanagementvorrichtung eine Gasdruckmesseinheit, die einen Gasdruck innerhalb der Gasfeder regelmäßig misst; eine Wartungsbeurteilungseinheit, die basierend auf einem Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks pro Zeiteinheit oder pro Betriebsstreckeneinheit beurteilt, ob in der Gasfeder eine Anomalität vorliegt; und eine Benachrichtigungseinheit, die basierend auf einem Beurteilungsergebnis durch die Wartungsbeurteilungseinheit eine Benachrichtigung an einen Bediener sendet, aufweist.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Gesamtstrukturdarstellung eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform.
[2] 2 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen einem durch die Gasfeder erzeugten Drehmoment Tg und einem durch den Servomotor erzeugten Drehmoment Ts zeigt.
[3] 3 ist ein Diagramm, das eine Wartungsmanagementvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
[4] 4(a) ist ein Schaubild, das die Änderung des Gasdrucks bezüglich der Betriebsstrecke der Gasfeder zeigt, und 4(b) ist ein vergrößertes Schaubild eines in 4(a) gezeigten Bereichs E
[5] 5 ist eine Querschnittsansicht eines Strukturbeispiels der Gasfeder.
[6] 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Gasfederwartungsmanagementverfahren zeigt.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Es werden nunmehr eine Gasfederwartungsmanagementvorrichtung 1 und ein Robotersystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist das Robotersystem 10 mit einem Knickarmroboter 2 und einer Wartungsmanagementvorrichtung 1, die die Wartung einer in dem Knickarmroboter 2 vorgesehenen Gasfeder 3 verwaltet, ausgestattet.
Der Knickarmroboter 2 ist mit einer mechanischen Robotereinheit 4 ausgestattet, die mindestens einen Arm, eine mit dem mindestens einen Arm verbundene Gasfeder 3 und eine die mechanische Robotereinheit 4 steuernde Steuerung 5 aufweist. Die Wartungsmanagementvorrichtung 1 ist in der Steuerung 5 vorgesehen.
Ein Beispiel für die mechanische Robotereinheit 4 ist ein vertikaler Knickarmroboter, der eine Basis 4a, eine schwenkbar an der Basis 4a befestigte Schwenkeinheit 4b, einen drehbar an der Schwenkeinheit 4b befestigten Unterarm 4c, einen drehbar an dem Unterarm 4c befestigten Oberarm 4d und eine an einer Spitze des Oberarms 4d befestigte Handgelenkseinheit 4e aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die mechanische Robotereinheit 4 ein Schweißroboter, und an der Handgelenkseinheit 4e ist ein Schweißwerkzeug 4f befestigt.
Die mechanische Robotereinheit 4 weist Servomotoren zum Antrieb der Schwenkeinheit 4b und der Arme 4c und 4d auf. Die Steuerung 5 ist über ein Stromversorgungskabel 7 mit der mechanischen Robotereinheit 4 verbunden und steuert den Betrieb der Servomotoren.
Eine durch auf den Unterarm 4c wirkende Schwerkraft erzeugte Last wird an einen Servomotor 6 für den Unterarm 4c angelegt, der sich um die horizontale Achse dreht. Die Gasfeder 3 wird als eine Gasausgleichsvorrichtung verwendet, die die aufgrund von Schwerkraft an den Servomotor 6 angelegte Last mindert.
Wie in den 1 und 5 dargestellt ist, weist die Gasfeder 3 einen Zylinder 3a und eine Kolbenstange 3b auf. Ein komprimierbares Inertgas ist innerhalb des Zylinders 3a eingeschlossen. Die Kolbenstange 3b kann in dem Zylinder 3a gleiten und komprimiert das Gas innerhalb des Zylinders 3a. Der Zylinder 3a ist drehbar an dem Unterarm 4c befestigt, und die Kolbenstange 3b ist drehbar an der Schwenkeinheit 4b befestigt. Wenn sich der Unterarm 4c dreht, ändert sich das in den Zylinder 3a eingeführte Ausmaß der Kolbenstange 3b, und mit Zunahme des in den Zylinder 3a eingeführten Ausmaßes der Kolbenstange 3b nimmt der Gasdruck innerhalb des Zylinders 3a zu.
