JP6396400B2 - 異常判定装置および異常判定方法 - Google Patents
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Description
図1は、駆動系10と駆動系10の異常を判定する異常判定装置12とを有する異常判定システム14を示す図である。駆動系10は、ロボットまたは加工機(工作機械または射出成形機等)に設けられている。例えば、工作機械の場合は、駆動系10は、テーブルや工具等の駆動対象物28を軸移動させるための駆動系であり、射出成形機の場合は、駆動系10は、駆動対象物28である射出スクリューを回転させたり、進退移動させたりするための駆動系である。また、ロボットの場合は、駆動系10は、駆動対象物28であるアームを関節で折り曲げたり、アームを旋回させたりするための機構である。
まず、第1の比較方法について説明する。第1の比較方法の場合は(図5参照)、比較部34は、予め決められた複数のタイミングの各々における測定信号Msと基準信号Ssとの差(絶対値)を求め、その和D1を算出する。この予め決められた複数のタイミングは、予め決められた期間における各タイミングであってもよい。駆動系10に異常がない場合は、差の和(比較結果)D1は、閾値THより小さい値(例えば、0)となる。したがって、異常判定部36は、比較部34が算出した差の和D1が閾値TH以上の場合は、駆動系10に異常があると判定し、差の和D1が閾値THより小さい場合は、駆動系10が正常であると判定する。
第2の比較方法の場合は(図6参照)、比較部34は、予め決められた期間における測定信号Msと基準信号Ssとの差(絶対値)の積分値D2を算出する。この場合も、駆動系10に異常がない場合は、差の積分値D2は、閾値THより小さい値(例えば、0)となる。したがって、異常判定部36は、比較部34が算出した差の積分値(比較結果)D2が閾値TH以上の場合は、駆動系10に異常があると判定し、差の積分値D2が閾値THより小さい場合は、駆動系10が正常であると判定する。
第3の比較方法の場合は(図7参照)、比較部34は、測定信号MsのN番目の周期Tf(N)と、基準信号SsのN番目の周期Tg(N)とを比較することでその差(絶対値)D3を算出する。図7に示す例は、比較部34が、測定信号Msの1.5(=N)番目の周期Tf(1.5)と、基準信号Ssの1.5(=N)番目の周期Tg(1.5)とを比較する例を示している。つまり、比較部34は、測定信号Msおよび基準信号Ssの1番目の周期から半周期遅れたタイミングから始まる1周期同士を比較する。この場合も、駆動系10に異常がない場合は、周期の差D3は、閾値THより小さい値(例えば、0)となる。したがって、異常判定部36は、比較部34が算出した1周期の差(比較結果)D3が閾値TH以上の場合は、駆動系10に異常があると判定し、1周期の差D3が閾値THより小さい場合は、駆動系10が正常であると判定する。
第4の比較方法の場合は(図8参照)、比較部34は、測定信号MsのN番目の振幅Af(N)と、基準信号SsのN番目の振幅Ag(N)とを比較することでその差(絶対値)D4を算出する。図8に示す例は、比較部34は、測定信号Msの5(=N)番目の振幅Af(5)と、基準信号Ssの5(=N)番目の振幅Ag(5)とを比較する例を示している。この場合も、駆動系10に異常がない場合は、振幅の差D4は、閾値THより小さい値(例えば、0)となる。したがって、異常判定部36は、比較部34が算出した振幅の差(比較結果)D4が閾値TH以上の場合は、駆動系10に異常があると判定し、振幅の差D4が閾値THより小さい場合は、駆動系10が正常であると判定する。
次に、第2の実施の形態について説明する。上記第1の実施の形態では、異常判定の対象となる駆動系10において過去に測定した電流(物理用)Psの測定信号Msを基準信号Ssとして用いた。しかし、第2の実施の形態では、他の駆動系10において測定した物理量(電流)Psを基準信号Ssとして用いる点で上記第1の実施の形態と異なる。
上記各実施の形態は、以下のように変形してもよい。
14…異常判定システム 20…モータ制御部
22…サーボアンプ 24…サーボモータ
26…駆動力伝達機構 28…駆動対象物
30…揺動信号送出部 32…測定部
34…比較部 34a…記憶部
36…異常判定部 38…報知部
40…測定開始制御部
Claims (14)
- サーボモータの回転軸を予め決められたパターンで揺動させて回転させる揺動信号を、前記サーボモータを制御するモータ制御部に送出する揺動信号送出部と、
前記回転軸が揺動したときの前記サーボモータの状態を表す物理量を測定する測定部と、
