ES2828323T3 - Dispositivo de diagnóstico de fallos y método de diagnóstico de fallos - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de diagnóstico de fallos (3) aplicable a un dispositivo mecánico provisto de un motor (6) como fuente para impulsar un eje de movimiento, y configurado para adquirir una posición de movimiento del eje de movimiento y un valor de par de perturbación aplicado al eje de movimiento cada período predeterminado, y para diagnosticar que se está produciendo un fallo, caracterizado por: una unidad de selección de par de perturbación (16) configurada para calcular un cambio desde un valor de referencia de cada uno de los valores de par de perturbación adquiridos, y para acumular los valores de par de perturbación, excepto cada valor de par de perturbación que tiene el cambio desde el valor de referencia igual o mayor que un umbral predeterminado; y una unidad de diagnóstico de fallos (18) configurada para diagnosticar que se está produciendo un fallo del dispositivo mecánico cuando al menos uno de un valor promedio, un valor de varianza y un valor medio de los valores de par de perturbación recientes acumulados por la unidad de selección de par de perturbación (16) es mayor que un umbral de determinación de fallos, en donde la unidad de selección de par de perturbación (16) define un valor promedio de los valores de par de perturbación recientes como valor de referencia y calcula una tasa de cambio con respecto al valor de referencia como el cambio desde el valor de referencia, de acuerdo con la siguiente fórmula: tasa de cambio con respecto al valor de referencia = (valor de par de perturbación - valor de referencia) / valor de referencia.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de diagnóstico de fallos y método de diagnóstico de fallos

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo de diagnóstico de fallos aplicable a un dispositivo mecánico provisto de un motor como fuente para impulsar un eje de movimiento y a un método del mismo.

Antecedentes de la técnica

La literatura de patentes 1 y 2 se ha divulgado como un método convencional de diagnóstico de anomalías aplicable a un robot industrial articulado y a una máquina de moldeo por inyección, respectivamente. En el método de diagnóstico de fallos divulgado en la literatura de patentes 1, se detecta una posición en movimiento de un eje de articulación de un robot y un par de perturbación aplicado al eje de articulación cada período predeterminado mientras el robot está en funcionamiento, y se obtiene un valor promedio del par de perturbación para cada posición de movimiento detectada. Después, el valor promedio se compara con un umbral establecido y se diagnostica que el robot tiene una anomalía o un fallo cuando el valor promedio sobrepasa el umbral establecido. Tal y como se ha descrito anteriormente, la técnica convencional ha sido diseñada para diagnosticar un fallo en función de la determinación de si el par de perturbación sobrepasa o no el umbral establecido determinado. De este modo, una anomalía en el sistema de impulsión de un robot solía detectarse independientemente de la postura de movimiento del robot o del peso de una pieza de trabajo o similar que se debe sujetar con una mano de robot.

Lista de citas

LITERATURA DE PATENTES

Literatura de patente 1: publicación de solicitud de patente japonesa n.° H 9-174482.

Literatura de patente 2: documento de patente EP 1072388 A2.

Sumario de la invención

Sin embargo, en caso de parada de emergencia de una instalación, la mano del robot se detiene repentinamente durante su funcionamiento y se aplica una carga abrupta a su eje de movimiento. Como consecuencia, un valor del par de perturbación cambia significativamente y provoca un valor anómalo único. La operación continuada del diagnóstico de fallos mediante el uso de un determinado umbral establecido sin eliminar los efectos de valores anómalos únicos puede conducir a la aparición frecuente de diagnósticos anómalos a pesar de ser normales en realidad, provocando de este modo un problema de deterioro en la precisión del diagnóstico de fallos.

Mientras tanto, un método de cooperación con un sistema de gestión de la producción puede pensarse como un método para adquirir información sobre paradas de emergencia en una instalación. Sin embargo, la construcción del sistema de gestión de la producción provoca otro problema relativo a la generación de grandes cantidades de inversiones y costes de mantenimiento.

