DE112021005243T5

DE112021005243T5 - Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung und Beschädigungspunkt-Schätzverfahren

Info

Publication number: DE112021005243T5
Application number: DE112021005243.8T
Authority: DE
Inventors: Yuusei Onodera; Shun SUYAMA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-08-31
Also published as: TW202224871A; CN116635198A; JPWO2022131267A1; US20240025061A1; WO2022131267A1; JP7469517B2

Abstract

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, beschädigungsanfällige Punkte in einem Linearbewegungsführungsmechanismus für einen Roboter genauer zu extrahieren. Eine Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 weist auf: eine Datenerfassungseinheit 31, die physikalische Parameter bezüglich der Bewegung eines Roboters 10 in Bezug auf einzelne Achsen und externe Kräfte, die einzelnen Zeitpunkten auf den Roboter 10 zu wirken, wenn ein Aktionsprogramm für den Roboter 10 ausgeführt wird, erfasst; eine Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32, welche die externen Kräfte und Momente, die auf eine Referenzposition eines Gleitelements zu den einzelnen Zeitpunkten wirken, berechnet, eine Lastberechnungseinheit 33, die die zu den einzelnen Zeitpunkten auf einen Schlitten wirkenden Lasten berechnet; eine Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34, die zu den einzelnen Zeitpunkten die Äquivalentlasten des Schlittens berechnet; eine Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit 35, die zu den einzelnen Zeitpunkten die Beschädigungsschätzwerte des Schlittens berechnet; und eine Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36, die einen Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus extrahiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung sowie ein Beschädigungspunkt-Schätzverfahren.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bei der Inspektion eines Linearbewegungsführungsmechanismus für einen Roboter wurden im Stand der Technik der Zustand eines Schlittens, einer Führungsschiene und eines Schmiermittels visuell inspiziert. Eine Rollfläche und ein Körper des Schlittens liegen jedoch im Innern des Linearbewegungsführungsmechanismus, und aus diesem Grund ist eine unmittelbare Inspektion dieser Teile schwierig. Anstelle der Inspektion der Rollfläche und des Körpers des Schlittens wird eine Rollfläche der Führungsschiene inspiziert, aber in diesem Fall muss die Führungsschiene über ihre gesamte Länge inspiziert werden. Aus diesem Grund ist eine hohe Anzahl von Arbeitsschritten erforderlich. Insbesondere weist ein allgemeiner Linearbewegungsführungsmechanismus an vier Punkten Rollflächen auf. Ein Abschnitt, der von oben nicht sichtbar ist, muss z.B. mittels eines Spiegels geprüft werden, weshalb dieser Prozess sehr zeit- und arbeitsaufwendig ist. In einem Fall, in dem ein Gleitelement auf einem Schlitten bereitgestellt ist, muss eine Rollfläche einer Führungsschiene unmittelbar unterhalb des Gleitelements inspiziert werden, während sich das Gleitelement zusammen mit dem Schlitten bewegt. Aus diesem Grund ist die Anzahl der Arbeitsschritte hoch.
Es wurde ein Wiederherstellungsverfahren vorgeschlagen, bei dem in einem Fall, in dem ein in einem Roboter enthaltener Linearbewegungsführungsmechanismus ausgefallen ist, die Verlagerung eines Linearbewegungslagers gemessen wird, eine auf das Linearbewegungslager wirkende Last auf Grundlage der gemessenen Verlagerung berechnet wird, ein Linearbewegungslager mit einer Steifigkeit gegenüber einer solchen Last ausgewählt wird und das ausgefallene Linearbewegungslager durch das ausgewählte Lager ersetzt wird (vgl. z.B. Patentschrift 1).
Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2012-13469
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Als Zustand, der eigens bei einem Industrieroboter vorliegt, kann sich die Position des Schwerpunkts aufgrund einer Haltungsänderung ändern, oder eine Last könnte sich gemäß dem Bewegungsmuster ändern, wenn das Bewegungsprogramm ausgeführt wird. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Last, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf einen Linearbewegungsführungsmechanismus in dem Roboter wirkt, genau zu berechnen. Das Gleiche gilt nicht nur für den in dem Roboter bereitgestellten Linearbewegungsführungsmechanismus, sondern auch für einen Linearbewegungsführungsmechanismus, der an einem Werkzeug eines Roboters bereitgestellt ist, sowie einen Linearbewegungsführungsmechanismus, der mit einem Roboter kooperiert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung und ein Beschädigungspunkt-Schätzverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, einen beschädigungsanfälligen Punkt in einem Linearbewegungsführungsmechanismus für einen Roboter genauer zu extrahieren.
Mittel zur Lösung der Probleme
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung zum Schätzen eines Beschädigungspunktes eines in einem Roboter bereitgestellten Linearbewegungsführungsmechanismus oder eines mit dem Roboter kooperierenden Linearbewegungsführungsmechanismus, wobei der Linearbewegungsführungsmechanismus einen oder mehrere Schlitten, die linear bewegbar an einer Führungsschiene bereitgestellt sind, sowie ein an dem Schlitten bereitgestelltes Gleitelement aufweist. Die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung weist eine Datenerfassungseinheit, die einen sich auf Bewegung jeder Achse des Roboters beziehenden physikalischen Parameter, und eine auf den Roboter wirkende externe Kraft jedes Mal erfasst, wenn ein Bewegungsprogramm für den Roboter ausgeführt wird, eine Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments, die eine externe Kraft und ein Moment, die zu jedem Zeitpunkt auf eine Referenzposition des Gleitelements wirken, auf Grundlage des sich auf Bewegung jeder Achse des Roboters beziehenden physikalischen Parameters und durch die Datenerfassungseinheit erfasst wird, berechnet, der externen Kraft, die auf den Roboter wirkt und von der Datenerfassungseinheit erfasst wird, und einem geometrischen Parameter, eine Lastberechnungseinheit, die eine Last, die zu jedem Zeitpunkt auf den Schlitten wirkt, auf Grundlage der externen Kraft und des Moments, die von der Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments berechnet werden und auf die Referenzposition wirken, und einen Abstand von der Referenzposition des Gleitelements zur Position des Schwerpunkts des Schlittens berechnet, eine Äquivalentlast-Berechnungseinheit, die eine Äquivalentlast auf den Schlitten zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der von der Lastberechnungseinheit berechneten und zu jedem Zeitpunkt auf den Schlitten wirkenden Last und einer Äquivalentlastberechnungsformel berechnet, eine Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit, die einen Beschädigungsschätzwert des Schlittens zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der von der Äquivalentlast-Berechnungseinheit zu jedem Zeitpunkt auf den Schlitten berechneten Äquivalentlast und eines Sicherheitsschätzelements berechnet, und eine Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts, die einen Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus auf Grundlage des Beschädigungsschätzwerts des Schlittens, der zu jedem Zeitpunkt durch die Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, und der Position des Schlittens auf der Führungsschiene zu jedem Zeitpunkt extrahiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Beschädigungspunkt-Schätzverfahren zum Schätzen eines Beschädigungs-Schätzpunkts eines Linearbewegungsführungsmechanismus, der in einem Roboter bereitgestellt ist, oder eines mit einem Roboter kooperierenden Linearbewegungsführungsmechanismus, ein Verfahren zur Verwendung einer Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung, die einen Beschädigungspunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus für den Roboter schätzt, wobei der Linearbewegungsführungsmechanismus einen oder mehrere Schlitten, die linear bewegbar an einer Führungsschiene bereitgestellt sind, sowie ein an dem Schlitten bereitgestelltes Gleitelement, aufweist. Das Beschädigungspunkt-Schätzverfahren umfasst einen Datenerfassungsschritt zum Erfassen eines sich auf Bewegung jeder Achse des Roboters beziehenden physikalischen Parameters und einer externen Kraft, die auf den Roboter wirkt, zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Bewegungsprogramm für den Roboter ausgeführt wird, einen Schritt zum Berechnen einer externen Kraft und eines Moments, zum Berechnen einer externen Kraft und eines Moments, die zu dem jeden Zeitpunkt auf eine Referenzposition des Gleitelements wirken, auf Grundlage des physikalischen Parameters, der sich auf die Bewegung jeder Achse des Roboters bezieht und in dem Datenerfassungsschritt erfasst wird, der externen Kraft, die auf den Roboter wirkt und in dem Datenerfassungsschritt erfasst wird, und eines geometrischen Parameters, einen Lastberechnungsschritt zum Berechnen einer Last, die zu jedem Zeitpunkt auf den Schlitten wirkt, auf Grundlage der externen Kraft und des Moments, die in dem Schritt zum Berechnen einer externen Kraft und eines Moments berechnet werden und auf die Referenzposition wirken, und eines Abstands von der Referenzposition des Gleitelements zu der Position des Schwerpunkts des Schlittens, eine Äquivalentlast-Berechnungsschritt, zum Berechnen einer Äquivalentlast auf den Schlitten zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der Last, die in dem Lastberechnungsschritt berechnet wird und zu jedem Zeitpunkt auf den Schlitten wirkt, und einer Äquivalentlastberechnungsformel, einen Beschädigungsschätzwert-Berechnungsschritt zum Berechnen eines Beschädigungsschätzwerts des Schlittens zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der Äquivalentlast, die zu jedem Zeitpunkt in dem Äquivalentlast-Berechnungsschritt an dem Schlitten berechnet wird, und eines Sicherheitsschätzelements, und einen Beschädigungsschätzpunkt-Extraktionsschritt zum Extrahieren des Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus auf Grundlage des Beschädigungsschätzwerts des Schlittens, der zu dem jeden Zeitpunkt in dem Beschädigungsschätzwert-Berechnungsschritt berechnet wird, und einer Position des Schlittens auf der Führungsschiene zu jedem Zeitpunkt.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung und dem Beschädigungspunkt-Schätzverfahren der vorliegenden Erfindung kann der beschädigungsanfällige Punkt in dem Linearbewegungsführungsmechanismus des Roboters genauer extrahiert werden.
