JP6841178B2 - Abnormality judgment device and abnormality judgment method - Google Patents

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Description

本発明は、ロボットの減速機の異常を判定する異常判定装置及び異常判定方法に関する。 The present invention relates to an abnormality determination device and an abnormality determination method for determining an abnormality in a robot speed reducer.

減速機付きモータの指令電流値や回転情報から、減速機の異常を判定する異常判定装置が知られている(例えば、特許文献1乃至5)。 An abnormality determining device for determining an abnormality of a speed reducer from a command current value or rotation information of a motor with a speed reducer is known (for example, Patent Documents 1 to 5).

特開2012−194035号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-194035 特開2006−102889号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-102889 特開平02−088938号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-088938 特開2009−226488号公報JP-A-2009-226488 特開2012−008030号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-008030

上記特許文献1乃至4に示す異常判定装置においては、異常の判定は可能であるが、個別に異常原因の特定まではできない。また、上記特許文献5に示す異常判定装置においては、振動波形を用いてベアリング故障などの異常モードにおける異常判定を行い、異常原因の特定を行っている。しかし、振動波形は外乱の影響を受けやすく、正確な異常判定が困難となり得る。 In the abnormality determination device shown in Patent Documents 1 to 4, the abnormality can be determined, but the cause of the abnormality cannot be individually identified. Further, in the abnormality determination device shown in Patent Document 5, an abnormality determination in an abnormality mode such as a bearing failure is performed using a vibration waveform to identify the cause of the abnormality. However, the vibration waveform is easily affected by disturbance, and it may be difficult to accurately determine the abnormality.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、減速機の異常を高精度に判定しつつ、異常原因の特定を行うことができる異常判定装置及び異常判定方法を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides an abnormality determination device and an abnormality determination method capable of identifying an abnormality cause while accurately determining an abnormality of a speed reducer. The main purpose is to do.

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
ロボットに設けられた減速機の異常を判定する異常判定装置であって、
前記減速機の動作時における複数の動作データを取得する動作データ取得手段と、
前記減速機の異常の形態を示す異常モードでの過去の前記動作データと、前記動作データ取得手段により取得された現在の前記動作データと、の相関係数を前記異常モード毎に算出し、該算出した相関係数と前記現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算することで、前記異常モード毎の評価値を算出する評価値算出手段と、
前記各異常モードに対する閾値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶された各異常モードの閾値と、前記評価値算出手段により算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、前記異常モード毎に前記減速機の異常を判定し、該異常の原因を特定する異常判定手段と、
を備える、ことを特徴とする異常判定装置
である。
この一態様において、前記異常モードは、前記減速機内のギアの異物噛み込みよる異常モード、前記減速機内のクーラント侵入による異常モード、前記減速機内のベアリングの故障による異常モード、前記減速機内の潤滑油の劣化による異常モード、および、前記減速機内のギアの摩耗による異常モード、のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。
この一態様において、前記動作データは、前記減速機を駆動するモータに対する指令電流値の平均値、該指令電流値の最大値、該指令電流値の振幅、前記モータの回転数、および、該モータの回転角、のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
ロボットに設けられた減速機の異常を判定する異常判定方法であって、
前記減速機の動作時における複数の動作データを取得するステップと、
前記減速機の異常の形態を示す異常モードでの過去の前記動作データと、取得された現在の前記動作データと、の相関係数を前記異常モード毎に算出し、該算出した相関係数と前記現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算することで、前記異常モード毎の評価値を算出するステップと、
前記各異常モードに対し設定された閾値と、前記算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、前記異常モード毎に前記減速機の異常を判定し、該異常の原因を特定するステップと、
を含む、ことを特徴とする異常判定方法
であってもよい。
One aspect of the present invention for achieving the above object is
It is an abnormality determination device that determines the abnormality of the speed reducer installed in the robot.
An operation data acquisition means for acquiring a plurality of operation data during operation of the speed reducer, and
The correlation coefficient between the past operation data in the abnormality mode indicating the abnormality form of the speed reducer and the current operation data acquired by the operation data acquisition means is calculated for each abnormality mode, and the correlation coefficient is calculated. An evaluation value calculation means for calculating an evaluation value for each abnormal mode by multiplying the calculated correlation coefficient and the current operation data and adding the multiplication result.
A storage means for storing the threshold value for each abnormal mode and
By comparing the threshold value of each abnormality mode stored by the storage means with the corresponding evaluation value calculated by the evaluation value calculation means, the abnormality of the speed reducer is determined for each abnormality mode. An abnormality determining means for identifying the cause of the abnormality, and
It is an abnormality determination device characterized by being equipped with.
In this aspect, the abnormal mode is an abnormal mode due to foreign matter biting in a gear in the speed reducer, an abnormal mode due to coolant intrusion in the speed reducer, an abnormal mode due to a bearing failure in the speed reducer, and a lubricating oil in the speed reducer. It may include at least one of an abnormal mode due to deterioration of the gear and an abnormal mode due to wear of the gear in the speed reducer.
In this aspect, the operation data includes an average value of command current values for a motor driving the speed reducer, a maximum value of the command current value, an amplitude of the command current value, a rotation speed of the motor, and the motor. It may include at least one of the rotation angles of.
One aspect of the present invention for achieving the above object is
This is an abnormality determination method for determining an abnormality in the speed reducer provided in the robot.
A step of acquiring a plurality of operation data during the operation of the speed reducer, and
A correlation coefficient between the past operation data in the abnormality mode indicating the abnormality form of the speed reducer and the acquired current operation data is calculated for each abnormality mode, and the calculated correlation coefficient is used. A step of calculating an evaluation value for each abnormal mode by multiplying the current operation data and adding the multiplication result.
By comparing the threshold value set for each abnormality mode with the calculated corresponding evaluation value, the abnormality of the speed reducer is determined for each abnormality mode, and the cause of the abnormality is identified. Steps and
It may be an abnormality determination method characterized by including.