測定された前記物理量の測定信号と前記揺動信号に対応して周期的に変動する基準信号とを比較することでその差を算出する比較部と、
前記サーボモータおよび前記モータ制御部を有し、前記サーボモータによって駆動する駆動対象物から前記モータ制御部までの駆動系の異常を、前記比較部の比較結果に基づいて判定する異常判定部と、
を備え、
前記異常判定部は、前記差が閾値以上の場合は、前記駆動系が異常であると判定する、異常判定装置。 - 請求項1に記載の異常判定装置であって、
前記比較部は、予め決められた複数のタイミングの各々における前記差の和を算出し、
前記異常判定部は、前記差の和が前記閾値以上の場合は、前記駆動系が異常であると判定する、異常判定装置。 - 請求項1に記載の異常判定装置であって、
前記比較部は、予め決められた期間における前記測定信号と前記基準信号との差の積分値を算出し、
前記異常判定部は、前記差の積分値が前記閾値以上の場合は、前記駆動系が異常であると判定する、異常判定装置。 - 請求項2または3に記載の異常判定装置であって、
前記閾値は、前記揺動信号と前記予め決められた複数のタイミングまたは前記期間とに応じて決定される、異常判定装置。 - 請求項1に記載の異常判定装置であって、
前記比較部は、前記測定信号のN番目の周期と、前記基準信号のN番目の周期とを比較することでその差を算出し、
前記異常判定部は、前記差が前記閾値以上の場合は、前記駆動系が異常であると判定する、異常判定装置。 - 請求項1に記載の異常判定装置であって、
前記比較部は、前記測定信号のN番目の振幅と、前記基準信号のN番目の振幅とを比較することでその差を算出し、
前記異常判定部は、前記差が閾値以上の場合は、前記駆動系が異常であると判定する、異常判定装置。 - 請求項5または6に記載の異常判定装置であって、
前記閾値は、前記揺動信号と前記Nの値とに応じて決定される、異常判定装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の異常判定装置であって、
前記揺動信号は、時間の経過とともに揺動の振幅および周波数の少なくとも一方が変わるように、前記回転軸を揺動させる指令信号である、異常判定装置。 - 請求項8に記載の異常判定装置であって、
前記揺動信号は、時間の経過とともに揺動の振幅および周波数の少なくとも一方が徐々に大きくなるように、前記回転軸を揺動させる指令信号である、異常判定装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の異常判定装置であって、
前記基準信号は、過去に、前記回転軸を揺動させたときに前記測定部によって測定された前記物理量の前記測定信号である、異常判定装置。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の異常判定装置であって、
前記異常判定装置は、前記駆動系を有する加工機またはロボットに設けられている、異常判定装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の異常判定装置であって、
前記揺動信号送出部は、同一の用途に使用される複数の前記駆動系の前記モータ制御部に前記揺動信号を送出し、
前記測定部は、前記複数の駆動系における前記物理量を測定し、
前記比較部は、前記複数の駆動系のうち、いずれか1つを異常判定対象として選択するとともに、選択されていない他の前記駆動系の前記物理量の前記測定信号を前記基準信号として用い、前記異常判定対象として選択した前記駆動系の前記測定信号と、前記基準信号とを比較する、異常判定装置。 - 請求項12に記載の異常判定装置であって、
前記異常判定装置は、前記複数の駆動系を有する同一機種の複数の加工機または複数のロボットの少なくとも1つに設けられている、異常判定装置。 - サーボモータの回転軸を予め決められたパターンで揺動させて回転させる揺動信号を、前記サーボモータを制御するモータ制御部に送出する送出ステップと、
前記回転軸が揺動したときの前記サーボモータの状態を表す物理量を測定する測定ステップと、
測定された前記物理量の測定信号と前記揺動信号に対応して周期的に変動する基準信号とを比較することでその差を算出する比較ステップと、
前記サーボモータおよび前記モータ制御部を有し、前記サーボモータによって駆動する駆動対象物から前記モータ制御部までの駆動系の異常を、比較結果に基づいて判定する判定ステップと、
を含み、
前記判定ステップでは、前記差が閾値以上の場合に前記駆動系が異常であると判定する、異常判定方法。
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