JP7358049B2 - Control methods, programs, recording media, robot systems, and article manufacturing methods - Google Patents

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Description

本発明は、ロボット装置の関節を駆動する駆動系の故障を診断する処理を行うロボット診断方法、ロボット診断装置、制御プログラム、記録媒体、生産システム、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a robot diagnostic method, a robot diagnostic device, a control program, a recording medium, a production system, and an article manufacturing method for diagnosing a failure in a drive system that drives joints of a robot device.

従来、工業用製品の物品の生産現場において、様々なロボット装置が使用されており、近年では、より複雑な動作を行える多軸多関節のロボットアームを備えたロボット装置が普及している。 Conventionally, various robot devices have been used at production sites for industrial products, and in recent years, robot devices equipped with multi-axis, multi-joint robot arms that can perform more complex operations have become widespread.

この種の工業用に用いられるロボット装置のロボットアームの構成は、リンクと関節の構造により分類すると、垂直多関節構成、水平多関節構成などのようなものがある。しかしながら、いずれのアーム構成においても、関節の駆動系の構造は類似しており、回転駆動源となるモータの駆動力をプーリ、ベルト、減速機(ギヤ)などの伝達系によって被駆動側のリンクに伝達する構成が用いられている。 The configurations of the robot arm of this type of industrial robot device can be categorized according to the structure of links and joints, such as a vertical multi-joint configuration and a horizontal multi-joint configuration. However, in both arm configurations, the structure of the joint drive system is similar, and the driving force of the motor that is the rotational drive source is transferred to the driven side link by a transmission system such as a pulley, belt, reducer (gear), etc. A configuration is used that transmits the following information.

このようなロボットアームを構成するモータ駆動力の伝達系は、例えば稼働時間が長くなるに従い、故障や性能低下を生じる確率が高くなってくる。このような故障や性能低下には、減速機の歯の摩耗によるバックラッシュ量の増加、プーリとモータ軸を固定するビスの緩みによるガタの発生、などが含まれる。このような故障や性能低下により、各関節の角度伝達精度が低下し、ロボットアームの動作精度の低下を生じる。そのため、近年では、ロボットアームの故障診断に関する様々な技術が提案されている。 For example, as the operating time of the motor driving force transmission system that constitutes such a robot arm increases, the probability of failure or performance deterioration increases. Such failures and performance deterioration include an increase in the amount of backlash due to wear of the teeth of the reducer, and backlash due to loosening of the screws that secure the pulley and motor shaft. Due to such failures and performance deterioration, the angle transmission accuracy of each joint decreases, resulting in a decrease in the motion accuracy of the robot arm. Therefore, in recent years, various techniques regarding failure diagnosis of robot arms have been proposed.

例えば、下記の特許文献1では、トルク検出手段が検出するモータトルク値がほぼ零となる区間を駆動ギヤ間のバックラッシュ発生区間として検出することが考えられている。特許文献1では、同区間時のモータ回転量から求めたバックラッシュ量と閾値との比較により、故障判定を行う。また、下記の特許文献2では、モータ軸とプーリの締結部のガタを検出するために、モータ回転位置を特定の制御周期で検出し、制御周期毎の単位時間当たりの移動量を一定時間積算して求めた値と閾値と比較する手法が考えられている。 For example, in Patent Document 1 listed below, it is considered to detect a section where the motor torque value detected by the torque detection means is almost zero as a section where backlash occurs between drive gears. In Patent Document 1, failure is determined by comparing the backlash amount obtained from the motor rotation amount during the same section with a threshold value. In addition, in Patent Document 2 below, in order to detect play in the joint between the motor shaft and the pulley, the motor rotational position is detected at a specific control cycle, and the amount of movement per unit time for each control cycle is integrated over a certain period of time. A method has been considered that compares the value obtained using the above method with a threshold value.

特開平9-201745号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-201745 特開2009-142956号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-142956

しかしながら、特許文献1では、故障診断の対象は減速機のみに限定されている。また、特許文献2では、故障診断の対象はプーリの締結部のみに限定されている。即ち、これらの従来技術の故障診断の対象は、いずれも特定の部位に限定されている。そのため、特許文献1および2のような診断対象が限られた装置を用いようとすると、ロボットアームの各部の駆動系の構成が異なれば、駆動系の構成ごとに異なる診断装置を配置する必要があり、ロボット装置全体が複雑化する可能性がある。 However, in Patent Document 1, the target of failure diagnosis is limited to only the reduction gear. Further, in Patent Document 2, the target of failure diagnosis is limited to only the fastening portion of the pulley. That is, the target of failure diagnosis in these conventional techniques is limited to a specific location. Therefore, when trying to use a device with a limited number of diagnostic targets as in Patent Documents 1 and 2, if the configuration of the drive system of each part of the robot arm is different, it is necessary to arrange a different diagnostic device for each drive system configuration. There is a possibility that the entire robot device becomes complicated.