Figurenliste

1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines Robotersystems 1 einer ersten Ausführungsform;
2A ist eine schematische Ansicht, die eine Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 zeigt, die in einem Roboter 10 bereitgestellt ist;
2B ist eine schematische Ansicht, welche die in dem Roboter 10 bereitgestellte Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 zeigt;
2C ist eine schematische Ansicht eines Linearbewegungsführungsmechanismus 100, der mit dem Roboter 10 kooperiert;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein spezielles Beispiel für den Linearbewegungsführungsmechanismus 100 zeigt;
4 ist eine x-y-Schnittansicht einer in 3 dargestellten Führungsschiene 110 und eines Schlittens 120;
5 ist eine Draufsicht des Linearbewegungsführungsmechanismus 100;
6 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Verarbeitung der Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 durch eine Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte der Verarbeitung eines Programms zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts zeigt, das in der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 ausgeführt wird;
8 ist ein vollständiges Konfigurationsdiagramm eines Robotersystems 1A einer zweiten Ausführungsform;
9 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Beziehung zwischen einer auf einen Schlitten 120 wirkenden Last P und der Lebensdauer E des Schlittens 120;
10 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Verarbeitung zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts eines Linearbewegungsführungsmechanismus 100 durch eine Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A; und
11 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte der Verarbeitung eines Programms zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts zeigt, das in einer Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30A ausgeführt wird.

BEVORZUGTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden eine Ausführungsform einer Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung und ein Beschädigungspunkt-Schätzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es wird angemerkt, dass jede der Zeichnungen, die der vorliegenden Beschreibung beigefügt sind, eine schematische Ansicht zeigt und dass Form, Maßstab, Verhältnis von Längs- und Querabmessungen etc. jedes Teils im Vergleich zur tatsächlichen Form, zum Maßstab, zum Verhältnis von Längs- und Querabmessungen etc. verändert oder übertrieben dargestellt sind, um das Verständnis der Zeichnungen zu erleichtern. Ferner werden in den Zeichnungen Schraffuren, die den Querschnitt eines Bauteils zeigen, gegebenenfalls weggelassen. In der vorliegenden Beschreibung etc. umfassen Begriffe, die Formen, geometrische Bedingungen und deren Grad angeben, wie z.B. „parallel“, „senkrecht“ und „Richtung“, nicht nur die exakten Bedeutungen dieser Begriffe, sondern auch Bereiche, die als im Wesentlichen parallel, im Wesentlichen senkrecht und im Wesentlichen in einer Richtung liegend verstanden werden.
(Erste Ausführungsform)
1 ist ein vollständiges Konfigurationsdiagramm eines Robotersystems 1 in einer ersten Ausführungsform. 2A und 2B sind schematische Ansichten, die eine Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 zeigen, die in einem Roboter 10 bereitgestellt ist. 2C ist eine schematische Ansicht eines Linearbewegungsführungsmechanismus 100, der mit dem Roboter 10 zusammenarbeitet. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein spezielles Beispiel des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 zeigt. 4 ist eine x-y-Schnittansicht einer in 3 gezeigten Führungsschiene 110 und eines Schlittens 120. 5 ist eine Draufsicht auf den Linearbewegungsführungsmechanismus 100.
Wie in 1 gezeigt, weist das Robotersystem 1 den Roboter 10, eine Robotersteuerungsvorrichtung 20 und die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 auf. In dem Robotersystem 1 sind der Roboter 10 und die Robotersteuerungsvorrichtung 20 über ein Signalkabel (nicht dargestellt) elektrisch miteinander verbunden, und die Robotersteuerungsvorrichtung 20 und die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 sind über ein Signalkabel (nicht dargestellt) elektrisch miteinander verbunden. Es wird angemerkt, dass die Konfigurationen des Roboters 10 und der Robotersteuerungsvorrichtung 20 in der ersten Ausführungsform die gleichen sind die wie die eines Robotersystems 1A einer später beschriebenen zweiten Ausführungsform.
(Roboter 10)
Der Roboter 10 ist eine Vorrichtung, die auf Grundlage der Steuerung durch die (später beschriebene) Robotersteuerungsvorrichtung 20 eine Arbeit ausführt, wie etwa die Handhabung von Bauteilen, Zusammenbau oder Schweißen. Der Roboter 10 treibt auf Grundlage eines von der Robotersteuerungsvorrichtung 20 gesendeten Bewegungsbefehls einen Servomotor (nicht dargestellt) an, der jeden Teil bewegt und dadurch ein Bewegungsmuster entsprechend der oben beschriebenen Arbeit ausführt. Der Roboter 10 beinhaltet den Linearbewegungsführungsmechanismus 100 (später beschrieben). Wie in den 2A bis 2C gezeigt, ist der Linearbewegungsführungsmechanismus 100 eine Vorrichtung, die einen Arm 11 (2A), ein Werkzeug 12 (2B) oder den Roboter 10 (2C) linear entlang der Richtung der Führungsschiene 110 bewegt. Wie in den 2A bis 2C gezeigt, kann der Linearbewegungsführungsmechanismus 100 in einer Form vorliegen, in der der Linearbewegungsführungsmechanismus 100 in dem Roboter 10 bereitgestellt ist, oder in einer Form, in der der Linearbewegungsführungsmechanismus 100 mit dem Roboter 10 kooperiert.
Der in 2A gezeigte Linearbewegungsführungsmechanismus 100 ist in einem Körper des Roboters 10 bereitgestellt, um den Arm 11 linear zu bewegen. Bei der in 2A gezeigten Form bewegt sich jeder Teil des Roboters 10 wie ein Pendel, und daher ist ein großer Teil der auf den Schlitten 120 (vgl. 3) wirkenden Last auf die Trägheitskraft zurückzuführen, wenn sich jeder Teil des Roboters 10 bewegt.