La presente invención se ha realizado en vista de los problemas mencionados anteriormente, y un objetivo de la misma es proporcionar un dispositivo de diagnóstico de fallos y un método del mismo, que puedan mejorar la precisión del diagnóstico de fallos eliminando los efectos de valores anómalos puntuales y de diagnosticar un fallo con una configuración de sistema de bajo coste.

Para resolver el problema mencionado anteriormente, en un dispositivo de diagnóstico de fallos y un método del mismo de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1 y 3, se calcula un cambio desde un valor de referencia de cada uno de los valores de par de perturbación adquiridos, y los valores de par de perturbación se acumulan mientras se excluye cada valor de par de perturbación que tiene el cambio del valor de referencia igual o mayor que un umbral predeterminado, en donde un valor promedio de los valores de par de perturbación recientes se define como el valor de referencia y una tasa de cambio con respecto al valor de referencia se calcula como el cambio desde el valor de referencia de acuerdo con la siguiente fórmula: tasa de cambio con respecto al valor de referencia = (valor de par de perturbación - valor de referencia) / valor de referencia.

Breve descripción de los dibujos

[Fig. 1] La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra una configuración general de un sistema de diagnóstico de fallos de acuerdo con una realización de la presente invención.

[Fig.2] La figura 2 es un diagrama de bloques para explicar los procedimientos para obtener el par de perturbación.

[Fig. 3] La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra los procedimientos de procesamiento de selección de par de perturbación mediante un dispositivo de diagnóstico de fallos de acuerdo con la realización de la presente invención.

[Fig. 4] La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra los procedimientos de procesamiento de diagnóstico de fallos por parte del dispositivo de diagnóstico de fallos de acuerdo con la realización de la presente invención.

Descripción de las realizaciones

A continuación, se describirá una realización que aplica la presente invención con referencia a los dibujos. En la descripción de los dibujos, los componentes iguales se indican con los mismos signos de referencia y se omiten sus explicaciones.

[Configuración del sistema de diagnóstico de fallos]

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra una configuración de un sistema de diagnóstico de fallos que incluye un dispositivo de diagnóstico de fallos de acuerdo con esta realización. Tal y como se muestra en la figura 1, un sistema de diagnóstico de fallos 100 de esta realización está formado por un robot 1, un dispositivo de control de robot 2 y un dispositivo de diagnóstico de fallos 3. Como ejemplo de dispositivo mecánico, el robot 1 es un robot de tipo de enseñanza-reproducción de máquina de múltiples ejes y también de tipo articulado. Sin embargo, el robot 1 puede ser una máquina de un solo eje en lugar de ser una máquina de varios ejes.

Aunque el robot 1 incluye varios sistemas de impulsión de motor que sirven como ejes de articulación que son ejes de movimiento, la figura 1 ilustra un sistema de accionamiento de motor solo para un eje. Un brazo de robot 5 es impulsado por un servomotor (en lo sucesivo denominado simplemente motor) 6 a través de un desacelerador 8. Un codificador de pulsos (un generador de pulsos o un codificador) 7 que es un detector para una posición de ángulo de rotación y una velocidad está unido al motor 6.

El dispositivo de control de robot 2 incluye una unidad de control de operación integrada 9, una unidad de comunicación 10, una unidad de servocontrol 11 y una unidad de servoamplificador 14. La unidad de servocontrol 11 incluye una unidad de cálculo de par de perturbación 12 y una unidad de adquisición de datos de estado 13, e impulsa el motor 6 a través de la unidad de servoamplificador 14 al recibir una instrucción de la unidad de control integrada de operación central 9. El codificador de pulsos 7 acoplado al motor 6 forma un bucle de retroalimentación junto con la unidad de servocontrol 11 para controlar el procesamiento de la posición del ángulo de rotación y la velocidad del motor 6.