本発明の課題は、ロボット装置の関節の駆動系の構成部位の故障ないし性能低下を汎用的に検出でき、また、故障ないし性能低下に係る構成部位を特定できるようにすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to universally detect failures or performance deterioration in components of a drive system for joints of a robot device, and to specify components related to failures or performance deterioration.

本発明の一つの態様は、ロボットと、前記ロボットの関節を駆動するモータからの第1トルクを伝達し第2トルクとして出力する少なくともつの機器と、制御装置と、を備えるロボットシステムの制御方法において、前記制御装置が、前記モータの回転方向が反転する際の前記第1トルクを取得する第1トルク取得工程と、前記制御装置が、前記モータの回転方向が反転する際の前記第2トルクを取得する第2トルク取得工程と、前記制御装置が、前記第1トルクと、前記第2トルクと、前記機器それぞれの故障状態を特定するためのデータと、に基づき、前記少なくともつの機器のうち故障状態となっている機器を特定する特定工程と、を含む、ことを特徴とする制御方法である。 One aspect of the present invention is a method for controlling a robot system including a robot, at least two devices that transmit a first torque from a motor that drives joints of the robot and output it as a second torque, and a control device. A first torque acquisition step in which the control device acquires the first torque when the rotation direction of the motor is reversed; and a first torque acquisition step in which the control device acquires the second torque when the rotation direction of the motor is reversed. a second torque acquisition step of acquiring a second torque of the at least two devices based on the first torque, the second torque, and data for identifying a failure state of each of the devices; This control method is characterized in that it includes the step of identifying a device that is in a failure state.

上記構成によれば、モータの回転方向が反転する際に、駆動トルクと、出力トルクと、駆動系の故障部位を特定可能なプロファイルデータと、を比較し、ロボット装置の関節の駆動系の構成部位の故障ないし性能低下を汎用的に検出することができる。 According to the above configuration, when the rotation direction of the motor is reversed, the drive torque, the output torque, and the profile data that can identify the failure part of the drive system are compared, and the drive system of the joint of the robot device is configured. It is possible to universally detect failures or performance deterioration in parts.

本発明を実施可能なロボットシステムを模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a robot system capable of implementing the present invention. 図1のロボットアームの関節の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of joints of the robot arm in FIG. 1. FIG. 図2のモータ軸側プーリを示す説明図である。3 is an explanatory diagram showing a motor shaft side pulley in FIG. 2. FIG. 本発明の実施形態に係るロボット診断装置の制御系の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a control system of a robot diagnostic device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1における制御装置の機能構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing the functional configuration of a control device in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 故障ないし性能低下を生じていない状態における駆動トルクと出力トルクを示した波形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing drive torque and output torque in a state where no failure or performance deterioration occurs. 故障判定に用いるプロファイルデータを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing profile data used for failure determination. (a)はモータ軸側プーリの適正な状態における同プーリ周辺の構成、および駆動トルク、出力トルクを、また、(b)はモータ軸側プーリの止めねじが緩んだ故障状態の同プーリ周辺の構成、および駆動トルク、出力トルクを示した説明図である。(a) shows the configuration around the motor shaft pulley in its proper state, as well as the drive torque and output torque, and (b) shows the surroundings of the same pulley in a faulty state where the set screw of the motor shaft pulley has loosened. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration, driving torque, and output torque. 本発明の実施形態に係るロボット関節の駆動制御の要部を示したフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart showing a main part of drive control of a robot joint according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1における故障診断プログラムの流れを示したフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart showing the flow of a failure diagnosis program in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態2における制御装置の機能構成を示したブロック図である。It is a block diagram showing the functional composition of a control device in Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態2における故障診断プログラムの流れを示したフローチャート図である。FIG. 7 is a flowchart showing the flow of a failure diagnosis program in Embodiment 2 of the present invention.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す構成はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the configuration shown below is just an example, and for example, the detailed configuration can be changed as appropriate by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Moreover, the numerical values taken up in this embodiment are reference numerical values, and do not limit the present invention.