Der in 2B gezeigte Linearbewegungsführungsmechanismus 100 ist an dem an dem Arm 11 des Roboters 10 gehaltenen Werkzeug 12 bereitgestellt. Im Falle der in 2B gezeigten Form bewegt sich jeder Teil des Roboters 10 wie ein Pendel, und daher ist ein großer Teil einer auf den Schlitten 120 wirkenden Last auf die Trägheitskraft zurückzuführen, wenn sich jeder Teil des Roboters 10 bewegt, sowie auf eine Last aufgrund der Schwerkraft (des Gewichts des Werkzeugs 12).
Der in 2C gezeigte Linearbewegungsführungsmechanismus 100 ist bereitgestellt, um mit dem Roboter 10 in einem System zusammenzuarbeiten, das den Roboter 10 verwendet. Im Falle der in 2C gezeigten Form ist ein großer Teil der auf den Schlitten 120 wirkenden Last auf die Schwerkraft (das Gewicht des Roboters 10) zurückzuführen. In der vorliegenden Beschreibung werden die Systeme, in denen die Roboter 10 in den in den 2A und 2B gezeigten Formen verwendet werden, und das System, in dem der Roboter 10 in der in 2C gezeigten Form verwendet wird, auch kollektiv als „Roboter 10“ bezeichnet.
In den 2A bis 2C zeigt ein Pfeil A eine Richtung (eine Linearbewegungsachsenrichtung) an, in der sich ein Gleitelement 130 oder die Führungsschienen 110 (vgl. 3) in dem Linearbewegungsführungsmechanismus 100 bewegen. In einem Fall, in dem ein Teil, der das Gleitelement 130 im Linearbewegungsführungsmechanismus 100 antreibt, zum Beispiel eine Kugelumlaufspindel und einen Motor aufweist, ist die Axialrichtung der Kugelumlaufspindel die Richtung der Linearbewegungsachse. Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Form, in der der Linearbewegungsführungsmechanismus 100 im Körper des Roboters 10 bereitgestellt ist, wie in 2A gezeigt, als Beispiel beschrieben wird, die Form des Roboters 10 und des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 kann jedoch eine in 2B oder 2C gezeigte sein.
Wie in 3 dargestellt, weist der Linearbewegungsführungsmechanismus 100 der vorliegenden Ausführungsform zwei Führungsschienen 110, vier Schlitten 120 und das Gleitelement 130 auf. Die Führungsschiene 110 ist ein Element, das die sich bewegenden Schlitten 120 entlang der Erstreckungsrichtung der Führungsschiene 110 linear führt. Die beiden Führungsschienen 110 sind mit einem konstanten Abstand zueinander in Breitenrichtung (einer Y-Richtung) angeordnet, so dass die Erstreckungsrichtungen (einer Z-Richtung) dieser beiden Führungsschienen 110 parallel zueinander verlaufen. Wie in 4 dargestellt, sind an vier Stellen der Führungsschiene 110 Lager 111 bereitgestellt. Jedes Lager 111 ist entlang der Erstreckungsrichtung der Führungsschiene 110 bereitgestellt.
Zwei Schlitten 120 sind an jeder der beiden Führungsschienen 110 entlang der Erstreckungsrichtung befestigt. Wie in 4 gezeigt, ist der Schlitten 120 ein Element mit einem Abschnitt, dessen Querschnitt im Wesentlichen eine umgekehrte U-Form aufweist. An vier Stellen innerhalb des Schlittens 120 sind Lager 121 bereitgestellt. Eine Vielzahl von Rollkörpern 140 ist in einer Ringform zwischen den Lagern 121 des Schlittens 120 und den Lagern 111 der Führungsschiene 110 eingepasst.
Das Gleitelement 130 ist ein plattenförmiges Element, an dem der Arm 11 (vgl. 2A) des Roboters 10, das an dem Arm 11 des Roboters 10 gehaltene Werkzeug 12 (vgl. 2B) oder der Roboter 10 (vgl. 2C) befestigt werden soll. Das Gleitelement 130 ist an den vier Schlitten 120 befestigt. Konkret wird das Gleitelement 130 an den Schlitten 120 befestigt, die wie in 5 gezeigt an den unteren Abschnitten der vier in der Ebene gesehenen Ecken angeordnet sind.
(Robotersteuerungsvorrichtung 20)
Die Robotersteuerungsvorrichtung 20 ist eine Vorrichtung, die den Roboter 10 steuert, um eine vorgegebene Arbeit durchzuführen. Wie in 1 gezeigt, weist die Robotersteuerungsvorrichtung 20 eine Steuerungseinheit 21, eine Bedieneingabeeinheit 22, eine Anzeigeeinheit 23 und eine Speichereinheit 24 auf. Die Steuerungseinheit 21 ist eine Einheit, die die Bewegung des Roboters 10 auf integrierte Weise steuert, und weist einen Mikroprozessor mit einer Zentraleinheit (CPU), einen Speicher etc. auf. Die Steuerungseinheit 21 wird mit einem Bewegungsprogramm bereitgestellt, in dem jeder Typ von Bewegung des Roboters 10 beschrieben ist. Die Steuerungseinheit 21 erzeugt auf Grundlage des vorgegebenen Bewegungsprogramms einen Bewegungsbefehl, der zum Beispiel einen Bewegungsbefehl für einen Servomotor enthält, der eine Linearbewegungsachse antreibt. Die Steuerungseinheit 21 überträgt den erstellten Bewegungsbefehl über das Signalkabel (nicht dargestellt) an den Roboter 10 und steuert dadurch die Bewegung des Roboters 10. Dementsprechend führt der Roboter 10 die vorgegebene Arbeit aus.
Die Bedieneingabeeinheit 22 ist eine Vorrichtung, die verschiedene Typen von numerischen Daten, Bedienanweisungen, Bewegungsanweisungen etc. erfasst, die von einem Bediener des Roboters 10 eingegeben werden. Die Bedieneingabeeinheit 22 umfasst zum Beispiel eine Tastatur, eine Maus und ein Touchpanel (nicht dargestellt). Verschiedene Typen von numerischen Daten etc., die über die Bedieneingabeeinheit 22 eingegeben werden, werden z.B. in der Speichereinheit 24 gespeichert.
Die Anzeigeeinheit 23 ist eine Anzeigevorrichtung, die in der Lage ist, verschiedene Typen von Daten, Meldungen, Zahlen etc. anzuzeigen. Die Speichereinheit 24 ist eine Speichervorrichtung, die hauptsächlich verschiedene Typen von Programmen, Daten etc. speichert, die von der Steuerungseinheit 21 ausgeführt werden sollen. Die Speichereinheit 24 weist zum Beispiel einen Halbleiterspeicher und ein Festplattenlaufwerk auf.
(Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30)
Die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 ist eine Vorrichtung, die einen Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 (vgl. 2A) extrahiert, der in dem Roboter 10 bereitgestellt ist. In der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 beinhalten eine Datenerfassungseinheit 31, eine Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32, eine Lastberechnungseinheit 33, eine Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34, eine Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 und eine Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36, wie später beschrieben, Mikroprozessoren mit zentralen Verarbeitungseinheiten (CPUs), Speicher etc. Der Mikroprozessor liest und führt z.B. ein in dem Speicher gespeichertes System- oder Anwendungsprogramm aus und führt so in Zusammenwirkung mit jedem Hardwareteil die später beschriebene Beschädigungspunktschätzung aus.
Die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 weist die Datenerfassungseinheit 31, die Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32, die Lastberechnungseinheit 33, die Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34, die Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35, die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36, eine Anzeigeeinheit (Positionsinformationsausgabeeinheit) 37 und eine Speichereinheit 38 auf. Es wird angemerkt, dass ein Teil oder alle Funktionen der Datenerfassungseinheit 31, der Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32, der Lastberechnungseinheit 33, der Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34, der Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 und der Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 von der Steuerungseinheit 21 der Robotersteuerungsvorrichtung 20 ausgeführt werden können.