Además de la unidad de cálculo de par de perturbación 12 y la unidad de adquisición de datos de estado 13, la unidad de servocontrol 11 incluye un procesador que realiza el procesamiento para controlar la posición del ángulo de rotación, la velocidad y una corriente del motor 6, una ROM que almacena un programa de control y una unidad de almacenamiento no volátil que almacena valores establecidos y varios parámetros. Además, la unidad de servocontrol 11 incluye una RAM que almacena temporalmente datos durante el proceso de cálculo, un registro para detectar una posición absoluta del ángulo de rotación del motor 6 contando los pulsos de retroalimentación de posición del codificador de pulsos 7, y similares.

A propósito, el robot 1 incluye múltiples articulaciones y por lo tanto requiere tantos sistemas de impulsión de motor como se ilustra en la figura 1 como número de articulaciones. No obstante, la figura 1 ilustra el sistema de impulsión del motor solo para un eje y se omite la ilustración del resto de los sistemas de impulsión del motor. Mientras tanto, se puede interponer un tren de engranajes de cambio de velocidad entre el motor 6 y el desacelerador 8 en la figura 1, según sea apropiado.

La unidad de control integrada de operación 9 tiene una clasificación más alta que la unidad de servocontrol 11 y gobierna el control directo de las operaciones del robot 1. La unidad de comunicación 10 transfiere los datos necesarios hacia y desde una unidad de comunicación 15 en el dispositivo de diagnóstico de fallos 3 que se describirá más adelante a través de una LAN, por ejemplo. Entre tanto, la unidad de adquisición de datos de estado 13 tiene una función para recopilar regularmente varios tipos de datos relacionados con los estados de funcionamiento de los respectivos ejes de articulación del robot 1. Los datos recopilados incluyen datos que indican un período de recopilación. La unidad de cálculo de par de perturbación 12 tiene una función para calcular un valor de par de perturbación en función de los datos adquiridos por la unidad de adquisición de datos de estado 13. Dado que la unidad de servocontrol 11 está diseñada para incluir la unidad de cálculo de par de perturbación 12 y la unidad de adquisición de datos de estado 13, el valor de par de perturbación obtenido mediante el cálculo de la unidad 12 de cálculo de par de perturbación se envía al dispositivo de diagnóstico de fallos 3 a través de la unidad de comunicación 10. De acuerdo con esta configuración, la unidad de servocontrol 11 adopta la forma de un servosoftware.

El dispositivo de diagnóstico de fallos 3 incluye la unidad de comunicación 15, una unidad de selección de par de perturbación 16, una base de datos de par de perturbación 17, una unidad de diagnóstico de averías 18 y una base de datos de registro de mantenimiento 19. Aquí, el dispositivo de diagnóstico de fallos 3 está formado por un circuito electrónico de uso general que incluye un microordenador, un microprocesador y una CPU, así como por un dispositivo periférico como una memoria. En consecuencia, el dispositivo de diagnóstico de averías 3 funciona como unidad de comunicación 15, la unidad de selección de par de perturbación 16 y la unidad de diagnóstico de fallos 18 mediante la ejecución de programas específicos.

La unidad de comunicación 15 tiene una función para transferir los datos necesarios hacia y desde la unidad de comunicación 10 anteriormente mencionada en el dispositivo de control del robot 2 a través de la LAN, por ejemplo.

La unidad de selección de par de perturbación 16 tiene una función para seleccionar un valor que se registrará a partir de los valores de par de perturbación recopilados dependiendo del estado operativo del robot 1. En particular, la unidad de selección de par de perturbación 16 calcula un cambio desde un valor de referencia de cada uno de los valores de par de perturbación adquiridos y acumula los valores de par de perturbación excepto cada valor de par de perturbación que tiene el cambio del valor de referencia igual o mayor que un umbral predeterminado. Por ejemplo, la unidad de selección de par de perturbación 16 puede eliminar tal valor de par de perturbación que tiene el cambio del valor de referencia igual o mayor que el umbral predeterminado, o reemplazar este valor con el valor de referencia.

