JP2023044388A - 断線進行状態推定方法および断線進行状態推定装置 - Google Patents
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Abstract
Description
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により得られた規格化抵抗値変動幅を基に、前記導体の断線進行状態を推定する、断線進行状態推定方法を提供する。
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により規格化抵抗値変動幅を求める抵抗値変動幅演算部を有する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記抵抗値変動幅演算部で求めた規格化抵抗値変動幅を基に、前記導体の断線進行状態を推定する、断線進行状態推定装置を提供する。
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
演算装置40の説明に先立ち、前提となる断線進行状態の推定の問題点、および、本実施の形態における断線進行状態推定の原理について説明する。図3は、導体11aに断線が生じた場合の抵抗値を説明するための模式図である。導体11aに断線が生じた場合、導体11aの抵抗値R[Ω]は、理論的には、式(1)で表される。式(1)において、ρ[Ω・m]は素線の抵抗率であり、La[m]は非断線箇所の導体長であり、図3に示される導体11a全体の長さ(ケーブル長)L[m]と断線箇所の導体11aの長さLb[m]とを用いて式(2)で表される。また、Sa[m2]は、非断線箇所の導体断面積であり、Sb[m2]は、断線箇所の導体断面積である。
R=ρ×(La/Sa)+ρ×(Lb/Sb) …(1)
La=L-Lb …(2)
図4(a)は、ケーブル10を±90°で屈曲させる動作を繰り返して屈曲寿命を評価する試験にて、測定器30を用いて抵抗値Rを測定した結果の一例を示すグラフである。電線11としては、外径0.08mmの軟銅線からなる素線を104本撚り合わせた導体11aを用いた20AWG(American Wire Gauge)のものを用いた。図4(b)は図4(a)のA部拡大図である。図4(a)では、抵抗値Rの時系列的な変化を測定し、当該測定結果を所定の時間間隔で区切った測定区間毎に、導体11aの抵抗値の測定区間内での最大値、最小値、及び平均値をそれぞれ求め、グラフ化したものである。
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
で求めることができる。(最大値-最小値)で表される抵抗値変動幅と、抵抗値Rの平均値の両方とも、環境温度によって同様に変化するため、これらの比をとることで、環境温度による変化をキャンセルし、環境温度の変化によらず、高精度に導体11aの断線進行状態を推定することが可能になる。
演算装置40は、例えばパーソナルコンピュータ等により構成され、抵抗値解析部41と、抵抗値変動幅演算部42と、断線進行状態推定部43と、を有している。これら抵抗値解析部41、抵抗値変動幅演算部42、および断線進行状態推定部43は、CPU等の演算素子、RAMやROM等のメモリ、ハードディスク等の記憶装置、ソフトウェア、インターフェイス等を適宜組み合わせて実現されている。
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により規格化抵抗値変動幅を演算する。
図6は、本実施の形態に係る断線進行状態推定方法において、処理内容の一例を示すフロー図である。まず、ステップS10において、図1(a)に示した産業用ロボット20の可動部21の動作を開始させてケーブル10に所定の動作を加えると共に、測定器30による導体11aの抵抗値Rの測定が開始される。可動部21は、例えば、予め設定されたメンテナンス用の動作シーケンスに応じた動作を行う。また、その間、測定器30は、時系列的に変化するケーブル10(導体11a)の抵抗値を測定する。
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により規格化抵抗値変動幅を演算する。また、ステップS14では、測定区間毎に複数の規格化抵抗値変動幅を求め、複数の規格化抵抗値変動幅の平均値を求める。
以上説明したように、本実施の形態に係る断線進行状態推定方法では、ケーブル10に所定の動作を繰り返し加えた際に、当該動作により時系列的に変化する導体11aの抵抗値Rを測定し、動作にかかる時間以上の時間間隔で区切られた測定区間毎に、導体11aの抵抗値の時系列的な変化における抵抗値の最大値、最小値、及び平均値を求め、下式