Die Datenerfassungseinheit 31 erfasst über die Robotersteuerungsvorrichtung 20 einen sich auf Bewegung jeder Achse des Roboters 10 beziehenden physikalischen Parameter, sowie eine externe Kraft, die zu jedem Zeitpunkt t auf den Roboter 10 wirkt, wenn das Bewegungsprogramm für den Roboter 10 ausgeführt wird. Insbesondere erfasst die Datenerfassungseinheit 31 als den sich auf Bewegung jeder Achse des Roboters 10 beziehenden physikalischen Parameter die Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung jeder Achse des Roboters 10. Es wird angemerkt, dass die Datenerfassungseinheit 31 zusätzlich zu der eingangs beschriebenen Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung jeder Achse des Roboters 10 die Haltung jeder Achse des Roboters 10 und den Betrag der Bewegung jeder Achse, zum Beispiel von einer Referenzposition, erfasst.
Das vorliegend beschriebene Bewegungsprogramm ist ein Programm, das in der Robotersteuerungsvorrichtung 20 oder einer Simulationsvorrichtung (nicht gezeigt) für den Roboter 10 ausgeführt werden soll, wobei das Programm den Roboter 10 veranlasst, die vorgegebene Arbeit auszuführen. Ferner ist die auf den Roboter 10 wirkende externe Kraft eine Differenz zwischen einem berechneten Drehmomentwert, der für die Ausführung jedes Typs von Bewegung des Roboters 10 benötigt wird, und einem tatsächlichen Drehmomentmesswert, der benötigt wird, wenn sich der Roboter 10 tatsächlich bewegt. Die auf den Roboter 10 wirkende externe Kraft kann zum Beispiel aus einem Sollwert von Strom, der an den Servomotor (nicht dargestellt) zugeführt werden soll, der jeden Teil des Roboters 10 antreibt, und einem Stromwert, wenn der Servomotor tatsächlich arbeitet, berechnet werden.
Die Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32 berechnet eine externe Kraft und ein Moment, die zu jedem Zeitpunkt t auf eine Referenzposition S₀ des Gleitelements 130 wirken, auf Grundlage der Position, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung jeder Achse des Roboters 10, die von der Datenerfassungseinheit 31 erfasst werden, der externen Kraft, die auf den Roboter 10 wirkt und von der Datenerfassungseinheit 31 erfasst wird, und einem geometrischen Parameter. Insbesondere berechnet die Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32, wie in 3 gezeigt, die externe Kraft in jeder Richtung der drei Koordinatenachsen x, y, z, die an der Referenzposition S₀ des Gleitelements 130 senkrecht zueinander stehen, und das Moment um jede der Koordinatenachsen x, y, z. Es wird angemerkt, dass die Referenzposition S₀ des Gleitelements 130 zum Beispiel die Position des Schwerpunkts des Gleitelements 130 ist. Ferner ist der geometrische Parameter zum Beispiel ein Parameter, der sich auf die Länge der Glieder oder das Armgewicht des Roboters 10 bezieht.
Die Lastberechnungseinheit 33 berechnet die Last, die zu jedem Zeitpunkt t auf jeden Schlitten 120 wirkt, auf Grundlage der externen Kraft und des Moments, die von der Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32 berechnet werden und auf die Referenzposition S₀ und einen Abstand L₁, L₂, L₃, L₄ (vgl. 5) von der Referenzposition S₀ des Gleitelements 130 bis zu der Position S₁, S₂, S₃, S₄ des Schwerpunkts jedes Schlittens 120 wirken. Insbesondere berechnet die Lastberechnungseinheit 33 als die auf jeden Schlitten 120 wirkende Last eine Last P_Rn in der Höhenrichtung (einer x-Richtung) des Schlittens 120 senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Führungsschiene 110 und eine Last P_Tn in der Breitenrichtung (der y-Richtung) des Schlittens 120, wie in 4 gezeigt. Es wird angemerkt, dass „n“ in einem Bezugszeichen wie den Lasten P_Rn, P_Tn einen beliebigen der vier (n = 1 bis 4) Schlitten 120 bezeichnet. Das bedeutet, die Lastberechnungseinheit 33 berechnet die Lasten P_Rn, P_Tn, die in zwei Richtungen auf jeden der vier Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t wirken.
Die Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34 berechnet eine Äquivalentlast für jeden Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage der von der Lastberechnungseinheit 33 berechneten Lasten P_Rn, P_Tn, die zu jedem Zeitpunkt t auf jeden Schlitten 120 wirken, und einer Äquivalentlastberechnungsformel. Insbesondere berechnet die Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34 die Äquivalentlast P_En auf jeden Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage der Lasten P_Rn, P_Tn, die in zwei Richtungen für jeden Schlitten 120 berechnet werden, und der untenstehenden Formel (1), welche die Äquivalentlastberechnungsformel ist. $P_{En} = Kx \cdot P_{Rn} + Ky \cdot P_{Tn}$
In Formel (1) sind Kx und Ky Äquivalenzfaktoren, die für den Linearbewegungsführungsmechanismus 100 spezifisch sind.
Die Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit (eine Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit) 35 berechnet den statischen Sicherheitsfaktor (einen Beschädigungsschätzwert) jedes Schlittens 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage der Äquivalentlast P_En, die von der Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34 zu jedem Zeitpunkt t für jeden Schlitten 120 berechnet wird, und einer Sicherheitsfaktorberechnungsformel (einem Sicherheitsschätzelement). Konkret berechnet die Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 den statischen Sicherheitsfaktor F_Sn jedes Schlittens 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage der Äquivalentlast P_En auf jeden Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t und der untenstehenden Formel (2), welche die Sicherheitsfaktorberechnungsformel ist. $F_{Sn} = C_{0} / P_{En}$
In Formel (2) ist C₀ eine Tragzahl-Nennlast, die für den Linearbewegungsführungsmechanismus 100 spezifisch ist. Der gemäß Formel (2) berechnete statische Sicherheitsfaktor F_Sn verhält sich umgekehrt proportional zu der Äquivalentlast P_En. Das bedeutet, in Formel (2) nimmt der statische Sicherheitsfaktor F_Sn ab, wenn die Äquivalentlast P_En zunimmt. Ferner nimmt in Formel (2) der statische Sicherheitsfaktor F_Sn zu, wenn die Äquivalentlast P_En abnimmt.
Die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 extrahiert einen Punkt (im Folgenden auch als „Beschädigungs-Schätzpunkt“ bezeichnet), der anfällig für eine Beschädigung des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 ist, auf Grundlage des statischen Sicherheitsfaktors F_Sn jedes Schlittens 120, der zu jedem Zeitpunkt t von der Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 berechnet wird, und der Position (vgl. 3) jedes Schlittens 120 auf der Führungsschiene 110 zu jedem Zeitpunkt t. Das bedeutet, die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 extrahiert als Beschädigungs-Schätzpunkt einen Punkt mit einem niedrigen statischen Sicherheitsfaktor F_Sn auf der Führungsschiene 110.
Als nächstes wird ein konkretes Beispiel der Verarbeitung zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 durch die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 beschrieben. 6 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Verarbeitung der Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 durch die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36. 6 zeigt die Verarbeitung, die für einen beliebigen der vier Schlitten 120 (vgl. 5) durchgeführt wird. 6 zeigt auf der oberen Seite ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Zeit t (horizontale Achse), wenn das Bewegungsprogramm für den Roboter 10 ausgeführt wird, und der Äquivalentlast P_En (vertikale Achse) auf dem Schlitten 120 zu jeder Zeit t. Die Äquivalentlast P_En auf dem Schlitten 120 zu jeder Zeit t wird von der Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34 berechnet. 6 zeigt auf der unteren Seite ein Diagramm der Beziehung zwischen der Zeit t (horizontale Achse), zu der das Bewegungsprogramm für den Roboter 10 ausgeführt wird, und der Position (vertikale Achse) des Schlittens 120 auf der Führungsschiene 110 in z-Richtung. Die Position des Schlittens 120 kann zum Beispiel aus dem von der Robotersteuerungsvorrichtung 20 ausgeführten Bewegungsprogramm erfasst werden. Darüber hinaus gibt die durch die vertikale Achse (z) angegebene Position des Schlittens 120 eine Strecke an, um die sich der Schlitten 120 von einer Referenzposition (0) auf der Führungsschiene 110 bewegt hat. Die Zeitachse für die Zeit t ist zwischen dem oberen und dem unteren Diagramm in 6 koinzident.