本発明によれば、減速機の異常を高精度に判定しつつ、異常原因の特定を行うことができる異常判定装置及び異常判定方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an abnormality determination device and an abnormality determination method capable of identifying an abnormality cause while determining an abnormality of a speed reducer with high accuracy.

本発明の一実施形態に係るロボットの概略的なシステム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic system configuration of the robot which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る異常判定装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic system configuration of the abnormality determination apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 各異常モードに対する各動作データの相関係数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correlation coefficient of each operation data for each abnormal mode. 本発明の一実施形態に係る異常判定装置による異常判定方法のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the abnormality determination method by the abnormality determination apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るロボットの概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態に係る異常判定装置1は、例えば、ロボット10などに搭載されている。異常判定装置1は、ロボット10に設けられた減速機11の異常を判定する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic system configuration of a robot according to an embodiment of the present invention. The abnormality determination device 1 according to the present embodiment is mounted on, for example, a robot 10. The abnormality determination device 1 determines an abnormality of the speed reducer 11 provided in the robot 10.

減速機11は、例えば、ロボット10の各関節部(肩関節、手首関節、膝関節、足首関節など)12に設けられている。関節部12には、減速機11を介してモータ13が連結されている。モータ13は、減速機11を介して関節部12を回転駆動する。モータ13には、モータ13の回転情報を検出する回転センサ14が設けられている。回転情報は、例えば、モータ13の回転角、回転速度、回転加速度、回転数などを含む。回転センサ14は、例えば、エンコーダやポテンショメータなどで構成されている。 The speed reducer 11 is provided, for example, in each joint portion (shoulder joint, wrist joint, knee joint, ankle joint, etc.) 12 of the robot 10. A motor 13 is connected to the joint portion 12 via a speed reducer 11. The motor 13 rotationally drives the joint portion 12 via the speed reducer 11. The motor 13 is provided with a rotation sensor 14 that detects rotation information of the motor 13. The rotation information includes, for example, the rotation angle, rotation speed, rotation acceleration, rotation speed, and the like of the motor 13. The rotation sensor 14 is composed of, for example, an encoder or a potentiometer.

モータ13及び回転センサ14は、制御装置15に接続されている。制御装置15は、例えば、回転センサ14により検出された回転情報に基づいて、モータ13をフィードバック制御する。制御装置15は、モータ13を制御するための指令電流値をモータ13に対して出力する。モータ13は、制御装置15からの指令電流値に応じて、減速機11を介して関節部12を回転駆動する。 The motor 13 and the rotation sensor 14 are connected to the control device 15. The control device 15 feedback-controls the motor 13 based on the rotation information detected by the rotation sensor 14, for example. The control device 15 outputs a command current value for controlling the motor 13 to the motor 13. The motor 13 rotationally drives the joint portion 12 via the speed reducer 11 in response to the command current value from the control device 15.

ところで、従来の異常判定装置は、異常判定を行うことができるが、個別に異常原因の特定まではできないという問題が生じていた。また、異常原因の特定が可能な場合でも、外乱の影響などにより正確な異常判定が困難となる場合もあった。 By the way, although the conventional abnormality determination device can perform abnormality determination, there has been a problem that the cause of the abnormality cannot be individually identified. Further, even if the cause of the abnormality can be identified, it may be difficult to accurately determine the abnormality due to the influence of disturbance or the like.