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により得られた規格化抵抗値変動幅を基に、導体11aの断線進行状態を推定している。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
上記実施の形態では、ケーブル10の抵抗値データを実測し、その実測値に基づいてケーブル2の断線進行状態を推定したが、推定して得られた導体11aの断線進行状態に基づいて、ケーブル10の寿命(=ケーブル寿命)を予測することも可能である。例えば、推定して得られた断線進行状態が、所定の割合(例えば80%以上)となった場合に、ケーブル10の寿命(=ケーブル寿命)に到達し、得られた断線進行状態の割合とケーブル寿命として予め設定した所定の割合とを比較することにより、ケーブル寿命に到達したか否かを予測すること(=ケーブル寿命予測)が可能となる。そして、そのケーブル寿命予測結果に基づいて、ケーブル10の交換やケーブル10の予知保全等を行うか否かを判断することができる。
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により得られた規格化抵抗値変動幅を基に、前記導体(11a)の断線進行状態を推定する、断線進行状態推定方法。
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により規格化抵抗値変動幅を求める抵抗値変動幅演算部(42)を有する演算装置(40)と、を備え、前記演算装置(40)は、前記抵抗値変動幅演算部(42)で求めた規格化抵抗値変動幅を基に、前記導体(11a)の断線進行状態を推定する、断線進行状態推定装置(1)。
10…ケーブル
11…電線
11a…導体
20…産業用ロボット
21…可動部
22…ロボット制御装置
30…測定器
31…発振器
32…ミキサ
33…ロウパスフィルタ
40…演算装置
41…抵抗値解析部
42…抵抗値変動幅演算部
43…断線進行状態推定部
Claims (5)
- 複数の素線を撚り合わせた撚線導体からなる導体を有するケーブルにおける前記導体の断線進行状態を推定する方法であって、
前記ケーブルに所定の動作を繰り返し加えた際に、当該動作により時系列的に変化する前記導体の抵抗値を測定し、
前記動作にかかる時間以上の時間間隔で区切られた測定区間毎に、前記導体の抵抗値の時系列的な変化における抵抗値の最大値、最小値、及び平均値を求め、下式
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により得られた規格化抵抗値変動幅を基に、前記導体の断線進行状態を推定する、
断線進行状態推定方法。 - 変調信号を前記導体の一端に印加し、前記導体の他端から出力された出力信号と前記変調信号とを乗算して同期検波した後、ロウパスフィルタを通した信号を基に、時系列的に変化する前記導体の抵抗値を測定する、
請求項1に記載の断線進行状態推定方法。 - 前記ケーブルは、産業用ロボットの内部配線に用いられ、前記産業用ロボットの可動部を通るように配線されており、
前記可動部を動かすことで、前記ケーブルに前記動作を加える、
請求項1または2に記載の断線進行状態推定方法。 - 複数の素線を撚り合わせた撚線導体からなる導体を有するケーブルにおける前記導体の断線進行状態を推定する装置であって、
前記ケーブルに所定の動作を繰り返し加えた際に、当該動作により時系列的に変化する前記導体の抵抗値を測定する測定器と、
前記動作にかかる時間以上の時間間隔で区切られた測定区間毎に、前記導体の抵抗値の時系列的な変化における抵抗値の最大値、最小値、及び平均値を求める抵抗値解析部、及び
下式
規格化抵抗値変動幅=(最大値-最小値)/平均値
により規格化抵抗値変動幅を求める抵抗値変動幅演算部を有する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記抵抗値変動幅演算部で求めた規格化抵抗値変動幅を基に、前記導体の断線進行状態を推定する、
断線進行状態推定装置。 - 前記測定器は、変調信号を前記導体の一端に印加する発振器と、前記導体の他端から出力された出力信号と前記変調信号とを乗算して同期検波するミキサと、前記ミキサからの信号が入力されるロウパスフィルタと、を有する、
請求項4に記載の断線進行状態推定装置。
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