Wie in dem oberen Diagramm in 6 dargestellt, ändert sich die Äquivalentlast P_En auf dem Schlitten 120 von Moment zu Moment gemäß der Position auf der Führungsschiene 110, wenn das Bewegungsprogramm ausgeführt wird. Die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 extrahiert auf Grundlage eines Referenzwerts P_EL der Äquivalentlast P_En eine Zeit t, zu der die Äquivalentlast P_En den Referenzwert P_EL oder mehr erreicht. Der Referenzwert P_EL der Äquivalentlast P_EL ist ein Schwellenwert, der auf Grundlage der Tragzahl-Nennlast C₀ berechnet wird. In einem Zeitraum, in dem die Äquivalentlast P_En den Referenzwert P_EL oder mehr beträgt, ist der statische Sicherheitsfaktor F_Sn niedrig. In einem solchen Zeitraum kann es daher leicht zu Schäden kommen. Hingegen ist in einem Zeitraum, in dem die Äquivalentlast P_En unter dem Referenzwert P_EL liegt, der statische Sicherheitsfaktor F_Sn hoch. Daher ist es in einem solchen Zeitraum weniger wahrscheinlich, dass eine Beschädigung verursacht wird. In dem oberen Diagramm in 6 sind drei Zeitspannen tz1 bis tz3 extrahiert, in denen die Äquivalentlast P_En den Referenzwert P_EL oder mehr beträgt.
Basierend auf den oben beschriebenen Zeitspannen tz1 bis tz3 und dem unteren Diagramm in 6 extrahiert die Extraktionseinheit 36 für die Beschädigungs-Schätzpunkte die Positionen (die Positionen auf der Führungsschiene 110 in z-Richtung) des Schlittens 120, die den Zeitspannen tz1 bis tz3 entsprechen, in denen die Äquivalentlast P_En dem Referenzwert P_EL oder mehr entspricht, als die Beschädigungs-Schätzpunkte. In dem in 6 dargestellten Beispiel werden zwei Punkte, an denen der Schlitten 120 am weitesten von der Referenzposition (0) entfernt ist, und ein Punkt, an dem der Schlitten 120 relativ nahe an der Referenzposition ist, als Beschädigungs-Schätzpunkte (wichtige Inspektionspunkte) extrahiert.
Darüber hinaus berechnet die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 als Schlittenpositionsempfehlungsdaten eine solche Position an der Führungsschiene 110, dass sich der extrahierte Beschädigungs-Schätzpunkt und das Gleitelement 130 nicht überlappen. In dem in 6 dargestellten Beispiel handelt es sich bei einer Position, die einem Bereich zA bis zB entspricht, um die Schlittenpositionsempfehlungsdaten. Zum Beispiel werden die Länge L1 eines Bereichs der Führungsschiene 110 in z-Richtung, der nicht mit dem extrahierten Beschädigungs-Schätzpunkt übereinstimmt, und die Länge L2 (die Länge in z-Richtung, wie in 3 gezeigt) des Gleitelements 130 miteinander verglichen. Wenn es einen Bereich gibt, in dem L1 ≥ L2 ist, können die Schlittenpositionsempfehlungsdaten derart berechnet werden, dass die Positionen der Anfangs- und Endpunkte eines solchen Bereichs von der Referenzposition aus ermittelt werden.
Die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 speichert in der Speichereinheit 38 (später beschrieben) Beschädigungs-Schätzpunktdaten bezüglich des extrahierten Beschädigungs-Schätzpunkts, Achsenpositionsdaten bezüglich der Position jeder Achse (aller Achsen einschließlich der Linearbewegungsachse) des Roboters 10 an dem extrahierten Beschädigungs-Schätzpunkt und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten, die die Position angeben, an der sich der extrahierte Beschädigungs-Schätzpunkt und das Gleitelement 130 nicht überlappen. Dann zeigt die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 auf der (später beschriebenen) Anzeigeeinheit 37 die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten auf Grundlage der Befehlseingabe eines Bedieners über die Robotersteuerungsvorrichtung 20 an (vgl. 1).
Die Anzeigeeinheit 37 ist eine Anzeigevorrichtung, die in der Lage ist, verschiedene Typen von Daten, Meldungen, Zahlen etc. anzuzeigen. Die Anzeigeeinheit 37 zeigt als Positionsinformationen die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten an. Die Speichereinheit 38 ist eine Speichervorrichtung, die verschiedene Typen von Programmen, Daten etc. speichert, die in der Datenerfassungseinheit 31, der Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32, der Lastberechnungseinheit 33, der Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34, der Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 und der Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36, wie oben beschrieben, ausgeführt werden. Die Speichereinheit 38 umfasst zum Beispiel einen Halbleiterspeicher und ein Festplattenlaufwerk.
Als nächstes wird ein konkretes Beispiel für die Verarbeitung der Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 in der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform beschrieben. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte der Verarbeitung eines Programms zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts zeigt, das in der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 ausgeführt wird. Die Verarbeitung des in 7 gezeigten Programms zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts wird synchron mit dem Bewegungsprogramm für den Roboter 10 ausgeführt.
In Schritt S101 aus 7 erfasst die Datenerfassungseinheit 31 den physikalischen Parameter (die Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung jeder Achse des Roboters 10), die sich auf die Bewegung jeder Achse des Roboters 10 und die auf den Roboter 10 wirkende externe Kraft zu jedem Zeitpunkt t beziehen, wenn das Bewegungsprogramm für den Roboter 10 ausgeführt wird (ein Datenerfassungsschritt).
In Schritt S102 berechnet die Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32 die externe Kraft und das Moment, die auf die Referenzposition S0 des Gleitelements 130 zu jedem Zeitpunkt t wirken, auf Grundlage der Position, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung jeder Achse des Roboters 10, die von der Datenerfassungseinheit 31 erfasst werden, der externen Kraft, die auf den Roboter 10 wirkt und von der Datenerfassungseinheit 31 erfasst wird, und dem geometrischen Parameter (ein Schritt zum Berechnen einer externen Kraft und eines Moments).
In Schritt S103 berechnet die Lastberechnungseinheit 33 die Last, die zu jedem Zeitpunkt t auf jeden Schlitten 120 wirkt, auf Grundlage der externen Kraft und dem Moment, die von der Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments 32 berechnet werden und auf die Referenzposition S0 und den Abstand L₁ bis L₄ (vgl. 5) wirken, aus der Referenzposition S₀ des Gleitelements 130 zu der Position S₁ bis S₄ des Schwerpunkts jedes Schlittens 120 wirken (ein Lastberechnungsschritt).
In Schritt S104 berechnet die Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34 die Äquivalentlast auf jedem Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage der von der Lastberechnungseinheit 33 berechneten und auf jeden Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t wirkenden Lasten P_Rn, P_Tn und der Äquivalentlastberechnungsformel (ein Äquivalentlast-Berechnungsschritt).
In Schritt S105 berechnet die Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 den statischen Sicherheitsfaktor jedes Schlittens 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage der Äquivalentlast P_En, die von der Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34 für jeden Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t berechnet wird, und der Sicherheitsfaktorberechnungsformel (ein Sicherheitsfaktor-Berechnungsschritt: ein Beschädigungsschätzwert-Berechnungsschritt).