Aquí, la unidad de selección de par de perturbación 16 calcula una tasa de cambio con respecto al valor de referencia como el cambio del valor de referencia. Específicamente, la tasa de cambio se puede obtener mediante la siguiente fórmula:

Tasa de cambio con respecto al valor de referencia = (valor de par de perturbación - valor de referencia) / valor de referencia.

Sin embargo, el cambio del valor de referencia puede derivarse no solo de la tasa de cambio con respecto al valor de referencia, sino también del cálculo de una diferencia entre el valor del par de perturbación y el valor de referencia. Además, se puede calcular otro valor numérico más cuando ese valor numérico representa el cambio del valor de referencia.

Entre tanto, aunque la unidad de selección de par de perturbación 16 utiliza un valor promedio de los valores de par de perturbación recientes como valor de referencia, la unidad de selección de par de perturbación 16 también puede usar un valor medio o un valor de variación en lugar del valor promedio. Adicionalmente, el umbral a comparar con el cambio del valor de referencia es un umbral para determinar valores anómalos únicos. En consecuencia, el umbral puede establecerse en un valor tal que pueda excluir de manera fiable cada valor anómalo único por referencia a valores anómalos únicos que ocurrieron en el pasado.

La base de datos de par de perturbación 17 tiene una función para almacenar secuencialmente los valores de par de perturbación seleccionados por la unidad de selección de par de perturbación 16. Como consecuencia, la base de datos de par de perturbación 17 acumula valores de par de perturbación anteriores.

La unidad de diagnóstico de fallos 18 tiene una función para ejecutar un diagnóstico de fallos del robot 1 en función de los valores de par de perturbación acumulados por la unidad de selección de par de perturbación 16. La unidad de diagnóstico de fallos 18 está equipada con una función de memoria. Por ende, la unidad de diagnóstico de fallos 18 almacena temporalmente los datos adquiridos accediendo a la base de datos de par de perturbación 17 y la base de datos de registro de mantenimiento 19, respectivamente, y ejecuta el diagnóstico de fallos en función de esos datos. En particular, la unidad de diagnóstico de fallos 18 adquiere una posición móvil de cada eje de movimiento y un valor de par de perturbación aplicado a cada eje de movimiento en cada posición de movimiento cada período predeterminado, y diagnostica que está ocurriendo un fallo si el valor de par de perturbación adquirido es mayor que un umbral de determinación de fallos.

La base de datos de registros de mantenimiento 19 tiene una función para almacenar registros de mantenimiento en los respectivos ejes de articulación cuando se realiza el mantenimiento en el robot 1. Como consecuencia, la base de datos de registros de mantenimiento 19 acumula datos de registros de mantenimiento anteriores.

Aquí, en la presente realización, se detecta el par de perturbación (par de carga de perturbación) aplicado al motor 6 que acciona cada eje de articulación del robot 1 y se diagnostica una anomalía del sistema de accionamiento del motor correspondiente como fallo del robot en función de este valor de par de perturbación. Los procedimientos para obtener el par de perturbación son los siguientes.

Tal y como se muestra en un diagrama de bloques en la figura 2, se obtiene una tasa de aceleración diferenciando las velocidades reales Vr del motor 6 derivadas de las señales de retroalimentación de velocidad del codificador de pulsos 7, y luego el par de aceleración Ta se obtiene multiplicando la tasa de aceleración por toda la inercia J que se aplicará al motor 6. A continuación, el par de aceleración obtenido Ta se resta de un comando de par Tc al motor 6 obtenido mediante el procesamiento del bucle de velocidad por la unidad de servocontrol 11, y un momento M se resta adicionalmente del mismo para obtener el par de perturbación Tb. Después de esto, los componentes irregulares de la perturbación se eliminan mediante la realización de un procesamiento de filtrado dado, y de este modo se obtiene el par de perturbación TG. La unidad de servocontrol 11 ejecuta el procesamiento descrito anteriormente cada período predeterminado de muestreo, obteniendo de ese modo el par de perturbación TG.

