DE112021004245T5

DE112021004245T5 - Steuerungsvorrichtung für Industriemaschine

Info

Publication number: DE112021004245T5
Application number: DE112021004245.9T
Authority: DE
Inventors: Kazuki Ishimoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2023-05-25
Also published as: WO2022071106A1; CN116194254A; JPWO2022071106A1; US20240025045A1

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine erfasst eine Steuerungsabweichung CD bezüglich der Bewegung eines vorbestimmten Mechanismusabschnitts 4, erfasst detektierte Temperaturdaten DT des Mechanismusabschnitts 4, wenn die Steuerungsabweichung CD größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert Th1, und gibt Alarminformationen aus, die eine Meldung umfassen, die zur Verbesserung einer Betriebsbedingung auffordert, wenn die detektierten Temperaturdaten DT kleiner sind als ein zweiter Schwellenwert Th2. Somit wird die Tatsache gemeldet, dass ein Alarm für anomale Bewegung, der auf den vorbestimmten Mechanismusteil 4 bezogen ist, durch eine niedrige Temperatur verursacht wurde, und es wird zur notwendigen Verbesserung einer Betriebsbedingung aufgefordert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Eine Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine wie etwa einen Roboter berechnet eine Steuerungsabweichung basierend auf der Differenz zwischen einem Bewegungsbefehl an einen Motor in einem Mechanismusabschnitt und einem Bewegungsbetrag, der ein Rückkopplungswert von dem Motor ist. Diese Steuerungsabweichung wird mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen und bei der Detektion eines anomalen Betriebs für den Roboter verwendet. Bei Detektieren einer anomalen Bewegung des Roboters veranlasst die Steuerungsvorrichtung die Erzeugung eines Alarms, um dadurch den Roboter zu veranlassen, zu stoppen. Es sei angemerkt, dass es einen technischen Vorschlag aus der Vergangenheit zum Hinzufügen von Temperaturmessdaten zu einer Aufzeichnung des Auftretens eines Fehlers aufgrund des Betriebs eines Roboters gibt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Außerdem gibt es einen technischen Vorschlag zur Überwachung einer Beschädigungssituation für ein Untersetzungsgetriebe in einem Roboter (siehe zum Beispiel Patentdokument 2). Es gibt zudem einen technischen Vorschlag für eine Robotersteuerungsvorrichtung, die es einem Roboter ermöglicht, den Betrieb mit einer konstanten Geschwindigkeit fortzusetzen, selbst wenn eine Schmieröltemperatur für ein Untersetzungsgetriebe in dem Roboter schwankt (siehe zum Beispiel Patentdokument 3).
Verweis auf den Stand der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2019-150923
Patentdokument 2: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2013-244564
Patentdokument 3: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H8-126369

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Bei einem Roboter wie etwa einem Industrieroboter beträgt eine Untergrenze auf einer Niedertemperaturseite für eine Umgebung, in welcher der Roboter verwendet wird, üblicherweise annähernd 0 Grad Celsius. Die Viskosität eines Schmiermittels (Fett), das in einem Untersetzungsgetriebe in einem Roboter verwendet wird, ändert sich in Abhängigkeit von einer Temperatur und es besteht eine Tendenz, dass die Viskosität in einer Niedertemperaturumgebung zunimmt. Dementsprechend härtet das Schmiermittel zu einer Zeit, zu der die Außentemperatur sinkt, wodurch eine Belastung für einen Fall des Antreibens eines Mechanismusabschnitts zunimmt. Dementsprechend verschlechtert sich die Nachführbarkeit des Motors und eine Steuerungsabweichung bzw. Regelungsabweichung, die sich auf eine Bewegung durch den Mechanismusabschnitt bezieht, nimmt zu. In einer solchen Niedertemperaturumgebung gibt es, selbst wenn ein Roboter dieselbe Bewegung durchführt, in Abhängigkeit von der Außentemperatur Fälle, in denen ein Alarm für anomale Bewegung erzeugt wird, und Fälle, in denen kein Alarm für anomale Bewegung erzeugt wird. Dementsprechend besteht das Problem, dass eine Ursache dafür, dass ein Alarm für anomale Bewegung erzeugt wird, für einen Nutzer schwer nachzuvollziehen ist. Keines der oben genannten Patentdokumente beschreibt jedoch ein Mittel zur Lösung eines solchen technischen Problems.