2 zeigt das zum Steuern der Bewegung und Geschwindigkeit des Unterarms 4c unter bestimmten Bedingungen erforderliche Drehmoment. Das Schaubild (A) zeigt einen Zustand, in dem eine geeignete Gasmenge in der Gasfeder 3 gefüllt ist, und das Schaubild (B) zeigt einen Zustand, in dem das Gas in der Gasfeder 3 herausgeleckt ist und der Gasdruck abgenommen hat. Da die Gasfeder 3 als eine Gasausgleichsvorrichtung verwendet wird, ist das Drehmoment Tr, das zum Antrieb des Unterarms 4c erforderlich ist, die Summe des durch den Servomotor 6 erzeugten Drehmoments Ts und des durch die Gasfeder 3 erzeugten Drehmoments Tg. Je höher der Gasdruck in der Gasfeder 3, desto größer das Drehmoment Tg. In (B) muss das durch den Servomotor 6 erzeugte Drehmoment Ts, da das Drehmoment Tg der Gasfeder 3 aufgrund der Gasleckage um ΔTs abnimmt, um ΔTs erhöht werden, um das erforderliche Drehmoment Tr zu erhalten.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Wartungsmanagementvorrichtung 1 mit einer Gasdruckmesseinheit 11, die den Gasdruck innerhalb der Gasfeder 3 regelmäßig misst, einer Wartungsbeurteilungseinheit 12, die basierend auf dem Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks pro Zeiteinheit oder pro Betriebsstreckeneinheit beurteilt, ob in der Gasfeder 3 eine Anomalität vorliegt, einer Benachrichtigungseinheit 13, die basierend auf einem Beurteilungsergebnis durch die Wartungsbeurteilungseinheit 12 eine Benachrichtigung an den Bediener sendet, und einer Speichereinheit 14, die einen RAM, einen ROM und irgendeine andere Speichervorrichtung aufweist, ausgestattet. Die Wartungsmanagementvorrichtung 1 weist einen Prozessor auf, und die nachfolgend beschriebenen Prozesse der Gasdruckmesseinheit 11, der Wartungsbeurteilungseinheit 12 und der Benachrichtigungseinheit 13 werden durch den Prozessor ausgeführt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, besteht eine Korrelation zwischen dem Drehmoment Ts des Servomotors 6 und dem Gasdruck innerhalb der Gasfeder 3. Die Gasdruckmesseinheit 11 erhält einen Wert eines elektrischen Stroms des Servomotors 6 von der Steuereinheit in der Steuerung 5, die den Servomotor 6 steuert. Als Nächstes misst die Gasdruckmesseinheit 11 indirekt den Gasdruck anhand des Werts des elektrischen Stroms durch Umwandeln des Werts des elektrischen Stroms des Servomotors 6 in einen Gasdruck basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Wert des elektrischen Stroms des Servomotors 6 und des Gasdrucks. Der Wert des gemessenen Gasdrucks wird auf Zeitreihenbasis in der Speichereinheit 14 gespeichert
4(a) zeigt ein Beispiel für die Änderung des Gasdrucks über die Zeit. In dem in 4(a) gezeigten Schaubild zeigt die linke Hälfte (vor der Gasbefüllung) eine typische Abnahme des Gasdrucks, wenn die Gasfeder 3 normal ist, und die rechte Hälfte (nach der Gasbefüllung) zeigt eine Abnahme des Gasdrucks, wenn die Dichtungsleistung der Gasfeder 3 anomal ist. Auch in einem Normalzustand leckt das Gas innerhalb der Gasfeder 3 bei Verwendung der Gasfeder; somit nimmt der Gasdruck von dem Anfangswert Pi allmählich ab, wenn die Betriebsstrecke der Gasfeder 3 zunimmt.