Ya más en detalle, la unidad de servocontrol 11 incluye un registro, y el registro obtiene una posición absoluta del motor 6 contando los pulsos de retroalimentación de posición del codificador de pulsos 7 cada período predeterminado de muestreo. En consecuencia, la unidad de servocontrol 11 detecta la posición absoluta del motor 6 del registro, y obtiene la posición del ángulo de rotación (la posición móvil) del eje de articulación accionado por el motor 6 desde la posición absoluta del motor 6. Además, la unidad de servocontrol 11 obtiene el par de perturbación TG realizando el procesamiento de la figura 2 tal y como se ha descrito anteriormente.

[Procesamiento de selección de par de perturbación]

A continuación, el procesamiento de selección de par de perturbación por la unidad de selección de par de perturbación 16 del dispositivo 3 de diagnóstico de fallos de acuerdo con esta realización se describirá con referencia a la figura 3. La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra los procedimientos del procesamiento de selección de par de perturbación por la unidad de selección de par de perturbación 16.

Tal y como se muestra en la figura 3, en la etapa S1, la unidad de selección de par de perturbación 16 adquiere los valores de par de perturbación mediante la recopilación automática de forma regular, lo que se calcula mediante el dispositivo de control del robot 2. Cada valor de par de perturbación representa un valor en cada posición de movimiento de cada eje de movimiento. Mientras tanto, el tiempo para la recopilación automática se establece en cada hora, por ejemplo, y los valores de par de perturbación calculados en una hora se recopilan y se adquieren.

A continuación, en la etapa S2, la unidad de selección de par de perturbación 16 compara todos los datos de muestreo de los valores de par de perturbación adquiridos con el valor de referencia, calculando de ese modo la tasa de cambio con respecto al valor de referencia. Sin embargo, la diferencia entre cada valor de par de perturbación y el valor de referencia puede usarse en lugar de la tasa de cambio. Entre tanto, aunque el valor promedio de los valores de par de perturbación recientes se utiliza como valor de referencia, se puede usar el valor medio o el valor de la varianza en lugar del valor promedio.

En la etapa S3, la unidad de selección de par de perturbación 16 determina si cada tasa de cambio con respecto al valor de referencia es igual o mayor que el umbral predeterminado. Cuando la tasa de cambio es igual o mayor que el umbral, la unidad de selección de par de perturbación 16 determina que la parte correspondiente de los datos de muestreo representa un valor anómalo único y el procesamiento pasa a la etapa S4. Por otro lado, cuando la tasa de cambio es menor que el umbral, la unidad de selección de par de perturbación 16 determina que la parte correspondiente de los datos de muestreo no representa un valor anómalo único y el procesamiento pasa a la etapa S5.

En la etapa S4, la unidad de selección de par de perturbación 16 excluye los datos de muestreo de los valores de par de perturbación determinados como valores anómalos únicos para que no se acumulen en la base de datos 17 de par de perturbación. Aquí, los datos de muestreo correspondientes pueden eliminarse o sustituirse por el valor de referencia. Como alternativa, si el valor de referencia no es el valor promedio de los valores de par de perturbación recientes, entonces los datos de muestreo correspondientes pueden reemplazarse con el valor promedio de los valores de par de perturbación recientes.

En la etapa S5, la unidad de selección de par de perturbación 16 acumula los datos de muestreo de los valores de par de perturbación excepto los valores anómalos únicos en la base de datos de par de perturbación 17, y luego termina el proceso de selección de par de perturbación de acuerdo con esta realización.

Como consecuencia de seleccionar los valores de par de perturbación de acuerdo con el procesamiento descrito anteriormente, la base de datos de par de perturbación 17 almacena y acumula solo los valores de par de perturbación excluyendo los valores anómalos puntuales.