Dementsprechend besteht ein Wunsch nach einer Vorrichtung, für die eine Benachrichtigung für einen Alarm für anomale Bewegung erfolgt, der sich auf einen vorbestimmten Mechanismusabschnitt bezieht und auf eine niedrige Temperatur zurückzuführen ist, und für die eine Aufforderung zum Verbessern einer erforderlichen Betriebsbedingung erfolgt. Mittel zur Lösung der Probleme
Eine Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist auf: eine Steuerungsabweichungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine Steuerungsabweichung zu ermitteln, die sich auf eine Bewegung durch einen vorbestimmten Mechanismusabschnitt bezieht; eine Temperaturinformationserfassungseinheit, die konfiguriert ist, Temperaturinformationen für den Mechanismusabschnitt in einem Fall zu ermitteln, in dem die durch die Steuerungsabweichungserfassungseinheit ermittelte Steuerungsabweichung größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert; eine Vergleichseinheit, die konfiguriert ist, einen Wert gemäß den durch die Temperaturinformationserfassungseinheit ermittelten Temperaturinformationen mit einem vorbestimmten zweiten Schwellenwert zu vergleichen; und eine Alarminformationsausgabeeinheit, die konfiguriert ist, in einem Fall, in dem der Wert gemäß den Temperaturinformationen kleiner ist als der zweite Schwellenwert, Alarminformationen auszugeben, die eine Meldung umfassen, deren Kernaussage eine Aufforderung zur Verbesserung einer Betriebsbedingung ist. Wirkungen der Erfindung
Dank eines Aspekts ist es möglich, festzustellen, dass ein Alarm für anomale Bewegung, der sich auf einen vorbestimmten Mechanismusabschnitt bezieht, auf eine niedrige Temperatur zurückzuführen ist, und eine Verbesserung einer erforderlichen Betriebsbedingung wird erkannt.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die eine Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine und einen Roboter, der ein Steuerziel ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Temperatursensor für ein Untersetzungsgetriebe in dem Roboter in 1 bereitgestellt ist;
3 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Temperatursensor in einem Motor in dem Roboter in 1 bereitgestellt ist;
4 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Verfahrens zur Schätzung der Temperatur eines Mechanismusabschnitts in dem Roboter in 1; und
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses veranschaulicht, der durch die Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, die für eine Industriemaschine ist und in 1 ist.

BEVORZUGTE BETRIEBSART ZUR VERWIRKLICHUNG DER ERFINDUNG
1 ist eine Ansicht, die eine Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine und einen Roboter, der ein Steuerziel ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. In 1 weist ein Roboter 1 einen Mechanismusabschnitt 4 auf, der konfiguriert ist, indem er einen Motor 2 und ein Untersetzungsgetriebes 3 aufweist. Ein Motortemperatursensor 2t und ein Encoder 5, der einen Drehbetrag für eine Welle kodiert und ausgibt, sind an dem Motor 2 angebracht. Ein Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t ist an dem Untersetzungsgetriebe 3 angebracht. Außerdem ist ein Bewegungswinkelsensor 7, der einen Biegewinkel detektiert, an einem Handgelenkabschnitt 6 bereitgestellt, der zu einem Roboterarm gehört. Detektierte Temperaturdaten DT gemäß dem Motortemperatursensor 2t oder dem Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t und Ausgabedaten von dem Encoder 5 oder dem Bewegungswinkelsensor 7 werden von einem Kabel 8, das durch den Roboter 1 verläuft, über einen Stecker (nicht dargestellt) für einen externen Anschluss an die Steuerungsvorrichtung 10 unter Verwendung eines externen Kabels 9 geleitet. Es sei angemerkt, dass zusätzlich zu den oben beschriebenen verschiedenen Datenelementen ein nachstehend beschriebener Steuerungsbefehl CC, verschiedene Detektionsdatenelemente usw. zwischen dem Roboter 1 und der Steuerungsvorrichtung 10 über das Kabel 8 und das Kabel 9 gesendet und empfangen werden. Die oben angegebene Konfiguration, bei welcher der Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t in dem Untersetzungsgetriebe 3 bereitgestellt ist, ist ein Aspekt und ist in der nachstehend beschriebenen 2 beispielhaft dargestellt. Außerdem ist eine Konfiguration, bei welcher der Motortemperatursensor 2t in dem Motor 2 bereitgestellt ist, ein weiterer Aspekt und ist in der nachstehend beschriebenen 3 beispielhaft dargestellt.
Verschiedene Leiter (Kerndrähte) in dem Kabel 9 sind mit einer externen Anschlussklemme 11 in der Steuerungsvorrichtung 10 verbunden. 1 stellt als Funktionsblockdiagramm eine interne Konfiguration für die Steuerungsvorrichtung 10 in Bezug auf die externe Anschlussklemme 11 dar. Ein als Funktionsblockdiagramm ausgedrückter Teil wird durch Ausführen eines Anwendungsprogramms realisiert, das in einem Speicher in Hardware wie etwa einem Mikrocomputer oder einer Peripherievorrichtung (nicht dargestellt) gespeichert ist. Außerdem besteht diesbezüglich keine Beschränkung und die Realisierung kann durch Zusammenarbeit zwischen Hardware (einer elektronischen Schaltung) und Software erfolgen. Ein Zielwert (Befehlswert) SP, der von einer Bezugsdatenerzeugungseinheit 12 geliefert wird, die eine veranschaulichte Funktionseinheit ist, und ein Rückkopplungswert FB werden an eine Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13 geliefert. Die Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13 erfasst Daten für eine Steuerungsabweichung CD, die der Differenz zwischen dem Befehlswert SP und dem Rückkopplungswert FB entspricht.