なお、以上では、「故障ないし性能低下」とある程度の幅を持った障害の範囲を差すような表現によってロボット装置の関節の駆動系に生じる問題に言及してきた。以下では、「故障ないし性能低下」と一々記述するのは煩雑であるから、単に「故障」の一語によって、上記してきた「故障ないし性能低下」の範囲の障害を表現する。以下では、「故障」と言う場合は上記の「故障ないし性能低下」と同等の事象を意味するものとする。以下では、「故障」と言う場合は、例えば、機構の部材の破損や摩滅などから、機構の制御精度の低下などまでを含んだ、ある程度の幅を持った障害の範囲を意味する。 In the above, we have referred to problems that occur in the drive system of the joints of robot devices using expressions such as "failure or performance deterioration" that refer to a range of failures that have a certain range. In the following, since it is cumbersome to describe each of the terms "failure or performance deterioration," failures within the scope of the above-mentioned "failure or performance deterioration" will be expressed simply by the word "failure." In the following, when we say "failure," we mean an event equivalent to the above-mentioned "failure or performance decline." In the following, when we say "failure", we mean a range of failures that have a certain range, including, for example, damage or wear and tear of the members of the mechanism to a decrease in the control accuracy of the mechanism.

<実施形態1>
以下、本発明に係る実施形態1につき図1~図10を参照して説明する。図1は本発明に係るロボット診断を実施可能なロボットシステム500の概略構成を示している。図1に示すように、ロボットシステム500は、工業製品ないしその部品などの物品を製造すべく、ワークWに対して組立てや加工に係る操作を行うロボット装置100を備える。また、ロボットシステム500は、ロボット装置100を制御するロボット制御装置200と、ロボット制御装置200に接続されたティーチングペンダント300と、を備えている。ロボットシステム500は、工業製品ないしその部品などの物品を製造する生産ライン(生産システム)に、特定の作業工程を実施するよう、配置することができる。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 shows a schematic configuration of a robot system 500 that can perform robot diagnosis according to the present invention. As shown in FIG. 1, the robot system 500 includes a robot device 100 that performs operations related to assembly and processing on a workpiece W in order to manufacture articles such as industrial products or their parts. The robot system 500 also includes a robot control device 200 that controls the robot device 100 and a teaching pendant 300 connected to the robot control device 200. The robot system 500 can be placed in a production line (production system) for manufacturing articles such as industrial products or their parts so as to perform a specific work process.

ロボット装置100は、例えば6軸多関節構成のロボットアーム101と、ロボットアーム101の先端に接続されたハンド(エンドエフェクタ)102と、を備えている。なお、ロボットアーム101としては垂直多関節の構成のものを例示しているが、パラレルリンク構成など他のリンク結合構成を有するものであっても本発明は同様に実施できる。 The robot device 100 includes, for example, a six-axis multi-joint robot arm 101 and a hand (end effector) 102 connected to the tip of the robot arm 101. Although the robot arm 101 has a vertical multi-joint configuration, the present invention can be implemented in the same manner even if the robot arm 101 has other link connection configurations such as a parallel link configuration.

ロボットアーム101は、作業台に固定されるベース部101aと、変位や力を伝達する複数のリンク121~126と、各リンク121~126を旋回又は回転可能に連結する複数の関節111~116と、を備えている。なお、本実施形態においては、複数の関節111~116は構成がほぼ同じであるため、リンク121とリンク122を連結する関節112を説明することで他の関節111、113~116の説明に換えるものとする。また、関節112と同じ構成の関節は、ロボットアーム101の複数の関節111~116のうちの少なくとも1カ所に備えていればよい。 The robot arm 101 includes a base portion 101a fixed to a workbench, a plurality of links 121 to 126 that transmit displacement and force, and a plurality of joints 111 to 116 that connect the links 121 to 126 so as to be pivotable or rotatable. , is equipped with. Note that in this embodiment, since the plurality of joints 111 to 116 have almost the same configuration, the description of the joint 112 that connects the link 121 and the link 122 will be replaced with the description of the other joints 111 and 113 to 116. shall be taken as a thing. Furthermore, a joint having the same configuration as joint 112 may be provided at at least one of the plurality of joints 111 to 116 of robot arm 101.