Der Gasdruck ändert sich in Abhängigkeit von der Position und der Ausrichtung der mechanischen Robotereinheit 4. Somit misst die Gasdruckmesseinheit 11 vorzugsweise den Gasdruck, während die mechanische Robotereinheit 4 eine vorbestimmte Position und eine vorbestimmte Ausrichtung einnimmt. Wenn die Gasdruckmesseinheit 11 die Gasdruckmessung ausführt, kann die Steuerung 5 zum Beispiel die mechanische Robotereinheit 4 so steuern, dass die mechanische Robotereinheit 4 eine vorbestimmte Position und eine vorbestimmte Ausrichtung einnimmt.
Die Häufigkeit der Messung des Gasdrucks wird gemäß dem Betriebsstatus des Knickarmroboters 2 angemessen eingestellt. Zum Beispiel misst die Gasdruckmesseinheit 11 den Gasdruck einmal pro Woche oder einmal pro Monat. Alternativ misst die Gasdruckmesseinheit 11 den Gasdruck jedes Mal dann, wenn die Betriebsstrecke um eine vorbestimmte Strecke zunimmt.
Die Wartungsbeurteilungseinheit 12 beurteilt die Abnahmerate ΔP/ΔD, die das Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks pro Zeiteinheit oder pro Betriebsstreckeneinheit ist, jedes Mal dann, wenn der Gasdruck durch die Gasdruckmesseinheit 11 gemessen wird. Ein Beispiel für die Zeiteinheit ist eine vorbestimmte Betriebszeit der mechanischen Robotereinheit 4, und ein Beispiel für die Betriebsstreckeneinheit ist eine vorbestimmte Betriebsstrecke der Gasfeder 3. Die Betriebsstrecke der Gasfeder 3 wird aus dem Gesamthub des Unterarms 4c berechnet. Zum Beispiel ist ΔP die Differenz zwischen dem zum aktuellen Zeitpunkt gemessenen Gasdruck und dem das letzte Mal gemessenen Gasdruck, und ΔD ist die Differenz zwischen der zum aktuellen Zeitpunkt gemessenen Betriebsstrecke und der zum letzten Zeitpunkt gemessenen Betriebsstrecke.
Als Nächstes beurteilt die Wartungsbeurteilungseinheit 12, ob in der Gasfeder 3 eine Anomalität vorliegt, durch Vergleichen der Abnahmerate ΔP/ΔD mit einem vorbestimmten Schwellenwert C. Die Wartungsbeurteilungseinheit 12 beurteilt des Weiteren die an der Gasfeder 3 durchzuführende Wartung basierend auf dem Beurteilungsergebnis darüber, ob eine Anomalität vorliegt.
Der Schwellenwert C ist ein Wert, der basierend auf der Rate der durch normale Gasleckage verursachten Abnahme des Gasdrucks eingestellt ist. Wie durch die linke Hälfte von 4(a) gezeigt ist, nimmt, wenn der Gasdruck nur aufgrund einer normalen Gasleckage abnimmt, der Gasdruck mit einer im Wesentlichen konstanten Abnahmerate ΔP/ΔD bezüglich der Betriebsstrecke ab, und die Abnahmerate ΔP/ΔD ist gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert C. Wenn die Dichtungsleistung der Gasfeder 3 anomal ist, beschleunigt sich, wie durch die rechte Hälfte von 4 (a) gezeigt ist, die Abnahme des Gasdrucks mit Zunahme der Betriebsstrecke, und die Abnahmerate ΔP/ΔD nimmt allmählich zu und wird größer als der Schwellenwert C. 4(b) ist eine vergrößerte Ansicht des in 4(a) dargestellten Bereichs E.