これに対し、本実施形態に係る異常判定装置1は、減速機11の異常を高精度に判定しつつ、異常原因の特定を行うことができるものである。異常判定装置1は、ロボット10の制御装置15からの指令電流値及び/又は回転センサ14からの回転情報に基づいて、ロボット10に設けられた減速機11の異常の判定を行う。 On the other hand, the abnormality determination device 1 according to the present embodiment can identify the cause of the abnormality while determining the abnormality of the speed reducer 11 with high accuracy. The abnormality determination device 1 determines an abnormality of the speed reducer 11 provided in the robot 10 based on the command current value from the control device 15 of the robot 10 and / or the rotation information from the rotation sensor 14.

図2は、本実施形態に係る異常判定装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態に係る異常判定装置1は、減速機11の動作時における複数の動作データを取得する動作データ取得部2と、減速機11の異常の形態を示す異常モードでの過去の動作データと、動作データ取得部2により取得された現在の動作データと、の相関係数を異常モード毎に算出し、該算出した相関係数と現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算することで、異常モード毎の評価値を算出する評価値算出部3と、各異常モードの閾値を記憶する記憶部4と、記憶部4により記憶された各異常モードの閾値と、評価値算出部3により算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、異常モード毎に減速機11の異常を判定し、該異常の原因を特定する異常判定部5と、を備えている。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic system configuration of the abnormality determination device according to the present embodiment. The abnormality determination device 1 according to the present embodiment includes an operation data acquisition unit 2 that acquires a plurality of operation data during operation of the speed reducer 11, and past operation data in an abnormality mode indicating an abnormality form of the speed reducer 11. , The correlation coefficient of the current operation data acquired by the operation data acquisition unit 2 is calculated for each abnormal mode, the calculated correlation coefficient is multiplied by the current operation data, and the multiplication result is added. Therefore, the evaluation value calculation unit 3 that calculates the evaluation value for each abnormal mode, the storage unit 4 that stores the threshold value of each abnormal mode, the threshold value of each abnormal mode stored by the storage unit 4, and the evaluation value calculation unit. It is provided with an abnormality determination unit 5 for determining an abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode and identifying the cause of the abnormality by comparing the corresponding evaluation values calculated in 3 with each other.

上述の如く、本実施形態に係る異常判定装置において、異常モードでの過去の動作データと現在の動作データとの相関係数を算出し、該算出した相関係数と現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算して評価値を算出する。この実際の異常モードでの過去の動作データを反映した評価値と、各異常モードに応じて設定された閾値と、を比較することで、外乱などの影響を受けることなく、減速機11の異常を高精度に判定できる。さらに、異常モード毎に減速機11の異常を判定することで、異常原因の特定を行うことができる。すなわち、減速機11の異常を高精度に判定しつつ、異常原因の特定を行うことができる。 As described above, in the abnormality determination device according to the present embodiment, the correlation coefficient between the past operation data and the current operation data in the abnormality mode is calculated, and the calculated correlation coefficient is multiplied by the current operation data. Then, the multiplication result is added to calculate the evaluation value. By comparing the evaluation value reflecting the past operation data in this actual abnormal mode with the threshold value set according to each abnormal mode, the speed reducer 11 is abnormal without being affected by disturbance or the like. Can be judged with high accuracy. Further, the cause of the abnormality can be identified by determining the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode. That is, it is possible to identify the cause of the abnormality while determining the abnormality of the speed reducer 11 with high accuracy.

なお、異常判定装置1は、例えば、演算処理等を行うCPU(Central Processing Unit)1a、CPUによって実行される演算プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)からなるメモリ1b、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部(I/F)1c、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。CPU1a、メモリ1b、及びインターフェイス部1cは、データバスなどを介して相互に接続されている。 The abnormality determination device 1 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 1a that performs arithmetic processing and the like, and a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) that store arithmetic programs and the like executed by the CPU. The hardware is configured around a microcomputer including a memory 1b, an interface unit (I / F) 1c that inputs and outputs signals to and from the outside, and the like. The CPU 1a, the memory 1b, and the interface unit 1c are connected to each other via a data bus or the like.

動作データ取得部2は、動作データ取得手段の一具体例である。動作データ取得部2は、制御装置15からの指令電流値及び回転センサ14からの回転情報に基づいて、減速機11の動作時における複数の動作データを取得する。動作データは、例えば、指令電流値の平均値、指令電流値の最大値、指令電流値の振幅、指令電流値の標準偏差、モータ13の回転数、モータ13の回転角などを含む。 The operation data acquisition unit 2 is a specific example of the operation data acquisition means. The operation data acquisition unit 2 acquires a plurality of operation data at the time of operation of the speed reducer 11 based on the command current value from the control device 15 and the rotation information from the rotation sensor 14. The operation data includes, for example, the average value of the command current value, the maximum value of the command current value, the amplitude of the command current value, the standard deviation of the command current value, the rotation speed of the motor 13, the rotation angle of the motor 13, and the like.