図2に示すように、関節112は、リンク121に取り付けられているサーボモータ(モータ)1と、サーボモータ1の回転角度を検出するエンコーダ11と、サーボモータ1の出力を減速する減速機12と、を備えている。また、関節112は、減速機12の出力側のトルクを検出するためのトルクセンサ15を備えている。なお、サーボモータ1とエンコーダ11との間には、必要に応じて、電源OFF時にロボットアーム101の姿勢を保持するためのブレーキユニットなどを設けるものとしてもよい。 As shown in FIG. 2, the joint 112 includes a servo motor (motor) 1 attached to a link 121, an encoder 11 that detects the rotation angle of the servo motor 1, and a reducer 12 that decelerates the output of the servo motor 1. It is equipped with. Further, the joint 112 includes a torque sensor 15 for detecting torque on the output side of the reducer 12. Note that a brake unit or the like may be provided between the servo motor 1 and the encoder 11, if necessary, to maintain the posture of the robot arm 101 when the power is turned off.

サーボモータ1の出力軸であるモータ軸2には、モータ軸側プーリ3が取り付けられている。また、減速機入力軸7には、減速機側プーリ6が取り付けられ、これら各プーリと、モータ軸側プーリ3と減速機側プーリ6の間に架装されたベルト5を介して、サーボモータ1の駆動力が減速機12に伝達される。リンク121には、軸受8、9、10が配置され、これら軸受を介して支持されたモータ軸2、減速機入力軸7、リンク122は滑らかに回動することができる。 A motor shaft pulley 3 is attached to a motor shaft 2 that is the output shaft of the servo motor 1. Further, a reducer side pulley 6 is attached to the reducer input shaft 7, and the servo motor 1 driving force is transmitted to the speed reducer 12. Bearings 8, 9, and 10 are arranged on the link 121, and the motor shaft 2, reducer input shaft 7, and link 122 supported through these bearings can rotate smoothly.

上記の駆動系(伝達系)の出力側、例えば減速機12の出力側にはトルクセンサ15が装着されている。トルクセンサ15は、減速機12とリンク122とを結合してこれらの間で駆動トルクを伝達するとともに、その大きさを検出する。トルクセンサ15から取得されるトルクは、以下では、関節の駆動系の出力側におけるトルクを意図して、「出力トルク」ということがある。なお、以下に示す制御では、駆動系(伝達系)の入力側、特にサーボモータ1が発生している駆動トルクを取得する必要があり、以下では駆動電流に基づき駆動トルクを算出する例を示す。しかしながら、トルクセンサ15と同様のセンサを駆動系(伝達系)の入力側、例えばモータ軸側プーリ3の入力側などに配置してサーボモータ1が発生している駆動トルクを取得することも考えられる。 A torque sensor 15 is attached to the output side of the drive system (transmission system), for example, the output side of the reduction gear 12. The torque sensor 15 connects the reducer 12 and the link 122, transmits the driving torque between them, and detects the magnitude thereof. The torque acquired from the torque sensor 15 is sometimes referred to as "output torque" hereinafter, with the intention of referring to the torque on the output side of the drive system of the joint. In addition, in the control shown below, it is necessary to obtain the drive torque generated by the input side of the drive system (transmission system), especially the servo motor 1. Below, an example will be shown in which the drive torque is calculated based on the drive current. . However, it is also possible to obtain the drive torque generated by the servo motor 1 by placing a sensor similar to the torque sensor 15 on the input side of the drive system (transmission system), for example, on the input side of the motor shaft side pulley 3. It will be done.

図3は、モータ軸側プーリ3の要部を拡大して示している。同図のように、この構成では、モータ軸2の一部が直線状に切り欠かれ、モータ軸2とモータ軸側プーリ3が一体に回動できるよう止めねじ4で固定されている。ベルト5は例えばいわゆるコッグドベルトであり、その表面には図のような歯が形成されており、モータ軸側プーリ3に形成された不図示の歯と噛み合うことでモータ軸側プーリ3の回転がベルト5に伝達する。当然ながら、減速機側プーリ6も上記同様に構成される。 FIG. 3 shows a main part of the motor shaft side pulley 3 in an enlarged manner. As shown in the figure, in this configuration, a part of the motor shaft 2 is cut out linearly, and the motor shaft 2 and the motor shaft side pulley 3 are fixed with a set screw 4 so that they can rotate together. The belt 5 is, for example, a so-called cogged belt, and teeth as shown in the figure are formed on its surface, and by meshing with teeth (not shown) formed on the motor shaft side pulley 3, the rotation of the motor shaft side pulley 3 is controlled by the belt. 5. Naturally, the reducer side pulley 6 is also configured in the same manner as described above.