In diesem Fall ist der Befehlswert SP ein Wert, der sich auf einen Drehbetrag für den Motor 2 in einem Mechanismusabschnitt 4 in dem Roboter 1 oder einen Biegewinkel für den Handgelenkabschnitt 6 in dem Roboterarm, der ein anderer Mechanismusabschnitt ist, bezieht. Ein diesen entsprechender Rückkopplungswert FB ist ein Ausgabewert von dem Encoder 5 oder dem Bewegungswinkelsensor 7 und wird von dem Roboter 1 über die Kabel 8 und 9 an die Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13 in der Steuerungsvorrichtung 10 geliefert. Die Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13 erfasst die Steuerungsabweichung CD als die Differenz zwischen dem Befehlswert SP und dem Rückkopplungswert FB, die oben beschrieben sind. Die Steuerungsabweichung CD bezieht sich auf einen Drehbetrag des Motors 2 in dem Mechanismusabschnitt 4, der einem Mechanismusabschnitt in dem Roboter 1 entspricht, oder bezieht sich auf einen Biegewinkel, der sich auf den Handgelenkabschnitt 6 bezieht, der ein anderer Mechanismusabschnitt ist. Die Steuerungsabweichung CD wird an eine Steuerungsbefehlsbildungseinheit 14 geliefert. Die Steuerungsbefehlsbildungseinheit 14 erzeugt Befehlsdaten, bei denen es sich um den Steuerungsbefehl CC handelt, welcher der Steuerungsabweichung CD entspricht, und liefert die Befehlsdaten über das Kabel 9 unter anderem an den Motor 2, der ein entsprechender Aktuator in dem Roboter 1 ist.
Indes wird die Steuerungsabweichung CD, die durch die Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13 ermittelt wird, ebenso an eine erste Vergleichseinheit 15 geliefert. Ein erster Schwellenwert Th1, der von der Bezugsdatenerzeugungseinheit 12 erzeugt wird, wird an die erste Vergleichseinheit 15 geliefert. Die erste Vergleichseinheit 15 vergleicht die gelieferte Steuerungsabweichung CD mit dem ersten Schwellenwert Th1. In einem Fall, in dem die Steuerungsabweichung CD als Ergebnis dieses Vergleichs größer ist als der erste Schwellenwert Th1, gibt die erste Vergleichseinheit 15 einen Temperaturdatenlesebefehl RC an eine Temperaturdatenabtasteinheit 16 aus.
Als Reaktion auf den Temperaturdatenlesebefehl RC liest die Temperaturdatenabtasteinheit 16 detektierte Temperaturdaten DT aus dem Motortemperatursensor 2t oder dem Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t in dem Roboter 1 über das Kabel 8 und das Kabel 9. Die detektierten Temperaturdaten DT, die durch die Temperaturdatenabtasteinheit 16 gelesen werden, werden an eine zweite Vergleichseinheit 17 geliefert. Außerdem wird ein zweiter Schwellenwert Th2, der von der Bezugsdatenerzeugungseinheit 12 erzeugt wird, an die zweite Vergleichseinheit 17 geliefert. Die zweite Vergleichseinheit 17 vergleicht einen Wert für die detektierten Temperaturdaten DT mit dem zweiten Schwellenwert Th2. In dem Fall, in dem der Wert für die detektierten Temperaturdaten DT kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2, liefert die zweite Vergleichseinheit 17 einen Anzeigesteuerungsbefehl Dcc an eine Anzeigeeinheit 18. Es sei angemerkt, dass in einem Fall, in dem ein Wert für die detektierten Temperaturdaten DT gleich oder größer als der zweite Schwellenwert Th2 ist, die zweite Vergleichseinheit 17 einen Anzeigesteuerungsbefehl Dcc an die Anzeigeeinheit 18 liefert, dessen Inhalt sich von dem Fall unterscheidet, in dem der Wert für die detektierten Temperaturdaten DT kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2. Die Anzeigeeinheit 18 zeigt Informationen an, die dem Anzeigesteuerungsbefehl Dcc entsprechen.
Indes liefert in einem Fall, in dem die Steuerungsabweichung CD größer ist als der erste Schwellenwert Th1, die erste Vergleichseinheit 15 einen Alarmauslösebefehl AR an eine Alarmauslöseeinheit 19. Bei Empfangen des Alarmauslösebefehls AR löst die Alarmauslöseeinheit 19 einen Alarm gemäß einem Warnton, einer Lichtemission usw. aus. Die Auslösung eines Alarms in der Alarmauslöseeinheit 19 kann als Reaktion auf eine Bedienung durch einen Nutzer (Bediener) in Bezug auf eine Alarmstopp-Bedieneinheit (nicht dargestellt) gestoppt werden. Es sei angemerkt, dass es sein kann, dass eine Konfiguration vorgenommen wird, um ebenso den Alarmauslösebefehl AR von der ersten Vergleichseinheit 15 an die Anzeigeeinheit 18 zu liefern und einen Alarm zusammen mit einem Anzeigen von Informationen durch die Anzeigeeinheit 18 auszulösen, die dem Anzeigesteuerungsbefehl Dcc entsprechen.