Wenn die Abnahmerate ΔP/ΔD gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert C ist, urteilt die Wartungsbeurteilungseinheit 12, dass in der Gasfeder 3 keine Anomalität vorliegt, und urteilt somit, dass die durchzuführende Wartung Füllen des Gases ist. Als Nächstes berechnet die Wartungsbeurteilungseinheit 12 die Zeit, die verbleibt, bis der Gasdruck auf einen vorbestimmten Schwellenwert Pth abnimmt, indem sie annimmt, dass die Abnahme des Gasdrucks mit einer Abnahmerate ΔP/ΔD weitergeht. Der Schwellenwert Pth ist eine Untergrenze des Gasdrucks, zu der die Gasfeder 3 ein Drehmoment Tg abgeben kann, das für die Gasfeder 3 dazu erforderlich ist, als eine Gasausgleichsvorrichtung zu dienen. Die verbleibende Zeit kann die Betriebsstrecke der Gasfeder 3 oder die Betriebszeit der mechanischen Robotereinheit 4 sein, die verwendet wird, bis der Gasdruck auf den Schwellenwert Pth abnimmt.
Wenn die Abnahmerate ΔP/ΔD größer als der Schwellenwert C ist, urteilt die Wartungsbeurteilungseinheit 12 unterdessen, dass eine Anomalität in der Gasfeder 3 vorliegt, und urteilt somit, dass die durchzuführende Wartung ein Austausch der Gasfeder 3 ist.
5 zeigt ein Strukturbeispiel der Gasfeder 3. Die Dichtungsleistung innerhalb des Zylinders 3a wird in erster Linie durch eine Stangendichtung 3c erreicht. Kratzer auf der Oberfläche der Kolbenstange 3b oder zwischen der Kolbenstange 3b und der Stangendichtung 3c feststeckende Fremdkörper und dergleichen beeinträchtigen die Dichtungsleistung zwischen der Kolbenstange 3b und der Stangendichtung 3c, was zu einer anormalen Dichtungsleistung der Gasfeder 3 führt.
Durch den Betrieb der mechanischen Robotereinheit 4 erzeugte Fremdkörper, wie zum Beispiel durch Schweißen erzeugte Spritzer, können an der freiliegenden Oberfläche der Kolbenstange 3b anhaften. Ein Eindringen der Fremdkörper in das Innere der Gasfeder 3 wird in der Regel durch eine Staubdichtung 3d verhindert. Die Fremdkörper können jedoch die Staubdichtung 3d durchdringen, in einen Spalt zwischen der Kolbenstange 3b und der Stangenführung 3e eintreten und die Oberfläche der Kolbenstange 3b zerkratzen. Darüber hinaus können Fremdkörper, wie zum Beispiel Pulverabrieb oder dergleichen, der durch Gleiten zwischen Teilen der Gasfeder 3 erzeugt wird, zwischen der Kolbenstange 3b und der Stangendichtung 3c steckenbleiben.
Des Weiteren kann die Dichtungsleistung der Stangendichtung 3c aufgrund einer Beeinträchtigung mit dem Alter, Beeinträchtigung durch Wärme, durch chemische Angriffe durch Fremdkörper usw. beeinträchtigt werden.
In 5 stellt das Bezugszeichen 3f eine Kolbenführung dar, die ein Gleiten der Kolbenstange 3b in dem Zylinder 3a führt, 3g stellt ein Rückschlagventil zum Füllen eines Gases in den Zylinder 3a dar, und 3h stellt Schmieröl dar.