In Schritt S106 extrahiert die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 den Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 auf Grundlage des statischen Sicherheitsfaktors F_Sn jedes Schlittens 120, der zu jedem Zeitpunkt t von der Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 berechnet wird, und der Position (vgl. 3) jedes Schlittens 120 auf der Führungsschiene 110 zu jedem Zeitpunkt t (ein Beschädigungsschätzpunkt-Extraktionsschritt). Nach dem Ende von Schritt S106 speichert die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 in der Speichereinheit 38 die Beschädigungs-Schätzpunktdaten bezüglich des extrahierten Beschädigungs-Schätzpunkts und die Achsenpositionsdaten bezüglich der Position jeder Achse des Roboters 10 an dem extrahierten Beschädigungs-Schätzpunkt, und die Verarbeitung des vorliegenden Ablaufdiagramms endet. Es wird angemerkt, dass nach dem Ende der Verarbeitung in Schritt S106 die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten auf der Anzeigeeinheit 37 angezeigt werden können, zum Beispiel auf Grundlage einer Anweisung des Bedieners.
Gemäß der eingangs beschriebenen Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform werden zum Beispiel die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzeugt. In der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform werden die Position und der Grad der Last, die auf den Linearbewegungsführungsmechanismus 100 wirkt, wenn sich die Position des Schwerpunkts aufgrund einer Änderung der Haltung des Roboters 10 ändert oder wenn sich die Last entsprechend dem Bewegungsmuster bei der Ausführung des Bewegungsprogramms für den Roboter 10 ändert, berechnet, und der Beschädigungs-Schätzpunkt wird unter Verwendung der Position und des Grads der Last extrahiert. Auf diese Weise kann der Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus 100, der in dem Roboter 10 bereitgestellt ist, oder des Linearbewegungsführungsmechanismus 100, der mit dem Roboter 10 kooperiert, genauer extrahiert werden.
Gemäß der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform kann der Punkt, der anfällig für Beschädigung ist, genauer extrahiert werden, und daher können die wichtigen Inspektionspunkte in dem Linearbewegungsführungsmechanismus 100 leicht eingegrenzt werden. Somit kann durch die Verwendung der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform die Anzahl der Schritte, die für die Inspektion des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 notwendig sind, verringert werden.
Gemäß der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform wird die Position, an der sich der extrahierte Beschädigungs-Schätzpunkt und das Gleitelement 130 nicht überschneiden, auf der Führungsschiene 110 als Schlittenpositionsempfehlungsdaten berechnet. So kann zum Beispiel am Ende des Bewegungsprogramms das Gleitelement 130 auf Grundlage der berechneten Schlittenpositionsempfehlungsdaten an die Position bewegt werden, an der sich das Gleitelement 130 nicht mit dem Beschädigungs-Schätzpunkt überschneidet. Folglich kann die Anzahl der Schritte, in denen das Gleitelement 130 bei der Inspektion in die Position bewegt wird, in der sich das Gleitelement 130 nicht mit dem Beschädigungs-Schätzpunkt überschneidet, verringert werden.
Gemäß der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform werden die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten, die von der Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 extrahiert oder berechnet wurden, auf der Anzeigeeinheit 37 angezeigt, und daher kann ein Bediener den wichtigen Inspektionspunkt auf der Führungsschiene 110 oder die Position des Gleitelements 130 auf den Führungsschienen 110 leicht und intuitiv erfassen.
Gemäß der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform kann eine Änderung der Position des Schwerpunkts aufgrund einer Änderung der Haltung des Roboters 10 oder einer Änderung der Last gemäß dem Bewegungsmuster mit dem Punkt übereinstimmen, der anfällig für Schäden in dem Linearbewegungsführungsmechanismus 100 ist, und daher können die Position und die Bewegung des Roboters 10, die leicht Schäden verursachen, wenn das Bewegungsprogramm ausgeführt wird, extrahiert werden. Wenn also ein neues Bewegungsprogramm erstellt oder ein Versuch unternommen wird, ein Robotersystem zu bauen, können Haltungs- und Bewegungseinstellungen, die leicht Schäden verursachen, vermieden werden, und daher können Schäden am Linearbewegungsführungsmechanismus 100 vorab verringert werden.
(Zweite Ausführungsform)
In der zweiten Ausführungsform sind in den Figuren nur Konfigurationsunterschiede zur ersten Ausführungsform gezeigt. Darüber hinaus werden in der Beschreibung und in den Figuren der zweiten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform verwendet, um Elemente etc. darzustellen, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, und eine überschneidende Beschreibung entfällt. 8 ist ein vollständiges Konfigurationsdiagramm des Robotersystems 1A der zweiten Ausführungsform. 9 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Beziehung zwischen einer auf einen Schlitten 120 wirkenden Last P und der Lebensdauer E des Schlittens 120.
Das in 8 gezeigte Robotersystem 1A unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform durch die Konfiguration einer Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30A. Insbesondere weist die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30A der zweiten Ausführungsform eine Schlittenlebensdauer-Berechnungseinheit 39 anstelle der Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit 35 der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform auf, und weist eine Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A anstelle der Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform auf.
Die Schlittenlebensdauer-Berechnungseinheit (eine Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit) 39 berechnet die Lebensdauer (einen Beschädigungsschätzwert) jedes Schlittens 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage einer Äquivalentlast P_En, die für jeden Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t von einer Äquivalentlast-Berechnungseinheit 34 berechnet wird, einer grundlegenden dynamischen Nennlast (ein Sicherheitsschätzelement) C, die für einen Linearbewegungsführungsmechanismus 100 spezifisch ist, und einer Schlittenlebensdauer-Berechnungsformel (einem Sicherheitsschätzelement).
Die für den Linearbewegungsführungsmechanismus 100 spezifische dynamische Nennlast C gibt eine solche Belastung mit konstantem Grad in einer konstanten Richtung an, dass dann, wenn eine Gruppe derselben Linearbewegungsführungsmechanismen 100 unter denselben Bedingungen einzeln betrieben wird, 90 % dieser Linearbewegungsführungsmechanismen 100 keine Materialschäden aufgrund von Rollermüdung aufweisen und sich um eine voreingestellte Strecke E_D bewegen können. Die voreingestellte Strecke E_D beträgt zum Beispiel 50 km, wenn als Rollkörper 140 eine Kugel verwendet wird (vgl. 4), und 100 km, wenn als Rollkörper 140 eine Rolle als verwendet wird.
Die in 9 gezeigte Lebensdauer-Kurve gibt eine Korrelation zwischen der auf den Schlitten 120 wirkenden Last P und der Lebensdauer E an. Wie in 9 gezeigt, kann die dynamische Nennlast C ab einer Position auf der Lebensdauer-Kurve angegeben werden, die der Strecke E_D (z.B. 50 km) entspricht. Es wird angemerkt, dass die Lebensdauer E des Schlittens 120 durch eine Gesamtbewegungsstrecke (km) angegeben wird, die solchermaßen ist, dass dann, wenn eine Gruppe derselben Linearführungsmechanismen 100 einzeln unter denselben Bedingungen betrieben wird, 90 % dieser Linearführungsmechanismen 100 sich ohne Abblättern (Ablösung von schuppenartigen Spänen von einer Metalloberfläche) bewegen können.
Als Schlittenlebensdauer-Berechnungsformel kann zum Beispiel Formel (3) oder Formel (4) verwendet werden. $E_{B} = {(α \times C / P_{En})}^{3} \times 50$
$E_{R} = {(α \times C / P_{En})}^{10 / 3} \times 50$
In Formel (3) ist E_B die Lebensdauer des Schlittens, wenn die Kugel als Rollkörper 140 verwendet wird. In Formel (4) ist E_R die Lebensdauer des Schlittens, wenn die Rolle als Rollkörper 140 verwendet wird. In den Formeln (3) und (4) ist α ein Faktor, der die Bedingungen für den Einsatz des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 berücksichtigt.