動作データ取得部2は、例えば、制御装置15から出力される指令電流値に基づいて、指令電流値の平均値、最大値、振幅、標準偏差、などを算出する。あるいは、動作データ取得部2は、例えば、回転センサ14から出力される回転情報に基づいて、モータ13の回転数、回転角などを算出する。 The operation data acquisition unit 2 calculates, for example, the average value, the maximum value, the amplitude, the standard deviation, and the like of the command current values based on the command current values output from the control device 15. Alternatively, the operation data acquisition unit 2 calculates, for example, the rotation speed, the rotation angle, and the like of the motor 13 based on the rotation information output from the rotation sensor 14.

評価値算出部3は、評価値算出手段の一具体例である。評価値算出部3は、減速機11の異常の形態を示す異常モードでの過去の動作データと、動作データ取得部2により取得された現在の動作データと、の相関係数α、β、γ、・・・を異常モード毎に算出する。 The evaluation value calculation unit 3 is a specific example of the evaluation value calculation means. The evaluation value calculation unit 3 has correlation coefficients α, β, and γ of the past operation data in the abnormality mode indicating the abnormal form of the speed reducer 11 and the current operation data acquired by the operation data acquisition unit 2. , ... are calculated for each abnormal mode.

異常モードは、例えば、減速機11内のギアの異物噛み込みよる異常モード(以下、ギア噛込みモード)、減速機11内のクーラント(冷却水)侵入による異常モード(以下、クーラント侵入モード)、減速機11内のベアリングの故障による異常モード(以下、ベアリング故障モード)、減速機11内の潤滑油(グリスなど)の劣化による異常モード(以下、潤滑油劣化モード)、減速機11内のギアの摩耗による異常モード(以下、ギア摩耗モード)、などを含む。 The abnormal modes include, for example, an abnormal mode due to foreign matter biting in the gear in the speed reducer 11 (hereinafter, gear biting mode), an abnormal mode due to the intrusion of coolant (cooling water) in the speed reducer 11 (hereinafter, coolant intrusion mode). Abnormal mode due to bearing failure in the reducer 11 (hereinafter, bearing failure mode), abnormal mode due to deterioration of lubricating oil (hereinafter, grease, etc.) in the reducer 11 (hereinafter, lubricating oil deterioration mode), gear in the reducer 11 Includes abnormal mode due to wear (hereinafter referred to as gear wear mode), etc.

上述の各異常モードでの過去の動作データとは、例えば、各異常モードの故障が生じるまでの間、動作データ取得部2により取得された各動作データ(指令電流値の平均値、最大値、振幅、標準偏差など)である。各異常モードでの過去の動作データは、記憶部4などに記憶されている。記憶部4は、例えば、上記メモリ1bなどにより構成されている。各異常モードでの過去の動作データは、クラウドやサーバーの故障実績データ蓄積部に記憶されていてもよい。 The past operation data in each of the above-mentioned abnormal modes is, for example, each operation data (mean value, maximum value of command current value, which is acquired by the operation data acquisition unit 2 until a failure of each abnormal mode occurs. Amplitude, standard deviation, etc.). The past operation data in each abnormal mode is stored in the storage unit 4 or the like. The storage unit 4 is composed of, for example, the memory 1b or the like. The past operation data in each abnormal mode may be stored in the failure record data storage unit of the cloud or the server.

評価値算出部3は、例えば、下記式を用いて、指令電流値の平均値の相関係数を算出する。

Figure 0006841178
The evaluation value calculation unit 3 calculates the correlation coefficient of the average value of the command current values by using, for example, the following formula.
Figure 0006841178

上記式において、nはデータ数であり、xは、各異常モードでの過去の指令電流値であり、x‐は、各異常モードでの過去の指令電流値の平均値である。なお、x‐は、上記式において、xにアッパーバーを付したものであり、以下、他のパラメータについても同様に表記する。yは、動作データ取得部2により取得された現在の指令電流値であり、y‐は、動作データ取得部2により取得された現在の指令電流値の平均値である。評価値算出部3は、同様に、他の動作データの相関係数を算出してもよい。 In the above equation, n is the number of data, x n is the past command current value in each abnormal mode, and x n − is the average value of the past command current values in each abnormal mode. Incidentally, x n -, in the above-mentioned formula, which has given the upper bar to x n, hereinafter referred to similarly for the other parameters. y n is the current command current value acquired by the operation data acquisition unit 2, and y n- is the average value of the current command current values acquired by the operation data acquisition unit 2. The evaluation value calculation unit 3 may similarly calculate the correlation coefficient of other operation data.

図3は、各異常モード(ベアリング故障モード、ギア摩耗モード、潤滑油劣化モード)に対する各動作データ(指令電流値の平均値、最大値、振幅、標準偏差)の相関係数の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the correlation coefficient of each operation data (mean value, maximum value, amplitude, standard deviation of command current value) for each abnormal mode (bearing failure mode, gear wear mode, lubricating oil deterioration mode). Is.