Als ein Aspekt ist es hierbei möglich, eine Konfiguration in Anwendung zu bringen, bei der in einem Fall, in dem der Wert für die detektierten Temperaturdaten DT kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2, die oben beschriebene zweite Vergleichseinheit 17 Temperaturdifferenzdaten Td erzeugt, die der Differenz (dem Absolutwert davon) zwischen dem Wert für die detektierten Temperaturdaten DT und dem zweiten Schwellenwert Th2 entsprechen. In einem Fall, in dem dieser Aspekt in Anwendung gebracht wird, werden die durch die zweite Vergleichseinheit 17 erzeugten Temperaturdifferenzdaten Td an eine Aufwärmbetriebssteuerungseinheit 20 geliefert. Die Aufwärmbetriebssteuerungseinheit 20 erzeugt einen Aufwärmbetriebssteuerungsbefehl Trc, der den gelieferten Temperaturdifferenzdaten Td entspricht. Dieser Aufwärmbetriebssteuerungsbefehl Trc wird über das Kabel 9 und das Kabel 8 an ein Aufwärmbetriebsmittel in dem Roboter 1 übertragen und der Aufwärmbetrieb, der dem Aufwärmbetriebssteuerungsbefehl Trc entspricht, erfolgt auf der Seite des Roboters 1. Es sei angemerkt, dass das Aufwärmbetriebsmittel auf der Seite des Roboters 1 unter anderem durch den Motor 2 konfiguriert sein kann. Mit anderen Worten ist es möglich, einen Modus zu erreichen, um zu veranlassen, dass die Viskosität eines Schmiermittels abnimmt, indem ein Aufwärmbetrieb für eine gewisse Zeitspanne vor dem Vollbetrieb des Motors 2 und des Mechanismusabschnitts 4 erfolgt. Es sei angemerkt, dass das Aufwärmbetriebsmittel eine Heizeinrichtung sein kann.
2 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Temperatursensor für das Untersetzungsgetriebe in dem Roboter in 1 bereitgestellt ist. Der Mechanismusabschnitt 4 treibt einen zu dem Roboter 1 gehörenden Roboterarm 1a an und ist konfiguriert, indem er den Motor 2 und das Untersetzungsgetriebe 3 aufweist, das eine Antriebskraft für diesen Motor 2 an den Roboterarm 1a überträgt. Der Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t ist an einer vorbestimmten Stelle an dem Untersetzungsgetriebe 3 bereitgestellt. Eine Detektionsausgabe von dem Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t wird über die in 1 dargestellten Kabel 8 und 9 an die Steuerungsvorrichtung 10 übertragen.
3 ist eine Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Temperatursensor in einem Motor in dem Roboter in 1 bereitgestellt ist. Der Mechanismusabschnitt 4 treibt einen zu dem Roboter 1 gehörenden Roboterarm 1a an und ist konfiguriert, indem er den Motor 2 und das Untersetzungsgetriebe 3 aufweist, das eine Antriebskraft für diesen Motor 2 an den Roboterarm 1a überträgt. Der Motortemperatursensor 2t ist an einer vorbestimmten Stelle in dem Motor 2 bereitgestellt. In einem Fall, in dem der Typ des Motors 2 ein solcher ist, der einen Temperatursensor aufweist, kann dieser Temperatursensor als der Motortemperatursensor 2t verwendet werden. Eine Detektionsausgabe von dem Motortemperatursensor 2t wird über die in 1 dargestellten Kabel 8 und 9 an die Steuerungsvorrichtung 10 übertragen.
4 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines Verfahrens zur Schätzung der Temperatur eines Mechanismusabschnitts in dem Roboter in 1. Der untere Teil in 4 veranschaulicht eine Situation, in welcher der Betrieb des Roboters 1 und ein Stoppzustand im Zeitverlauf wechseln. Ein oberer Teil in 4 veranschaulicht eine Änderung im Zeitverlauf für die Temperatur des Mechanismusabschnitts in dem Roboter in Entsprechung zu dem unteren Teil in 4. Es sei angemerkt, dass wenn sich der Roboter 1 in einem Betriebszustand befindet, der Mechanismusabschnitt 4 (Motor 2 und Untersetzungsgetriebe 3) kontinuierlich oder periodisch den Betrieb fortsetzen. Außerdem setzt, wenn sich der Roboter 1 in einem gestoppten Zustand befindet, der Mechanismusabschnitt 4 (Motor 2 und Untersetzungsgetriebe 3) den Betrieb nicht kontinuierlich oder periodisch fort.
Unter Bezugnahme auf den unteren Teil in 4 stoppt der Roboter 1 zu einem Zeitpunkt t1 und anschließend nimmt der Roboter 1 den Betrieb zu einem Zeitpunkt t2 wieder auf, nachdem ein Zeitraum T1 verstrichen ist. Der Roboter 1 setzt den Betrieb bis zu einem Zeitpunkt t4 fort, das heißt wenn ein Zeitraum T2 verstrichen ist, seit der Roboter 1 zu dem Zeitpunkt t2 zu dem Betriebszustand gewechselt hat, und stoppt anschließend. Dieser Zeitraum T2 umfasst einen Zeitpunkt t3, zu dem ein Zeitraum TY ab dem Zeitpunkt t2 verstrichen ist. Der Roboter 1 setzt den gestoppten Zustand bis zu einem Zeitpunkt t5 fort, das heißt wenn ein Zeitraum T3 verstrichen ist, seit der Roboter 1 zu dem Zeitpunkt t4 zu dem gestoppten Zustand gewechselt hat, und wechselt dann wieder zu dem Betriebszustand.