Die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A extrahiert einen Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 auf Grundlage der Lebensdauer E (E_B oder E_R) des Schlittens, die zu jedem Zeitpunkt t von der Schlittenlebensdauer-Berechnungseinheit 39 berechnet wird, und der Position (vgl. 3) jedes Schlittens 120 auf einer Führungsschiene 110 zu jedem Zeitpunkt t. 10 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Verarbeitung der Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 durch die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A. 10 zeigt die Verarbeitung, die für einen beliebigen von vier Schlitten 120 (vgl. 5) durchgeführt wird. 10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Position (der horizontalen Achse) des Schlittens 120 auf der Führungsschiene 110 in z-Richtung und der Lebensdauer E des Schlittens 120 zeigt. Die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A extrahiert auf Grundlage eines Lebensdauer-Referenzwerts Es eine Position (eine Position auf der Führungsschiene 110 in z-Richtung), bei der die Lebensdauer E des Schlittens 120 geringer ist als der Referenzwert Es. In dem in 10 dargestellten Beispiel wird ein Bereich z1 bis z2 auf der Führungsschiene 110 als Beschädigungsschätzpunkt (ein wichtiger Inspektionspunkt) extrahiert.
Die Position, an der die Lebensdauer E des Schlittens 120 kleiner als der Referenzwert Es ist, wird als eine Position angenommen, an der die Lebensdauer kurz ist und es leicht zur Verursachung von Schäden kommen kann. Daher extrahiert die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A der zweiten Ausführungsform die Position, an der die Lebensdauer E des Schlittens 120 geringer ist als der Referenzwert Es, so dass der Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus 100, der in einem Roboter 10 bereitgestellt ist, oder des Linearbewegungsführungsmechanismus 100, der mit dem Roboter 10 zusammenarbeitet, genauer extrahiert werden können.
Als nächstes wird ein konkretes Beispiel für die Verarbeitung der Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 in der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30A der zweiten Ausführungsform beschrieben. 11 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte der Verarbeitung eines Programms zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts zeigt, das in der Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30A ausgeführt wird. Die Verarbeitung des in 11 gezeigten Programms zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts wird synchron mit einem Bewegungsprogramm für den Roboter 10 ausgeführt. Es wird angemerkt, dass sich das in 11 gezeigte Programm zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts von dem Programm zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts der ersten Ausführungsform unterscheidet. In dem in 11 gezeigten Ablaufdiagramm ist die Verarbeitung in den Schritten S201 bis S204 jedoch im Wesentlichen die gleiche wie die Verarbeitung in den Schritten S101 bis S104 des Ablaufdiagramms, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist (vgl. 7), und daher entfällt eine Beschreibung desselben.
In dem in 11 gezeigten Schritt S205 berechnet die Schlittenlebensdauer-Berechnungseinheit 39 die Lebensdauer E jedes Schlittens 120 zu jedem Zeitpunkt t auf Grundlage der Äquivalentlast P_En, die für jeden Schlitten 120 zu jedem Zeitpunkt t von der Einheit 34 zum Berechnen der Äquivalentlast berechnet wird, der dynamischen Nennlast C, die nur für den Linearbewegungsführungsmechanismus 100 gilt, und der Formel zum Berechnen der Lebensdauer der Schlitten (ein Schritt zum Berechnen der Lebensdauer der Schlitten: ein Beschädigungsschätzwert-Berechnungsschritt).
In dem in 11 gezeigten Schritt S206 extrahiert die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A den Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus 100 auf Grundlage der Lebensdauer E jedes Schlittens 120, die zu jedem Zeitpunkt t von der Schlittenlebensdauer-Berechnungseinheit 39 berechnet wird, und der Position (vgl. 3) jedes Schlittens 120 auf der Führungsschiene 110 zu jedem Zeitpunkt t (ein Beschädigungsschätzpunkt-Extraktionsschritt). Nach dem Ende von Schritt S206 speichert die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36A in einer Speichereinheit 38 Beschädigungs-Schätzpunktdaten bezüglich des extrahierten Beschädigungs-Schätzpunkts und Achsenpositionsdaten bezüglich der Position jeder Achse des Roboters 10 an dem extrahierten Beschädigungs-Schätzpunkt, und die Verarbeitung des vorliegenden Ablaufdiagramms endet. Es wird angemerkt, dass nach dem Ende der Verarbeitung in Schritt S206 die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten auf einer Anzeigeeinheit 37 angezeigt werden können, zum Beispiel basierend auf einer Anweisung eines Bedieners.
(Modifizierungen)
In der Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten, die von der Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 (oder 36A) extrahiert oder berechnet werden, auf der Anzeigeeinheit 37 angezeigt werden, jedoch können auch nur die von dem Bediener angegebenen Daten auf der Anzeigeeinheit 37 angezeigt werden. Alternativ können die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten an die Robotersteuerungsvorrichtung 20 gesendet und auf der Anzeigeeinheit 23 der Robotersteuerungsvorrichtung 20 angezeigt werden. In der Ausführungsform ist die Positionsinformationsausgabeeinheit, die als die Positionsinformationen die Beschädigungs-Schätzpunktdaten, die Achsenpositionsdaten und die Schlittenpositionsempfehlungsdaten ausgibt, nicht auf die Anzeigeeinheit 37 beschränkt, die die Anzeigevorrichtung ist, und kann zum Beispiel eine Druckvorrichtung, eine Projektor-Vorrichtung oder eine Audioausgabevorrichtung sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, bei dem die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 (oder 30A) mit der Robotersteuerungsvorrichtung 20 verbunden ist, aber die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung 30 (oder 30A) kann auch mit der Simulationsvorrichtung verbunden sein, die nicht mit dem Roboter 10 verbunden ist. Bei dieser Konfiguration können die Beschädigungs-Schätzpunktdaten und die Achsenpositionsdaten, die von der Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts 36 (oder 36A) extrahiert oder berechnet werden, verwendet werden, wenn die Simulationsvorrichtung eine Änderung der Position des Schwerpunkts aufgrund einer Änderung der Haltung des Roboters 10 oder einer Änderung der Last gemäß dem Bewegungsmuster simuliert.