評価値算出部3は、算出した各異常モードの相関係数α、β、γ、・・・と、動作データ取得部2により取得された対応する現在の動作データと、を夫々乗算し、該乗算結果を加算することで、異常モード毎の評価値Uを算出する。 The evaluation value calculation unit 3 multiplies the calculated correlation coefficients α m , β m , γ m , ... Of each abnormal mode by the corresponding current operation data acquired by the operation data acquisition unit 2, respectively. and, by adding the multiplication results to calculate an evaluation value U m of the abnormality each mode.

例えば、評価値算出部3は、各異常モードm(m=1、2、3、・・・)において、相関係数α、β、γ、・・・と、動作データ取得部2により取得された現在の動作データ(指令電流値の平均値I‐、モータ13の回転速度V、指令電流値の最大値Ipn、・・・)と、を夫々乗算し、該乗算結果を加算することで、各異常モードの評価値Uを算出する。
異常モードmの評価値U=α‐+β+γpm・・・
For example, the evaluation value calculation unit 3 has the correlation coefficients α m , β m , γ m , ... In each abnormality mode m (m = 1, 2, 3, ...), And the operation data acquisition unit 2. obtained current operating data by (mean value I m of the command current value -, the rotation speed V m of the motor 13, the maximum value I pn command current value, ...) and, to a respective multiplier, the multiplication result by adding, to calculate the evaluation value U m of each abnormal mode.
Evaluation value of abnormal mode m U m = α m Im- + β m V m + γ m I pm ...

上述の如く、実際に生じた異常モードでの過去の動作データと、現在の動作データと、の相関係数を算出し、該算出した相関係数と現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算して評価値を算出する。これにより、外乱などの影響を受け難い、減速機の異常状態を正確に示す評価値を算出することができる。 As described above, the correlation coefficient between the past operation data in the abnormal mode that actually occurred and the current operation data is calculated, the calculated correlation coefficient is multiplied by the current operation data, and the multiplication is performed. The evaluation value is calculated by adding the results. As a result, it is possible to calculate an evaluation value that accurately indicates the abnormal state of the speed reducer, which is not easily affected by disturbance or the like.

なお、動作データ(I‐、V、Ipm・・・)の数を増加させて、評価値を算出すれば、それだけ、各異常モードの異常との相関が強くなり、評価値の精度が向上するが、一方で、計算負荷が増加する。したがって、本実施形態においては、評価値の精度と計算負荷を考慮して、動作データを指令電流値の平均値、最大値、振幅、標準偏差とするのが好ましい。しかし、動作データはこれに限定されず、判定を行う異常モードに応じて、任意に設定可能である。 The operation data (I m -, V m, I pm ···) by increasing the number of, by calculating an evaluation value, it only becomes stronger correlation with abnormalities in the abnormal mode, the accuracy of the evaluation value On the other hand, the calculation load increases. Therefore, in the present embodiment, it is preferable to set the operation data as the mean value, the maximum value, the amplitude, and the standard deviation of the command current values in consideration of the accuracy of the evaluation value and the calculation load. However, the operation data is not limited to this, and can be arbitrarily set according to the abnormal mode for determining.

異常判定部5は、異常判定手段の一具体例である。異常判定部5は、各異常モードの閾値と、評価値算出部3により算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、異常モード毎に減速機11の異常を判定し、該異常の原因を特定する。 The abnormality determination unit 5 is a specific example of the abnormality determination means. The abnormality determination unit 5 determines the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode by comparing the threshold value of each abnormality mode with the corresponding evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit 3, respectively, and determines the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode. Identify the cause of.

各異常モードの閾値は、予め記憶部4に記憶されている。記憶部4は、記憶手段の一具体例である。各異常モードの閾値は、予め各異常モードの異常(ギア噛込み、クーラント侵入、グリス劣化など)が生じたときの各評価値の値が実験的に求められ設定されている。なお、記憶部4に記憶された各異常モードの閾値は、ユーザによって適宜、設定変更可能なように構成されている。 The threshold value of each abnormal mode is stored in the storage unit 4 in advance. The storage unit 4 is a specific example of the storage means. The threshold value of each abnormal mode is set in advance by experimentally obtaining the value of each evaluation value when an abnormality of each abnormal mode (gear biting, coolant intrusion, grease deterioration, etc.) occurs. The threshold value of each abnormal mode stored in the storage unit 4 is configured so that the user can appropriately change the setting.