Während eines Betriebszeitraums für den Roboter 1 steigt die Temperatur von Fett, das ein Schmiermittel in dem Mechanismusabschnitt 4 (Motor 2 und Untersetzungsgetriebe 3) ist, aufgrund der aufgrund von Reibung in dem Mechanismusabschnitt 4 entstehenden Wärme an und die Viskosität des Fetts nimmt ab. Dementsprechend nimmt ein Widerstand in Bezug auf eine Bewegung in dem Mechanismusabschnitt allmählich ab und eine Bewegung wird leichter und die Steuerungsabweichung CD nimmt aufgrund einer guten Nachvollziehbarkeit für den Rückkopplungswert FB in Bezug auf den Steuerungsbefehl CC, der sich auf Bewegung bezieht, ab.
Unter Bezugnahme auf den oberen Teil in 4 nimmt die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 in dem Zeitraum T1 nach dem Zeitpunkt t1 ab. In Verbindung mit der Abnahme der Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 nimmt die Viskosität des Fetts in dem Mechanismusabschnitt 4 zu und eine Bewegung durch ein bewegbares Teil wird langsamer. Dementsprechend nimmt die Steuerungsabweichung CD, die sich auf die Bewegung durch den Mechanismusabschnitt 4 bezieht, zu und die Nachvollziehbarkeit zur Steuerung verschlechtert sich. In dem Beispiel in 4 verstreicht ein Zeitraum TX ab dem Zeitpunkt t1 und die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 fällt auf einen Wert (Th2), der dem Schwellenwert Th2 entspricht. In einem Zustand, in dem die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 hierauf abgenommen hat und sich die Steuerungsnachvollziehbarkeit verschlechtert hat, wird von der Alarmauslöseeinheit 19 in 1 ein Alarm ausgelöst. Zu dem Zeitpunkt t2, zu dem der Zeitraum T1, die den Zeitraum TX überschreitet, ab dem Zeitpunkt t1 verstrichen ist, wechselt der Roboter 1 zu dem Betriebszustand. Die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 geht ab dem Zeitpunkt t2 dazu über, allmählich anzusteigen, und die Bewegung durch den Mechanismusabschnitt 4 wird in Verbindung damit allmählich leichter. Bei Erreichen des Zeitpunkts t3, zu dem der Zeitraum TY ab dem Zeitpunkt t2 verstrichen ist, ist die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 auf einen Wert angestiegen, der den Wert (Th2) überschreitet, der dem Schwellenwert Th2 entspricht. Ein Wert, der den dem Schwellenwert Th2 entsprechenden Wert (Th2) überschreitet, ist eine Temperatur auf einem Niveau, für das kein Alarm bezüglich der Steuerungsabweichung CD ausgelöst wird. Über den Zeitpunkt t3 hinweg folgt die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 einer Tendenz, von dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t4, der das Ende des Zeitraums T2 ist, während dessen der Betriebszustand fortbesteht, anzusteigen. Bei Überschreiten des Zeitpunkts t4 wechselt der Roboter 1 zu dem gestoppten Zustand. Die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 sinkt ab dem Zeitpunkt t4. Zu dem Zeitpunkt t5, das heißt wenn der Zeitraum T3, der kürzer ist als der oben beschriebene Zeitraum TX, ab dem Zeitpunkt t4 verstrichen ist, wechselt der Roboter 1 jedoch wieder zu dem Betriebszustand. Dementsprechend fällt, obwohl die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 über den Zeitraum von dem Zeitpunkt t4 bis zu dem Zeitpunkt t5 allmählich abnimmt, die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 nicht auf das Niveau eines Werts (Th2), der dem Schwellenwert Th2 entspricht, und geht nach dem Zeitpunkt t5 wieder in den Anstieg über.
Anhand des unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Phänomens ist es möglich, die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 wie folgt zu schätzen. Mit anderen Worten wird, wenn der Roboter 1 in den gestoppten Zustand eintritt und die Bewegung durch den Mechanismusabschnitt 4 gestoppt hat, geschätzt, dass die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 gleich oder kleiner als ein Wert (Th2) wird, der dem Schwellenwert Th2 entspricht, wenn ab dem Zeitpunkt, zu dem diese Bewegung gestoppt hat, eine Zeitspanne verstreicht, die gleich oder größer als der Zeitraum TX ist. Außerdem wird, wenn der Roboter 1 in den Betriebszustand eintritt und der Mechanismusabschnitt 4 sich zu bewegen beginnt, geschätzt, dass die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 während des Zeitraums TY ab dem Zeitpunkt, an dem diese Bewegung begann, gleich oder kleiner als der Wert (Th2) bleibt, der dem Schwellenwert Th2 entspricht. Mit anderen Worten ist es möglich, die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt aus einer Positionsbeziehung auf der Zeitachse zwischen einem Betriebs- und einem Stoppzeitpunkt des Roboters 1 zu schätzen.
Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm in 5 eine Beschreibung bezüglich eines durch die Steuerungsvorrichtung 10 ausgeführten Prozesses. Von Prozessen, die durch die Steuerungsvorrichtung 10 ausgeführt werden, bezieht sich der in 5 veranschaulichte Prozess in einem Fall, in dem ein Alarm, dass die Steuerungsabweichung übermäßig ist, ausgelöst wurde, auf eine Funktionalität zum Anzeigen von Alarminformationen, die eine Meldung umfassen, dass es möglich ist, dass dieser Alarm auf eine Abnahme der Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 gemäß einer Abnahme der Lufttemperatur zurückzuführen ist. Ein Prozess für jeden Schritt in 5 wird durch einen oder eine Vielzahl von Funktionsblöcken in der Steuerungsvorrichtung 10 in 1 ausgeführt.