Wenn geurteilt wird, dass in der Gasfeder 3 keine Anomalität vorliegt, sendet die Benachrichtigungseinheit 13 eine Benachrichtigung hinsichtlich der verbleibenden Zeit. Zum Beispiel bewirkt die Benachrichtigungseinheit 13, dass ein Bedienfeld 5a der Steuerung 5 eine Anweisung anzeigt, die das Füllen von Gas in die Gasfeder 3 innerhalb der verbleibenden Zeit anweist. Wenn geurteilt wird, dass eine Anomalität in der Gasfeder 3 vorliegt, sendet die Benachrichtigungseinheit 13 dem Bediener eine Benachrichtigung über den Austausch der Gasfeder 3. Zum Beispiel bewirkt die Benachrichtigungseinheit 13, dass das Bedienfeld 5a eine Anweisung anzeigt, die einen sofortigen Austausch der Gasfeder 3 anweist. Die Benachrichtigungseinheit 13 kann die oben genannte Anweisung auf einem Display eines Programmierhandgeräts (nicht dargestellt) der Steuerung 5 statt auf dem Bedienfeld 5a anzeigen.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Verwalten der Wartung der Gasfeder 3 durch Verwendung der Wartungsmanagementvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Die Gasdruckmesseinheit 11 misst regelmäßig den Gasdruck innerhalb der Gasfeder 3 (Schritt S1). Nach der Gasdruckmessung berechnet die Wartungsbeurteilungseinheit 12 die Abnahmerate ΔP/ΔD, die das Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks pro Zeiteinheit oder pro Betriebsstreckeneinheit ist (Schritt S2), und basierend auf der Abnahmerate ΔP/ΔD, wird beurteilt, ob in der Gasfeder 3 eine Anomalität vorliegt und welche Wartung an der Gasfeder 3 durchgeführt werden sollte (Schritt S3).
Insbesondere, wenn die Abnahmerate ΔP/ΔD gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert C ist (JA in Schritt S3), urteilt die Wartungsbeurteilungseinheit 12, dass in der Gasfeder 3 keine Anomalität vorliegt, urteilt somit, dass die durchzuführende Wartung Füllen des Gases ist (Schritt S4) und berechnet die verbleibende Zeit, bis der Gasdruck auf den Schwellenwert Pth abnimmt (Schritt S5). Als Nächstes wird eine Benachrichtigung hinsichtlich der verbleibenden Zeit über die Benachrichtigungseinheit 13 an den Bediener gesandt (Schritt S6).
Basierend auf der Benachrichtigung füllt der Bediener das Gas in den Zylinder 3a aus dem Rückschlagventil 3g innerhalb der verbleibenden Zeit und führt den Gasdruck innerhalb des Zylinders 3a auf den Anfangswert Pi zurück.
Wenn die Abnahmerate ΔP/ΔD größer als der Schwellenwert C ist (NEIN in Schritt S3) urteilt unterdessen die Wartungsbeurteilungseinheit 12, dass in der Gasfeder 3 eine Anomalität vorliegt und urteilt somit, dass die durchzuführende Wartung Austauschen der Gasfeder 3 ist (Schritt S7). Als Nächstes wird eine Benachrichtigung hinsichtlich des Austauschens der Gasfeder 3 über die Benachrichtigungseinheit 13 an den Bediener gesandt (Schritt S8).
Basierend auf der Benachrichtigung tauscht der Bediener die Gasfeder 3 sofort gegen eine neue aus.
Wie oben erwähnt wurde, nimmt der Gasdruck in der Gasfeder 3 mit dem Betrieb der mechanischen Robotereinheit 4 allmählich ab; somit ist eine regelmäßige Gasbefüllung als Routinewartung für die Gasfeder 3 erforderlich. Wenn der Bediener über die Tatsache der Abnahme des Gasdrucks oder das Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks benachrichtigt wird, füllt der Bediener somit zunächst Gas in die Gasfeder 3. Wenn die Dichtungsleistung der Gasfeder 3 jedoch anormal ist, würde der Gasdruck aufgrund einer schnellen Gasleckage nach Wiederaufnahme des Betriebs der mechanischen Robotereinheit 4 trotz der Tatsache, dass das Gas gerade eingefüllt worden ist, sofort abnehmen. In diesem Stadium wird dem Bediener die Anomalität in der Gasfeder 3 bewusst, und er tauscht die Gasfeder 3 aus. In diesem Fall werden zusätzliche Schritte und Wartung erforderlich, und die durch die Wartung des Knickarmroboters 2 verursachte Stillstandszeit der Fertigungsanlage wird verlängert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird hingegen basierend auf der Abnahmerate ΔP/ΔD des Gasdrucks beurteilt, ob die Abnahme des Gasdrucks durch eine normale Gasleckage oder durch eine anomale Dichtungsleistung der Gasfeder 3 verursacht wird. Des Weiteren wird dem Bediener eine Benachrichtigung über eine geeignete Wartung, die der Ursache der Abnahme des Gasdrucks entspricht, gesandt. Der Bediener kann durch die Benachrichtigung erkennen, ob die Art und Weise der Abnahme des Gasdrucks normal oder anormal ist und kann somit zügig eine geeignete Wartung an der Gasfeder 3 durchführen.