異常判定部5は、異常モード毎に減速機11の異常の兆候を含めて異常の判定を行ってもよい。この異常の兆候とは、例えば、現時点で減速機11が異常とは言えないが、数時間後あるいは数サイクルの駆動後にその異常が生じる状態を指す。この場合、各異常モードの閾値は、例えば、予め各異常モードの異常の兆候が生じたときの各評価値の値が実験的に求められ設定されてもよい。 The abnormality determination unit 5 may determine the abnormality including the sign of the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode. The sign of this abnormality refers to, for example, a state in which the speed reducer 11 cannot be said to be abnormal at this time, but the abnormality occurs after several hours or several cycles of driving. In this case, the threshold value of each abnormal mode may be set by experimentally obtaining the value of each evaluation value when a sign of abnormality of each abnormal mode occurs in advance, for example.

異常判定部5は、評価値算出部3により算出された各評価値が、対応する異常モードの閾値以上となったとき、その異常モードの異常と判定する。そして、異常判定部5は、判定した異常モードの異常が、減速機11の異常の原因と特定する。 When each evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit 3 becomes equal to or higher than the threshold value of the corresponding abnormality mode, the abnormality determination unit 5 determines that the abnormality mode is abnormal. Then, the abnormality determination unit 5 identifies the determined abnormality in the abnormality mode as the cause of the abnormality in the speed reducer 11.

例えば、異常判定部5は、評価値算出部3により算出されたギア噛込みモードm=1の評価値Uが、対応する異常モードの閾値Uset1以上となったとき、ギア噛込みの異常と判定する。そして、異常判定部5は、判定したギア噛込みの異常が、減速機11の異常の原因と特定する。 For example, the abnormality determining unit 5, the evaluation value U 1 of the evaluation value calculation unit 3 gear biting mode is calculated by m = 1 is, when it becomes the corresponding abnormal mode threshold U set1 or more, abnormal inclusive gear mesh Is determined. Then, the abnormality determination unit 5 identifies the determined abnormality of the gear engagement as the cause of the abnormality of the speed reducer 11.

同様に、異常判定部5は、評価値算出部3により算出されたクーラント侵入モードm=2の評価値Uが、対応する異常モードの閾値Uset2以上となったとき、クーラント侵入の異常と判定する。そして、異常判定部5は、判定したクーラント侵入の異常が、減速機11の異常の原因と特定する。 Similarly, when the evaluation value U 2 of the coolant intrusion mode m = 2 calculated by the evaluation value calculation unit 3 becomes equal to or higher than the threshold value U set 2 of the corresponding abnormality mode, the abnormality determination unit 5 determines that the coolant intrusion is abnormal. judge. Then, the abnormality determination unit 5 identifies the determined abnormality of the coolant intrusion as the cause of the abnormality of the speed reducer 11.

上述の如く、各異常モードでの過去の動作データを反映した高精度な評価値と、各異常モードに応じて設定された閾値と、を比較することで、外乱などの影響を受けることなく、減速機11の異常を高精度に判定できる。さらに、異常モード毎に減速機11の異常を判定することで、異常原因の特定を行うことができる。例えば、ユーザは、特定された減速機11の異常原因に対して即座かつ適切な対応を行うことができる。 As described above, by comparing the highly accurate evaluation value reflecting the past operation data in each abnormal mode with the threshold value set according to each abnormal mode, the evaluation value is not affected by disturbance or the like. The abnormality of the speed reducer 11 can be determined with high accuracy. Further, the cause of the abnormality can be identified by determining the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode. For example, the user can take an immediate and appropriate response to the identified cause of abnormality of the speed reducer 11.

異常判定部5は、各異常モードにおける異常の判定結果や異常原因を、ユーザに対し報知装置6などを用いて報知してもよい。報知装置6は、例えば、判定結果や異常原因などを表示する表示装置、その旨を報知するライト装置、スピーカ、第3者に遠隔的に報知する通信装置などを含む。また、異常判定部5は、各異常モードにおける異常の判定結果に応じて、表示装置に該減速機11の交換を指示する表示をさせてもよい。 The abnormality determination unit 5 may notify the user of the abnormality determination result and the abnormality cause in each abnormality mode by using the notification device 6 or the like. The notification device 6 includes, for example, a display device that displays a determination result, an abnormality cause, and the like, a light device that notifies the fact, a speaker, a communication device that remotely notifies a third party, and the like. Further, the abnormality determination unit 5 may display the display device instructing the replacement of the speed reducer 11 according to the abnormality determination result in each abnormality mode.

図4は、本実施形態に係る異常判定装置による異常判定方法のフローを示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of an abnormality determination method by the abnormality determination device according to the present embodiment.

動作データ取得部2は、制御装置15からの指令電流値及び回転センサ14からの回転情報に基づいて、指令電流値の平均値、最大値、振幅、標準偏差、モータ13の回転数、回転角など現在の動作データを取得する(ステップS101)。 The operation data acquisition unit 2 has an average value, a maximum value, an amplitude, a standard deviation, a rotation speed of the motor 13, and an angle of rotation of the command current value based on the command current value from the control device 15 and the rotation information from the rotation sensor 14. Etc. Acquire the current operation data (step S101).