Wenn der Prozess gestartet wird, erfasst die Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13 eine Steuerungsabweichung CD für den Rückkopplungswert FB in Bezug auf den Zielwert (Befehlswert) SP (Schritt S11). Als nächstes vergleicht die erste Vergleichseinheit 15 die Steuerungsabweichung CD mit dem ersten Schwellenwert Th1 (Schritt S12). In einem Fall, in dem die Steuerungsabweichung CD als Ergebnis dieses Vergleichs größer ist als der erste Schwellenwert Th1 (Schritt S12: JA), liefert die erste Vergleichseinheit 15 einen Alarmauslösebefehl AR an eine Alarmauslöseeinheit 19. Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, in dem die Steuerungsabweichung CD als Ergebnis des Vergleichs in der ersten Vergleichseinheit 15 gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert Th1 ist (Schritt S12: NEIN), zu Schritt S11 zurückgekehrt.
Bei Empfangen des Alarmauslösebefehls AR löst die Alarmauslöseeinheit 19 einen Alarm gemäß einem Warnton, einer Lichtemission usw. aus (Schritt S13). Es sei angemerkt, dass die Auslösung eines Alarms in der Alarmauslöseeinheit 19 eine Auslösung mit der Kernaussage ist, dass die Steuerungsabweichung CD übermäßig ist, und als Reaktion auf eine Bedienung in Bezug auf die Alarmstopp-Bedieneinheit (nicht dargestellt) durch einen Nutzer (Bediener) gestoppt werden kann. Außerdem liefert die erste Vergleichseinheit 15 den Temperaturdatenlesebefehl RC an die Temperaturdatenabtasteinheit 16. Die Temperaturdatenabtasteinheit 16, die den Temperaturdatenlesebefehl RC empfangen hat, erfasst als detektierte Temperaturdaten DT für den gegenwärtigen Zeitpunkt eine Detektionsausgabe von dem Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t in dem Roboter 1 (Schritt S14).
Hinsichtlich der Ermittlung der detektierten Temperaturdaten DT in Schritt S14 kann es sein, dass anstelle dieser Ermittlung ein aus einer Positionsbeziehung auf der Zeitachse zwischen dem Betriebs- und dem Stoppzeitpunkt für den Roboter 1 berechneter Schätzwert für die Temperatur des Mechanismusabschnitts 4 zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt wie unter Bezugnahme auf 4 beschrieben als die detektierten Temperaturdaten DT zugewiesen wird.
Als nächstes vergleicht die zweite Vergleichseinheit 17 einen in Schritt S14 ermittelten Wert für die detektierten Temperaturdaten DT mit dem zweiten Schwellenwert Th2 (Schritt S15). Der zweite Schwellenwert Th2 ist eine Untergrenze für die Temperatur eines Mechanismusabschnitts unter Normalverwendungsbedingungen für den Roboter 1. In einem Fall, in dem der Wert für die detektierten Temperaturdaten DT als Ergebnis dieses Vergleichs kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2 (Schritt S15: JA), liefert die zweite Vergleichseinheit 17 den Anzeigesteuerungsbefehl Dcc an die Anzeigeeinheit 18. Die Anzeigeeinheit 18 zeigt Informationen an, die dem Anzeigesteuerungsbefehl Dcc entsprechen (Schritt S16). Die Anzeige durch die Anzeigeeinheit 18 in Schritt S16 ist zum Beispiel eine Anzeige mit der Kernaussage, dass es möglich ist, dass die Auslösung eines Alarms auf eine Abnahme der Lufttemperatur (eine Abnahme der Temperatur des Mechanismusabschnitts) zurückzuführen ist, eine Anzeige, die einen Aufwärmbetrieb empfiehlt und als Meldung dient, die zur Verbesserung einer Betriebsbedingung auffordert, oder dergleichen. Nach dem Prozess in Schritt S16 endet der Prozess in 5.
Im Gegensatz dazu liefert in einem Fall, in dem der Wert für die detektierten Temperaturdaten DT als Ergebnis des Vergleichs in Schritt S15 gleich oder größer als der zweite Schwellenwert Th2 ist (Schritt S15: NEIN), die zweite Vergleichseinheit 17 den Anzeigesteuerungsbefehl Dcc an die Anzeigeeinheit 18. Ein Inhalt für den Anzeigesteuerungsbefehl Dcc in diesem Fall unterscheidet sich von dem Fall, in dem der Wert der detektierten Temperaturdaten DT kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2. Als Reaktion auf einen solchen Anzeigesteuerungsbefehl Dcc zeigt die Anzeigeeinheit 18 Informationen an (Schritt S17). Eine Anzeige durch die Anzeigeeinheit 18 in Schritt S17 ist zum Beispiel eine Anzeige, dass die Lufttemperatur (Temperatur des Mechanismusabschnitts) innerhalb eines Bereichs für eine normale Verwendungsbedingung des Roboters 1 liegt, oder dergleichen. Nach dem Prozess in Schritt S17 endet der Prozess in 5.
Als nächstes wird ein Überblick über Wirkungen dargelegt, die durch die Steuerungsvorrichtung 10 erzielt werden, die für eine Industriemaschine ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung ist und oben unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben wurde.