Wenn die Dichtungsleistung der Gasfeder 3 anomal ist, kann darüber hinaus die Anomalität in der Gasfeder 3 basierend auf der Abnahmerate ΔP/ΔD des Gasdrucks in einem frühen Stadium gefunden werden, und der Bediener kann frühzeitig über die Notwendigkeit eines Austauschens der Gasfeder 3 benachrichtigt werden.
Wenn die Gasfeder 3 normal ist, wird der Bediener über die verbleibende Zeit, über die der Knickarmroboter 2 normal betrieben werden kann, benachrichtigt. Der Bediener kann in einer geplanten Art und Weise basierend auf der gemeldeten verbleibenden Zeit Wartung an der Gasfeder 3 durchführen.
Der durch die Gasdruckmesseinheit 11 gemessene Gasdruck ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb des Zylinders 3a. Somit kann die Wartungsbeurteilungseinheit 12 den gemessenen Gasdruck in einen Gasdruck bei einer vorbestimmten Temperatur umwandeln und die Abnahmerate ΔP/ΔD durch Verwendung des Gasdrucks bei der vorbestimmten Temperatur berechnen.
Die Wartungsbeurteilungseinheit 12 erlangt zum Beispiel eine Temperatur T der Umgebung der Gasfeder 3 von einem in der Gasfeder 3 vorgesehenen Temperatursensor und wandelt den gemessenen Gasdruck P durch Verwendung der folgenden Gleichung in einen Gasdruck P(20) bei 20°C um: $P (20) = P \times (273,15 + T) / (273,15 + 20)$
Bei der vorstehend genannten Ausführungsform misst die Gasdruckmesseinheit 11 indirekt den Gasdruck anhand des Werts des elektrischen Stroms des Servomotors 6; alternativ kann der Gasdruck durch Verwendung anderer Mittel gemessen werden. Zum Beispiel kann die Gasdruckmesseinheit 11 mit einem Drucksensor ausgestattet sein, der innerhalb des Zylinders 3a vorgesehen ist, und der Gasdruck kann mit dem Drucksensor direkt gemessen werden.
Bei der vorstehend genannten Ausführungsform ist die Wartungsmanagementvorrichtung 1 in der Steuerung 5 vorgesehen; alternativ kann die Wartungsmanagementvorrichtung 1 getrennt von der Steuerung 5 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Wartungsmanagementvorrichtung 1 ein Computer sein, der mit der Steuerung 5 verbunden ist.
Alternativ können einige der Funktionen der Wartungsmanagementvorrichtung 1 durch ein übergeordnetes Steuersystem, das mit mehreren Knickarmrobotern 2 verbunden ist, durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Gasdruckmesseinheit 11 in jedem der Knickarmroboter 2 vorgesehen sein, und die Wartungsbeurteilungseinheit 12 und die Benachrichtigungseinheit 13 können in dem übergeordneten Steuersystem vorgesehen sein.
Das übergeordnete Steuersystem empfängt Daten über den Gasdruck von jedem der Knickarmroboter 2 und beurteilt, ob eine Anomalität in der Gasfeder 3 jedes der Knickarmroboter 2 vorliegt und fällt ein Urteil hinsichtlich der Wartung.