評価値算出部3は、記憶部4に記憶された減速機11の異常の形態を示す異常モードでの過去の動作データと、動作データ取得部2により取得された現在の動作データと、の相関係数を異常モード毎に算出する(ステップS102)。 The evaluation value calculation unit 3 is a phase of the past operation data in the abnormality mode indicating the abnormal form of the speed reducer 11 stored in the storage unit 4 and the current operation data acquired by the operation data acquisition unit 2. The number of relationships is calculated for each abnormal mode (step S102).

評価値算出部3は、算出した各異常モードの相関係数と、動作データ取得部2により取得された対応する現在の動作データと、を乗算し、該乗算結果を加算することで、異常モード毎の評価値を算出する(ステップS103)。 The evaluation value calculation unit 3 multiplies the calculated correlation coefficient of each abnormal mode by the corresponding current operation data acquired by the operation data acquisition unit 2, and adds the multiplication result to obtain the abnormal mode. The evaluation value for each is calculated (step S103).

異常判定部5は、各異常モードの閾値と、評価値算出部3により算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、異常モード毎に減速機11の異常を判定し、該異常の原因を特定する(ステップS104)。 The abnormality determination unit 5 determines the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode by comparing the threshold value of each abnormality mode with the corresponding evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit 3, respectively, and determines the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode. (Step S104).

異常判定部5は、各異常モードにおける異常の判定結果及び異常原因を、ユーザに対し報知装置6などを用いて報知する(ステップS105)。 The abnormality determination unit 5 notifies the user of the abnormality determination result and the abnormality cause in each abnormality mode by using the notification device 6 or the like (step S105).

以上、本実施形態に係る異常判定装置1は、減速機11の動作時における複数の動作データを取得する動作データ取得部2と、減速機11の異常の形態を示す異常モードでの過去の動作データと、動作データ取得部2により取得された現在の動作データと、の相関係数を異常モード毎に算出し、該算出した相関係数と現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算することで、異常モード毎の評価値を算出する評価値算出部3と、各異常モードの閾値を記憶する記憶部4と、記憶部4により記憶された各異常モードの閾値と、評価値算出部3により算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、異常モード毎に減速機11の異常を判定し、該異常の原因を特定する異常判定部5と、を備えている。 As described above, the abnormality determination device 1 according to the present embodiment has the operation data acquisition unit 2 for acquiring a plurality of operation data during the operation of the speed reducer 11 and the past operation in the abnormality mode indicating the abnormality form of the speed reducer 11. The correlation coefficient between the data and the current operation data acquired by the operation data acquisition unit 2 is calculated for each abnormal mode, the calculated correlation coefficient is multiplied by the current operation data, and the multiplication result is obtained. The evaluation value calculation unit 3 that calculates the evaluation value for each abnormal mode by adding, the storage unit 4 that stores the threshold value of each abnormal mode, the threshold value of each abnormal mode stored by the storage unit 4, and the evaluation value. By comparing the corresponding evaluation values calculated by the calculation unit 3 with each other, the abnormality determination unit 5 for determining the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode and identifying the cause of the abnormality is provided. ..

これにより、各異常モードでの過去の動作データを反映した評価値と、各異常モードに応じて設定された閾値とを比較することで、外乱などの影響を受けることなく、減速機11の異常を高精度に判定できる。さらに、異常モード毎に減速機11の異常を判定することで、異常原因の特定を行うことができる。すなわち、減速機11の異常を高精度に判定しつつ、異常原因の特定を行うことができる。 As a result, by comparing the evaluation value reflecting the past operation data in each abnormal mode with the threshold value set according to each abnormal mode, the speed reducer 11 is abnormal without being affected by disturbance or the like. Can be judged with high accuracy. Further, the cause of the abnormality can be identified by determining the abnormality of the speed reducer 11 for each abnormality mode. That is, it is possible to identify the cause of the abnormality while determining the abnormality of the speed reducer 11 with high accuracy.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

本発明は、例えば、図4に示す処理を、CPU1aにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。 The present invention can also be realized, for example, by causing the CPU 1a to execute a computer program for the process shown in FIG.

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。 Programs can be stored and supplied to a computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, It includes a CD-R / W and a semiconductor memory (for example, a mask ROM, a PROM (Programmable ROM), an EPROM (Erasable PROM), a flash ROM, and a RAM (random access memory)).

プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 The program may be supplied to the computer by various types of transient computer readable media. Examples of temporary computer-readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

1 異常判定装置、2 動作データ取得部、3 評価値算出部、3 評価値算出部、4 記憶部、5 異常判定部、6 報知装置、10 ロボット、11 減速機、12 関節部、13 モータ、14 回転センサ、15 制御装置 1 Abnormality judgment device, 2 Operation data acquisition unit, 3 Evaluation value calculation unit, 3 Evaluation value calculation unit, 4 Storage unit, 5 Abnormality judgment unit, 6 Notification device, 10 Robot, 11 Reducer, 12 Joint part, 13 Motor, 14 rotation sensor, 15 control device

Claims (4)

ロボットに設けられた減速機の異常を判定する異常判定装置であって、
前記減速機の動作時における複数の動作データを取得する動作データ取得手段と、
前記減速機の異常の形態を示す異常モードでの過去の前記動作データと、前記動作データ取得手段により取得された現在の前記動作データと、の相関係数を前記異常モード毎に算出し、該算出した相関係数と前記現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算することで、前記異常モード毎の評価値を算出する評価値算出手段と、
前記各異常モードに対する閾値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶された各異常モードの閾値と、前記評価値算出手段により算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、前記異常モード毎に前記減速機の異常を判定し、該異常の原因を特定する異常判定手段と、
を備える、ことを特徴とする異常判定装置。
It is an abnormality determination device that determines the abnormality of the speed reducer installed in the robot.
An operation data acquisition means for acquiring a plurality of operation data during operation of the speed reducer, and
The correlation coefficient between the past operation data in the abnormality mode indicating the abnormality form of the speed reducer and the current operation data acquired by the operation data acquisition means is calculated for each abnormality mode, and the correlation coefficient is calculated. An evaluation value calculation means for calculating an evaluation value for each abnormal mode by multiplying the calculated correlation coefficient and the current operation data and adding the multiplication result.
A storage means for storing the threshold value for each abnormal mode and
By comparing the threshold value of each abnormality mode stored by the storage means with the corresponding evaluation value calculated by the evaluation value calculation means, the abnormality of the speed reducer is determined for each abnormality mode. An abnormality determining means for identifying the cause of the abnormality, and
An abnormality determination device comprising.
請求項1記載の異常判定装置であって、
前記異常モードは、
前記減速機内のギアの異物噛み込みよる異常モード、前記減速機内のクーラント侵入による異常モード、前記減速機内のベアリングの故障による異常モード、前記減速機内の潤滑油の劣化による異常モード、および、前記減速機内のギアの摩耗による異常モード、のうち少なくとも1つを含む、
ことを特徴とする異常判定装置。
The abnormality determination device according to claim 1.
The abnormal mode is
Abnormal mode due to foreign matter biting in the gear in the speed reducer, abnormal mode due to coolant intrusion in the speed reducer, abnormal mode due to bearing failure in the speed reducer, abnormal mode due to deterioration of lubricating oil in the speed reducer, and deceleration. Including at least one of the abnormal modes due to wear of the gears in the aircraft,
An abnormality determination device characterized in that.
請求項1又は2記載の異常判定装置であって、
前記動作データは、前記減速機を駆動するモータに対する指令電流値の平均値、該指令電流値の最大値、該指令電流値の振幅、前記モータの回転数、および、該モータの回転角、のうち少なくとも1つを含む、
ことを特徴とする異常判定装置。
The abnormality determination device according to claim 1 or 2.
The operation data includes the average value of the command current values for the motor driving the speed reducer, the maximum value of the command current value, the amplitude of the command current value, the rotation speed of the motor, and the rotation angle of the motor. Including at least one of them,
An abnormality determination device characterized in that.
ロボットに設けられた減速機の異常を判定する異常判定方法であって、
前記減速機の動作時における複数の動作データを取得するステップと、
前記減速機の異常の形態を示す異常モードでの過去の前記動作データと、取得された現在の前記動作データと、の相関係数を前記異常モード毎に算出し、該算出した相関係数と前記現在の動作データとを乗算し、該乗算結果を加算することで、前記異常モード毎の評価値を算出するステップと、
前記各異常モードに対し設定された閾値と、前記算出された対応する評価値と、を夫々比較することで、前記異常モード毎に前記減速機の異常を判定し、該異常の原因を特定するステップと、
を含む、ことを特徴とする異常判定方法。
This is an abnormality determination method for determining an abnormality in the speed reducer provided in the robot.
A step of acquiring a plurality of operation data during the operation of the speed reducer, and
The correlation coefficient between the past operation data in the abnormality mode indicating the abnormality form of the speed reducer and the acquired current operation data is calculated for each abnormality mode, and the calculated correlation coefficient is used. A step of calculating an evaluation value for each abnormal mode by multiplying the current operation data and adding the multiplication result.
By comparing the threshold value set for each abnormality mode with the calculated corresponding evaluation value, the abnormality of the speed reducer is determined for each abnormality mode, and the cause of the abnormality is identified. Steps and
An abnormality determination method comprising.
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