Bezugszeichenliste

1, 1A: Robotersystem
10: Roboter
11: Arm
12: Werkzeug
20: Robotersteuerungsvorrichtung
21: Steuerungseinheit
22: Bedieneingabeeinheit
23: Anzeigeeinheit
24: Speichereinheit
30, 30A: Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung
31: Datenerfassungseinheit
32: eine Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments
33: Lastberechnungseinheit
34: Äquivalentlast-Berechnungseinheit
35: Sicherheitsfaktor-Berechnungseinheit (Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit)
36, 36A: Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts,
37: Anzeigeeinheit (Einheit zum Ausgeben von Positionsinformationen)
39: Schlittenlebensdauer-Berechnungseinheit (Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit),
100: Linearbewegungsführungsmechanismus
110: Führungsschiene
120: Schlitten
130: Gleitelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201213469 [0004]

Claims

Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung zum Schätzen eines Beschädigungspunktes eines Linearbewegungsführungsmechanismus für einen Roboter, wobei der Linearbewegungsführungsmechanismus einen oder mehrere Schlitten, die linear bewegbar an einer Führungsschiene bereitgestellt sind, sowie ein an dem Schlitten bereitgestelltes Gleitelement aufweist, wobei die Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung aufweist: eine Datenerfassungseinheit, die einen sich auf Bewegung jeder Achse des Roboters beziehenden physikalischen Parameter, und eine auf den Roboter wirkende externe Kraft, jedes Mal erfasst, wenn ein Bewegungsprogramm für den Roboter ausgeführt wird; eine Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments, die eine externe Kraft und ein Moment, die zu jedem Zeitpunkt auf eine Referenzposition des Gleitelements wirken, auf Grundlage des physikalischen Parameters, der sich auf die Bewegung jeder Achse des Roboters bezieht und von der Datenerfassungseinheit erfasst wird, der externen Kraft, die auf den Roboter wirkt und von der Datenerfassungseinheit erfasst wird, und eines geometrischen Parameters berechnet; eine Lastberechnungseinheit, die eine Last, die zu dem jeden Zeitpunkt auf den Schlitten wirkt, auf Grundlage der externen Kraft und des Moments, die von der Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments berechnet werden und auf die Referenzposition wirken, und eine Strecke von der Referenzposition des Gleitelements zu einer Position eines Schwerpunkts des Schlittens berechnet; eine Äquivalentlast-Berechnungseinheit, die eine Äquivalentlast auf den Schlitten zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der von der Lastberechnungseinheit berechneten und zu jedem Zeitpunkt auf den Schlitten wirkenden Last und einer Äquivalentlastberechnungsformel berechnet; eine Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit, die einen Beschädigungsschätzwert des Schlittens zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der Äquivalentlast, die zu jedem Zeitpunkt durch die Äquivalentlast-Berechnungseinheit berechnet wird, und eines Sicherheitsschätzelements berechnet; und eine Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts, die auf Grundlage des Beschädigungsschätzwerts des Schlittens, der zu jedem Zeitpunkt durch die Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, und einer Position des Schlittens auf der Führungsschiene zu dem jeden Zeitpunkt einen Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus extrahiert.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit als den Beschädigungsschätzwert einen statischen Sicherheitsfaktor des Schlittens zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der Äquivalentlast, die durch die Äquivalentlast-Berechnungseinheit zu jedem Zeitpunkt auf dem Schlitten berechnet wird, und einer Sicherheitsfaktor-Berechnungsformel berechnet, die das Sicherheitsschätzelement ist, und die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts den Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus auf Grundlage des statischen Sicherheitsfaktors des Schlittens, der zu jedem Zeitpunkt durch die Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, und der Position des Schlittens auf der Führungsschiene zu jedem Zeitpunkt extrahiert.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit eine Lebensdauer des Schlittens zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der Äquivalentlast, die zu jedem Zeitpunkt durch die Äquivalentlast-Berechnungseinheit auf dem Schlitten berechnet wird, einer grundlegenden dynamischen Nennlast, die das Sicherheitsschätzelement ist, das für den Linearbewegungsführungsmechanismus spezifisch ist, und einer Lebensdauer-Berechnungsformel des Schlittens, die das Sicherheitsschätzelement ist, als den Beschädigungsschätzwert berechnet, und die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts den Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus auf Grundlage der Lebensdauer des Schlittens, die zu jedem Zeitpunkt durch die Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, und der Position des Schlittens auf der Führungsschiene zu jedem Zeitpunkt extrahiert.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts eine Position auf der Führungsschiene berechnet, die derart ist, dass der Beschädigungs-Schätzpunkt und das Gleitelement sich nicht gegenseitig überlappen.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach Anspruch 4, ferner aufweisend: eine Positionsinformationsausgabeeinheit, die als Positionsinformationen zumindest eine ausgewählt aus dem Beschädigungs-Schätzpunkt, einer Position der jeden Achse des Roboters an dem Beschädigungs-Schätzpunkt, oder der Position, an der der Beschädigungs-Schätzpunkt und das Gleitelement sich nicht gegenseitig überlappen, ausgibt.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Datenerfassungseinheit als den physikalischen Parameter, der sich auf die Bewegung der jeden Achse des Roboters bezieht, eine Position, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung der jeden Achse des Roboters erfasst.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einheit zum Berechnen der externen Kraft und des Moments, die zu jedem Zeitpunkt auf die Referenzposition des Gleitelements wirken, eine externe Kraft in jeder Richtung von drei Koordinatenachsen, die an der Referenzposition des Gleitelements senkrecht zueinander stehen, und ein Moment um jede der Koordinatenachsen berechnet.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lastberechnungseinheit als die auf den Schlitten wirkende Last eine Last P_Rn in einer Höhenrichtung des Schlittens senkrecht zu einer Längsrichtung der Führungsschiene und eine Last P_Tn in einer Breitenrichtung des Schlittens berechnet.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Äquivalentlastberechnungsformel, die zum Berechnen der Äquivalentlast auf den Schlitten zu dem jeden Zeitpunkt durch die Äquivalentlast-Berechnungseinheit verwendet wird, eine Äquivalentlast P_En = Kx·P_Rn + Ky·P_Tn, ist, wobei Kx und Ky Äquivalenzfaktoren sind, die für den Linearbewegungsführungsmechanismus spezifisch sind.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Sicherheitsfaktorberechnungsformel, die zum Berechnen des statischen Sicherheitsfaktors des Schlittens zu jedem Zeitpunkt durch die Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit verwendet wird, ein statischer Sicherheitsfaktor F_Sn = C₀ /P_En ist wobei C₀ eine Tragzahl-Nennlast ist, die für den Linearbewegungsführungsmechanismus spezifisch ist.
Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Einheit zur Extraktion eines Beschädigungs-Schätzpunkts einen Zeitraum extrahiert, in dem die Äquivalentlast P_En, die zu dem jeden Zeitpunkt von der Äquivalentlast-Berechnungseinheit auf den Schlitten berechnet wird, kleiner ist als ein Referenzwert, der auf Grundlage des statischen Sicherheitsfaktors F_Sn berechnet wird, der von der Beschädigungsschätzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, und als Beschädigungs-Schätzpunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus eine Position des Schlittens extrahiert, die dem extrahierten Zeitraum entspricht.
Beschädigungspunkt-Schätzverfahren zum Schätzen eines Beschädigungs-Schätzpunkts eines Linearbewegungsführungsmechanismus, der in einem Roboter bereitgestellt ist, oder eines mit einem Roboter kooperierenden Linearbewegungsführungsmechanismus, ein Verfahren zur Verwendung einer Beschädigungspunkt-Schätzvorrichtung, die einen Beschädigungspunkt des Linearbewegungsführungsmechanismus für den Roboter schätzt, und wobei der Linearbewegungsführungsmechanismus einen oder mehrere Schlitten, die linear bewegbar auf einer Führungsschiene bereitgestellt sind, und ein Gleitelement aufweist, das an dem Schlitten bereitgestellt ist, aufweisend: einen Datenerfassungsschritt zum Erfassen eines sich auf Bewegung jeder Achse des Roboters beziehenden physikalischen Parameters und einer externen Kraft, die auf den Roboter wirkt, zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Bewegungsprogramm für den Roboter ausgeführt wird; einen Schritt zum Berechnen einer externen Kraft und eines Moments, die zu dem jeden Zeitpunkt auf eine Referenzposition des Gleitelements wirken, auf Grundlage des physikalischen Parameters, der sich auf die Bewegung jeder Achse des Roboters bezieht und in dem Datenerfassungsschritt erfasst wird, der externen Kraft, die auf den Roboter wirkt und in dem Datenerfassungsschritt erfasst wird, und eines geometrischen Parameters; einen Lastberechnungsschritt zum Berechnen einer Last, die zu dem jeden Zeitpunkt auf den Schlitten wirkt, auf Grundlage der externen Kraft und des Moments, die in dem Schritt zum Berechnen einer externen Kraft und eines Moments berechnet werden und auf die Referenzposition wirken, und eines Abstands von der Referenzposition des Gleitelements zu einer Position eines Schwerpunkts des Schlittens; einen Äquivalentlast-Berechnungsschritt zum Berechnen einer Äquivalentlast auf den Schlitten zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der in dem Lastberechnungsschritt berechneten und zu jedem Zeitpunkt auf den Schlitten wirkenden Last und einer Äquivalentlastberechnungsformel; einen Beschädigungsschätzwert-Berechnungsschritt zum Berechnen eines Beschädigungsschätzwerts des Schlittens zu dem jedem Zeitpunkt auf Grundlage der Äquivalentlast, die zu jedem Zeitpunkt in dem Äquivalentlast-Berechnungsschritt auf dem Schlitten berechnet wird, und eines Sicherheitsschätzelements; und einen Beschädigungsschätzpunkt-Extraktionsschritt, zum Extrahieren des Beschädigungs-Schätzpunkts des Linearbewegungsführungsmechanismus auf Grundlage des Beschädigungsschätzwerts des Schlittens, der zu dem jeden Zeitpunkt in dem Beschädigungsschätzwert-Berechnungsschritt berechnet wird, und einer Position des Schlittens auf der Führungsschiene zu dem jeden Zeitpunkt.