Wenn ein übergeordnetes Steuersystem die Informationen über die Wartung der Gasfedern 3 der mehreren Knickarmroboter 2 als solche umfassend verwaltet, kann der Bediener in einer besser geplanten Art und Weise Wartung an mehreren Gasfedern 3, wie zum Beispiel gleichzeitiges Füllen von Gas in mehrere Gasfedern 3, durchführen.
Bezugszeichenliste

1: Wartungsmanagementvorrichtung
2: Knickarmroboter
3: Gasfeder
4: mechanische Robotereinheit
4c: Unterarm
5: Steuerung
6: Servomotor
10: Robotersystem
11: Gasdruckmesseinheit
12: Wartungsbeurteilungseinheit
13: Benachrichtigungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017159402 [0003]
JP 2014195849 [0003]
JP 2007098494 [0003]
JP 08313322 [0003]

Claims

Wartungsmanagementvorrichtung, die die Wartung einer in einem Arm eines Knickarmroboters vorgesehenen Gasfeder verwaltet, wobei die Wartungsmanagementvorrichtung Folgendes umfasst: eine Gasdruckmesseinheit, die einen Gasdruck innerhalb der Gasfeder regelmäßig misst; eine Wartungsbeurteilungseinheit, die basierend auf einem Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks pro Zeiteinheit oder pro Betriebsstreckeneinheit beurteilt, ob in der Gasfeder eine Anomalität vorliegt; und eine Benachrichtigungseinheit, die basierend auf einem Beurteilungsergebnis durch die Wartungsbeurteilungseinheit eine Benachrichtigung an einen Bediener sendet.
Wartungsmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wartungsbeurteilungseinheit basierend auf dem Beurteilungsergebnis darüber, ob eine Anomalität vorliegt, beurteilt, welche Wartung an der Gasfeder durchzuführen ist.
Wartungsmanagementvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wartungsbeurteilungseinheit urteilt, dass eine Anomalität in der Gasfeder vorliegt, wenn das Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und urteilt, dass die durchzuführende Wartung an der Gasfeder ein Austauschen der Gasfeder ist, und die Benachrichtigungseinheit die Benachrichtigung über das Austauschen der Gasfeder sendet.
Wartungsmanagementvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wartungsbeurteilungseinheit urteilt, dass in der Gasfeder keine Anomalität vorliegt und die an der Gasfeder durchzuführende Wartung Füllen des Gases ist, wenn das Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks gleich dem oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und eine verbleibende Zeit, bis der Gasdruck auf einen vorbestimmten Schwellenwert abnimmt, berechnet, und die Benachrichtigungseinheit die Benachrichtigung über die verbleibende Zeit sendet.
Robotersystem, umfassend: einen Gelenkarmroboter, der Folgendes aufweist: eine mechanische Robotereinheit mit mindestens einem Arm, eine in dem Arm vorgesehene Gasfeder, und eine Steuerung, die die mechanische Robotereinheit steuert, wobei die Gasfeder als eine Gasausgleichsvorrichtung wirkt, die eine Last an einem den Arm antreibenden Servomotor mindert; und eine Wartungsmanagementvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wartungsmanagementvorrichtung die Wartung der Gasfeder verwaltet.
Wartungsmanagementverfahren, das eine Wartung einer in einem Arm eines Knickarmroboters vorgesehenen Gasfeder verwaltet, wobei das Wartungsmanagementverfahren Folgendes umfasst: regelmäßiges Messen eines Gasdrucks innerhalb der Gasfeder; basierend auf einem Ausmaß der Abnahme des Gasdrucks pro Zeiteinheit oder pro Betriebsstreckeneinheit Beurteilen, ob in der Gasfeder eine Anomalität vorliegt; und basierend auf einem Beurteilungsergebnis Senden einer Benachrichtigung an einen Bediener.