[Procesamiento de diagnóstico de fallos]

A continuación, el procesamiento de diagnóstico de fallos por parte de la unidad de diagnóstico de fallos 18 del dispositivo de diagnóstico de fallos 3 de acuerdo con esta realización se describirá con referencia a la figura 4. La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra los procedimientos del procesamiento de diagnóstico de fallos por parte de la unidad de diagnóstico de fallos 18.

Tal y como se muestra en la figura 4, en la etapa S11, la unidad de diagnóstico de fallos 18 adquiere los valores de par de perturbación recientes así como los valores de par de perturbación en el mismo mes del año pasado en la fecha en que se realiza el diagnóstico en un bloque de la base de datos de par de perturbación 17. En la etapa S12, en función de los valores de par de perturbación en el mismo mes del año pasado en la fecha en que se realizó el diagnóstico, la unidad de diagnóstico de fallos 18 calcula al menos uno (o más) de un valor promedio, un valor de varianza y un valor medio del mismo, y luego calcula y establece un umbral de determinación de fallos en función del valor calculado. Por ejemplo, cualquiera del valor promedio, el valor de varianza y el valor medio se pueden establecer en el umbral de determinación de fallos o dos o más de estos valores se pueden establecer en los umbrales de determinación de fallo.

En la etapa S13, la unidad de diagnóstico de fallos 18 calcula al menos uno (o más) del valor promedio, el valor de varianza y el valor medio de los valores de par de perturbación recientes, y determina si el valor calculado es o no igual o menor que el umbral de determinación de fallos establecido en la etapa S12. Después, si el valor calculado fuera del valor promedio, el valor de varianza y el valor medio de los valores de par de perturbación recientes es igual o menor que el umbral de determinación de fallos, luego, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina que no se está produciendo un fallo, e inmediatamente termina el proceso de diagnóstico de fallos de acuerdo con esta realización. Por otro lado, si el valor calculado fuera del valor promedio, el valor de varianza y el valor medio de los valores de par de perturbación recientes es mayor que el umbral de determinación de fallos, luego, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina que existe la posibilidad de un fallo, y el procesamiento pasa a la etapa S14.

En la etapa S14, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina si se ha realizado o no mantenimiento dentro de los últimos tres meses en función de los datos acumulados en la base de datos del registro de mantenimiento 19. Después, si no se ha realizado ningún mantenimiento, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina que se está produciendo el fallo, y el procesamiento pasa a la etapa S21. Por otro lado, el procesamiento pasa a la etapa S15 cuando el mantenimiento se ha realizado dentro de los últimos tres meses.

En la etapa S15, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina si existe o no un eje de movimiento que tiene una correlación del valor de par de perturbación con el eje de movimiento que tiene el valor de par de perturbación determinado como mayor que el umbral de determinación de fallos en la etapa S13 en el mismo robot 1. La determinación de si el eje de movimiento tiene o no la correlación se realiza determinando si hay o no un cambio en el valor de par de perturbación entre diferentes ejes de movimiento del mismo robot antes y después de realizar el mantenimiento, por ejemplo. Después, el procesamiento pasa a la etapa S16 cuando el eje de movimiento que tiene la correlación existe en él, o continúa a la etapa S17 si el eje de movimiento que tiene la correlación no existe en el mismo.

En la etapa S16, la unidad de diagnóstico de fallos 18 extrae todos los ejes de movimiento de los cuales se determinó que tienen la correlación en la etapa S15, y el procesamiento pasa a la etapa S17.

En la etapa S17, la unidad de diagnóstico de fallos 18 calcula al menos uno (o más) de un valor promedio, un valor de varianza y un valor medio de los valores de par de perturbación después de la realización del mantenimiento, y calcula y restablece un umbral de determinación de fallos en función del valor.