(1) Die Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf: die Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13, die eine Steuerungsabweichung CD erfasst, die sich auf eine Bewegung durch einen vorbestimmten Mechanismusabschnitt 4 bezieht; eine Temperaturinformationserfassungseinheit (die Temperaturdatenabtasteinheit 16), die Temperaturinformationen (detektierte Temperaturdaten DT) für den Mechanismusabschnitt 4 in einem Fall erfasst, in dem die durch die Steuerungsabweichungserfassungseinheit 13 ermittelte Steuerungsabweichung CD größer ist als der vorbestimmte erste Schwellenwert Th1; eine Vergleichseinheit 17, die einen Wert gemäß den durch die Temperaturinformationserfassungseinheit (die Temperaturdatenabtasteinheit 16) ermittelten Temperaturinformationen mit dem vorbestimmten zweiten Schwellenwert Th2 vergleicht; und eine Alarminformationsausgabeeinheit (Anzeigeeinheit 18), die in einem Fall, in dem der Wert gemäß den Temperaturinformationen kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2, Alarminformationen ausgibt, die eine Meldung umfassen, deren Kernaussage eine Aufforderung zur Verbesserung einer Betriebsbedingung ist.
Die Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der oben genannten (1) stoppt üblicherweise bei einem Alarm für eine übermäßige Steuerungsabweichung, der in einem Fall ausgelöst wird, in dem die Steuerungsabweichung CD, die sich auf eine Bewegung durch den Mechanismusabschnitt 4 bezieht, größer ist als der erste Schwellenwert Th1 und übermäßig ist. Mit der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung werden selbst in einem Fall, in dem ein Alarm ausgelöst wird, wenn die Temperatur eines Mechanismusabschnitts kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2 und außerhalb einer Normalverwendungsbedingung liegt, Alarminformationen, die eine Meldung umfassen, die zur Verbesserung einer Betriebsbedingung auffordert, von der Alarminformationsausgabeeinheit (der Anzeigeeinheit 18) ausgegeben. Ein Nutzer (Bediener) kann anhand dieser Meldung erkennen, dass eine Situation vorliegt, in der eine Verbesserung der Betriebsbedingung notwendig ist, und eine zweckmäßige Maßnahme ergreifen.
(2) In einem Aspekt der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung sind die Temperaturinformationen (die detektierten Temperaturdaten DT), die durch die Temperaturinformationserfassungseinheit (die Temperaturdatenabtasteinheit 16) ermittelt werden, eine Temperatur des Motors 2 und/oder des Untersetzungsgetriebes 3 in dem Mechanismusabschnitt 4.
Mit der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der oben genannten (2) wird eine Entstehung eines Niedertemperaturzustands, der von einer Normalbetriebsbedingung abweicht und sich auf den Motor 2 und/oder das Untersetzungsgetriebe 3 in dem Mechanismusabschnitt 4 bezieht, durch eine Meldung ausgedrückt, die in den Alarminformationen von der Alarminformationsausgabeeinheit (Anzeigeeinheit 18) enthalten ist. Ein Nutzer (Bediener) kann diese Meldung erkennen und eine zweckmäßige Maßnahme ergreifen.
(3) In einem Aspekt der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung gibt die Alarminformationsausgabeeinheit (die Anzeigeeinheit 18) eine Meldung, die zum Aufwärmbetrieb auffordert, als die Meldung aus, deren Kernaussage eine Aufforderung zur Verbesserung der Betriebsbedingung ist.
Mit der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der oben genannten (3) kann ein Nutzer (Bediener) eine Maßnahme zum Aufwärmbetrieb basierend auf der Meldung von der Alarminformationsausgabeeinheit (Anzeigeeinheit 18), die zum Aufwärmbetrieb auffordert, ergreifen.
(4) Die Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in einem Aspekt davon mit der Aufwärmbetriebssteuerungseinheit 20 versehen, die in einem Fall, in dem der Wert gemäß den Temperaturinformationen kleiner ist als der zweite Schwellenwert Th2, eine Steuerung durchführt, um den Mechanismusabschnitt 4 zu veranlassen, einen Aufwärmbetrieb durchzuführen.
Mit der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der oben genannten (4) kann ein Nutzer (Bediener) erkennen, dass eine Situation vorliegt, in der ein Aufwärmbetrieb notwendig ist, und der Aufwärmbetrieb startet basierend auf einem Steuerungsbefehl von der Aufwärmbetriebssteuerungseinheit 20. Dementsprechend wird eine Belastung für den Nutzer (Bediener) reduziert.
(5) In einem Aspekt der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung erfasst die Temperaturinformationserfassungseinheit (Temperaturdatenabtasteinheit 16) die Temperaturinformationen (detektierten Temperaturdaten DT) von einem Sensor (dem Motortemperatursensor 2t, dem Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor 3t), der in dem Mechanismusabschnitt 4 installiert ist.
Die Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der oben genannten (5) kann Temperaturinformationen (detektierte Temperaturdaten DT) basierend auf einem Echtzeit-Ist-Messwert gemäß dem in dem Mechanismusabschnitt 4 installierten Sensor ermitteln. Dementsprechend liegt eine genaue Erkennung bezüglich der Temperaturumgebung für den Mechanismusabschnitt 4 vor und es ist möglich, auf Grundlage dieser Erkennung eine zweckmäßige Maßnahme zu ergreifen.