En la etapa S18, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina si existe o no una variación estacional en los valores de par de perturbación de cualquiera de los ejes de articulación. El procesamiento pasa a la etapa S20 cuando no existe la variación estacional o continúa a la etapa S19 cuando existe la variación estacional. Aquí, la determinación de si existe o no variación estacional en los valores de par de perturbación se realiza utilizando un grado de correlación entre las fluctuaciones de la temperatura externa en cada estación y los valores de par de perturbación, por ejemplo. Dicha determinación se puede hacer verificando los datos acumulados por separado de las temperaturas externas con los datos de los valores de par de perturbación.

En la etapa S19, la unidad de diagnóstico de fallos 18 restablece un umbral de determinación de fallos una vez más multiplicando el umbral de determinación de fallos que se restablece en la etapa S17 por una constante (un coeficiente) correspondiente a la variación estacional.

En la etapa S20, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina si al menos uno (o más) del valor promedio, el valor de varianza y el valor medio de los valores de par de perturbación recientes del eje de articulación correspondiente es igual o menor que el umbral de determinación de fallos que se restablece una vez o el umbral de determinación de fallos que se restablece dos veces. Después, si el valor calculado fuera del valor promedio, el valor de varianza y el valor medio de los valores de par de perturbación recientes es igual o menor que cualquiera de estos umbrales de determinación de fallos, luego, la unidad de diagnóstico de fallos 18 determina que no se está produciendo un fallo y finaliza el procesamiento de diagnóstico de fallos de acuerdo con esta realización. Por otro lado, si el valor calculado fuera del valor promedio, el valor de varianza y el valor medio de los valores de par de perturbación recientes es mayor que el umbral de determinación de fallos correspondiente, luego, la unidad 18 de diagnóstico de fallos determina que se está produciendo un fallo, y el procesamiento pasa a la etapa S21.

En la etapa S21, la unidad de diagnóstico de fallos 18 muestra una alarma de fallo en el eje de articulación correspondiente en una pantalla de visualización de un monitor no ilustrado que está instalado como un accesorio al dispositivo de diagnóstico de fallos 3, y el procesamiento de diagnóstico de fallos de acuerdo con esta realización finaliza.

Efectos ventajosos de la invención

Tal y como se ha descrito anteriormente en detalle, de acuerdo con el dispositivo de diagnóstico de fallos 3 de esta realización, el cambio desde el valor de referencia se calcula para cada uno de los valores de par de perturbación adquiridos, y los valores de par de perturbación se acumulan excepto los valores de par de perturbación que tienen cada uno el cambio desde el valor de referencia igual o mayor que el umbral predeterminado. De este modo, es posible eliminar los efectos de valores anómalos puntuales y mejorar la precisión del diagnóstico de fallos. Además, dado que no es necesario cooperar con un sistema de gestión de la producción, es posible diagnosticar un fallo con una configuración de sistema de bajo coste.

Entre tanto, de acuerdo con el dispositivo de diagnóstico de fallos 3 de esta realización, la tasa de cambio con respecto al valor de referencia se calcula como el cambio del valor de referencia. De este modo, es posible eliminar con seguridad los valores de par de perturbación afectados por los valores anómalos puntuales y mejorar la precisión del diagnóstico de fallos.

Además, de acuerdo con el dispositivo de diagnóstico de fallos 3 de esta realización, el valor promedio de los valores de par de perturbación recientes se define como valor de referencia, para que el valor de referencia se pueda configurar fácilmente. De este modo, es posible eliminar con seguridad los valores de par de perturbación afectados por los valores anómalos puntuales y mejorar la precisión del diagnóstico de fallos.

Entre tanto, de acuerdo con el dispositivo de diagnóstico de fallos 3 de esta realización, cada valor de par de perturbación que tiene el cambio desde el valor de referencia igual o mayor que el umbral predeterminado se reemplaza con el valor de referencia. De esta forma, es posible eliminar los efectos de los valores anómalos únicos sin cambiar el número de datos de los valores de par de perturbación adquiridos. De este modo, es posible mejorar la precisión del diagnóstico de fallos.