(6) In einem Aspekt der Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung erfasst die Temperaturinformationserfassungseinheit (die Temperaturdatenabtasteinheit 16) die Temperaturinformationen (detektierten Temperaturdaten DT) unter Verwendung von Schätzung.
Die Steuerungsvorrichtung 10 für eine Industriemaschine gemäß der oben genannten (6) kann Temperaturinformationen (detektierte Temperaturdaten DT), die sich auf den Mechanismusabschnitt 4 beziehen, ermitteln, ohne mit einem Sensor oder dergleichen versehen zu sein. Dementsprechend wird eine Konfiguration vereinfacht.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und mit verschiedenen Modifikationen und Änderungen implementiert werden kann. Zum Beispiel weist die oben beschriebene Ausführungsform eine Konfiguration auf, die mit jeweils der Anzeigeeinheit 18 und der Alarmauslöseeinheit 19 versehen ist, es ist jedoch möglich, eine Konfiguration zu erzielen, bei der die Anzeigeeinheit 18 und die Alarmauslöseeinheit 19 integriert sind. Außerdem ist es ebenso möglich, einen drahtlosen Kommunikationsweg anstelle eines drahtgebundenen Kommunikationswegs unter Verwendung von Kabeln zu verwenden, um Informationen (Signale) zwischen einem Steuerziel (dem Mechanismusabschnitt 4 in dem Roboter 1) und der Steuerungsvorrichtung 10 zu senden und zu empfangen. Außerdem ist der Mechanismusabschnitt 4, der ein Steuerziel ist, nicht auf den Mechanismusabschnitt 4 in dem Roboter 1 beschränkt und ein Mechanismusabschnitt, der üblicherweise in einer Werkzeugmaschine oder einer anderen Industriemaschine enthalten ist, entspricht diesem ebenso. Außerdem sind Modifikationen und Verbesserungen innerhalb eines Umfangs, der die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung erfüllen kann, ebenso in der vorliegenden Offenbarung enthalten.
Bezugszeichenliste

1: Roboter
2: Motor
2t: Motortemperatursensor
3: Untersetzungsgetriebe
3t: Untersetzungsgetriebe-Temperatursensor
4: Mechanismusabschnitt
5: Encoder
6: Handgelenkabschnitt
7: Bewegungswinkelsensor
8: Kabel
9: Kabel
10: Steuerungsvorrichtung (Steuerungsvorrichtung für Industriemaschine)
11: Externe Anschlussklemme
12: Bezugsdatenerzeugungseinheit
13: Steuerungsabweichungserfassungseinheit
14: Steuerungsbefehlsbildungseinheit
15: Erste Vergleichseinheit
16: Temperaturdatenabtasteinheit
17: Zweite Vergleichseinheit
18: Anzeigeeinheit
19: Alarmauslöseeinheit
20: Aufwärmbetriebssteuerungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019150923 [0002]
JP 2013244564 [0002]
JP H8126369 [0002]

Claims

Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine, wobei die Steuerungsvorrichtung aufweist: eine Steuerungsabweichungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine Steuerungsabweichung zu ermitteln, die sich auf eine Bewegung durch einen vorbestimmten Mechanismusabschnitt bezieht; eine Temperaturinformationserfassungseinheit, die konfiguriert ist, Temperaturinformationen für den Mechanismusabschnitt in einem Fall zu ermitteln, in dem die durch die Steuerungsabweichungserfassungseinheit ermittelte Steuerungsabweichung größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert; eine Vergleichseinheit, die konfiguriert ist, einen Wert gemäß den durch die Temperaturinformationserfassungseinheit ermittelten Temperaturinformationen mit einem vorbestimmten zweiten Schwellenwert zu vergleichen; und eine Alarminformationsausgabeeinheit, die konfiguriert ist, in einem Fall, in dem der Wert gemäß den Temperaturinformationen kleiner ist als der zweite Schwellenwert, Alarminformationen auszugeben, die eine Meldung umfassen, deren Kernaussage eine Aufforderung zur Verbesserung einer Betriebsbedingung ist.
Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine nach Anspruch 1, wobei die durch die Temperaturinformationserfassungseinheit ermittelten Temperaturinformationen eine Temperatur eines Motors und/oder eines Untersetzungsgetriebes in dem Mechanismusabschnitt sind.
Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Alarminformationsausgabeeinheit eine Meldung, die zum Aufwärmbetrieb auffordert, als die Meldung ausgibt, deren Kernaussage eine Aufforderung zur Verbesserung der Betriebsbedingung ist.
Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend eine Aufwärmbetriebssteuerungseinheit, die konfiguriert ist, in einem Fall, in dem der Wert gemäß den Temperaturinformationen kleiner ist als der zweite Schwellenwert, eine Steuerung durchzuführen, um den Mechanismusabschnitt zu veranlassen, einen Aufwärmbetrieb durchzuführen.
Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Temperaturinformationserfassungseinheit die Temperaturinformationen von einem in dem Mechanismusabschnitt installierten Sensor erfasst.
Steuerungsvorrichtung für eine Industriemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Temperaturinformationserfassungseinheit die Temperaturinformationen unter Verwendung von Schätzung erfasst.