Si bien la realización de la presente invención se ha descrito anteriormente, no debe entenderse que las descripciones y los dibujos que constituyen parte de esta descripción pretenden limitar esta invención. Varias realizaciones alternativas, sus ejemplos y técnicas de aplicación resultarán obvios para los expertos en la técnica a partir de esta descripción.

Lista de signos de referencia

1 robot

2 dispositivo de control de robot

3 dispositivo de diagnóstico de fallos

5 brazo robótico

6 servomotor (motor)

7 codificador de pulsos

8 desacelerador

9 unidad de control integrada de operación

10, 15 unidad de comunicación

11 unidad de servocontrol

12 unidad de cálculo de par de perturbación

13 unidad de adquisición de datos de estado

14 unidad de servoamplificador

16 unidad de selección de par de perturbación

17 base de datos de par de perturbación

18 unidad de diagnóstico de fallos

19 base de datos de registro de mantenimiento

100 sistema de diagnóstico de fallos

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de diagnóstico de fallos (3) aplicable a un dispositivo mecánico provisto de un motor (6) como fuente para impulsar un eje de movimiento, y configurado para adquirir una posición de movimiento del eje de movimiento y un valor de par de perturbación aplicado al eje de movimiento cada período predeterminado, y para diagnosticar que se está produciendo un fallo, caracterizado por:

una unidad de selección de par de perturbación (16) configurada para calcular un cambio desde un valor de referencia de cada uno de los valores de par de perturbación adquiridos, y para acumular los valores de par de perturbación, excepto cada valor de par de perturbación que tiene el cambio desde el valor de referencia igual o mayor que un umbral predeterminado; y una unidad de diagnóstico de fallos (18) configurada para diagnosticar que se está produciendo un fallo del dispositivo mecánico cuando al menos uno de un valor promedio, un valor de varianza y un valor medio de los valores de par de perturbación recientes acumulados por la unidad de selección de par de perturbación (16) es mayor que un umbral de determinación de fallos, en donde la unidad de selección de par de perturbación (16) define un valor promedio de los valores de par de perturbación recientes como valor de referencia y calcula una tasa de cambio con respecto al valor de referencia como el cambio desde el valor de referencia, de acuerdo con la siguiente fórmula:

tasa de cambio con respecto al valor de referencia = (valor de par de perturbación - valor de referencia) / valor de referencia.

2. El dispositivo de diagnóstico de fallos (3) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de selección de par de perturbación (16) reemplaza el valor de par de perturbación que tiene el cambio desde el valor de referencia igual o mayor que el umbral predeterminado con el valor de referencia.

3. Un método de diagnóstico de fallos que se ejecutará mediante un dispositivo de diagnóstico de fallos (3) aplicable a un dispositivo mecánico provisto de un motor (6) como fuente para impulsar un eje de movimiento, y diseñado para adquirir una posición móvil del eje de movimiento y un valor de par de perturbación aplicado al eje de movimiento cada período predeterminado, y para diagnosticar que se está produciendo un fallo, caracterizado por que:

el dispositivo de diagnóstico de fallos (3) calcula un cambio desde un valor de referencia de cada uno de los valores de par de perturbación adquiridos, y acumula los valores de par de perturbación, excepto cada valor de par de perturbación que tiene el cambio desde el valor de referencia igual o mayor que un umbral predeterminado; el dispositivo de diagnóstico de fallos (3) diagnostica que se está produciendo un fallo del dispositivo mecánico cuando al menos uno de un valor promedio, un valor de varianza y un valor medio de los valores de par de perturbación acumulados recientes es mayor que un umbral de determinación de fallos; y

el dispositivo de diagnóstico de fallos (3) define un valor promedio de los valores de par de perturbación recientes como valor de referencia y calcula una tasa de cambio con respecto al valor de referencia como el cambio desde el valor de referencia, de acuerdo con la siguiente fórmula:

tasa de cambio con respecto al valor de referencia = (valor de par de perturbación - valor de referencia) / valor de referencia.