減速機12は平歯車で、入力部である駆動歯車13と、出力部である従動歯車14と、を備えている。駆動歯車13は減速機入力軸7に接続され、従動歯車14は、トルクセンサ15に接続されている。従動歯車14は、駆動歯車13に対し、その径は大きく歯数も多い。 The speed reducer 12 is a spur gear and includes a driving gear 13 that is an input section and a driven gear 14 that is an output section. The drive gear 13 is connected to the reducer input shaft 7 , and the driven gear 14 is connected to a torque sensor 15 . The driven gear 14 has a larger diameter and a larger number of teeth than the drive gear 13.

一般に、駆動歯車の歯数に対する、従動歯車の歯数の比(=従動歯車の歯数/駆動歯車の歯数)は減速比として取り扱うことができる。例えば、減速比Nのとき、従動歯車の回転数は駆動歯車の回転数の1/Nに減速される。すなわち、サーボモータ1の回転は、モータ軸2、モータ軸側プーリ3、ベルト5、減速機側プーリ6、減速機入力軸7を介して減速機12に入力され、これらから成る駆動系(伝達系)により減速される。このような伝達系の構成により、リンク121とリンク122とが相対的に回動する速度、ないしはその関節が発生するトルクが制御される。 Generally, the ratio of the number of teeth of a driven gear to the number of teeth of a drive gear (=number of teeth of driven gear/number of teeth of drive gear) can be treated as a reduction ratio. For example, when the reduction ratio is N, the rotation speed of the driven gear is reduced to 1/N of the rotation speed of the drive gear. That is, the rotation of the servo motor 1 is input to the reducer 12 via the motor shaft 2, the motor shaft pulley 3, the belt 5, the reducer pulley 6, and the reducer input shaft 7, and the drive system (transmission system). This configuration of the transmission system controls the speed at which the links 121 and 122 rotate relative to each other, or the torque generated by their joints.

トルクセンサ15には、例えば歪ゲージ式のものを使用することができる(駆動系の入力側に配置されるトルクセンサも同様)。歪ゲージ方式では、トルクセンサ15にトルクが加わった時に弾性体の歪量を弾性体に装着した歪みゲージで計測し、計測した歪量に相当する検出量として、トルクを取得することができる。 For example, a strain gauge type torque sensor can be used as the torque sensor 15 (the same applies to a torque sensor disposed on the input side of the drive system). In the strain gauge method, when torque is applied to the torque sensor 15, the amount of strain in the elastic body is measured with a strain gauge attached to the elastic body, and the torque can be obtained as a detected amount corresponding to the measured amount of strain.

本実施形態では、ロボットアーム101の関節111~116、リンク121~126は、関節111を例に説明した構成を有するものとする。ただし、以下では関節111、リンク121に係る制御を説明するものとし、必ずしも他の関節やリンクに関して全く同様の構成が配置されることは必須ではない。また、以下では、上記の1関節の駆動系において、モータ軸2、モータ軸側プーリ3、ベルト5、減速機側プーリ6、減速機入力軸7、減速機12を伝達系16と呼称することがある。 In this embodiment, the joints 111 to 116 and links 121 to 126 of the robot arm 101 have the configuration described using the joint 111 as an example. However, below, control related to the joint 111 and the link 121 will be explained, and it is not necessarily essential that the completely similar configurations be arranged for the other joints and links. Furthermore, in the above one-joint drive system, the motor shaft 2, motor shaft side pulley 3, belt 5, reducer side pulley 6, reducer input shaft 7, and reducer 12 will be referred to as a transmission system 16 below. There is.

図4は、本実施形態においてロボット装置100の故障診断(ロボット診断)を行うロボット制御装置200の制御系の構造を示している。なお、本実施形態では、故障診断を行う制御装置が、ロボット装置100の位置姿勢を制御するロボット制御装置200ないしその制御回路、特にCPU201であるものとするが、故障診断を行う制御装置の配置ないし実装形態は本発明を限定するものではない。例えば、後述の故障診断を行う制御装置は、ロボット装置100が配置されたロボットシステムを制御するロボットシステム制御装置のような装置であってもよい。このようなロボットシステム制御装置としては、例えば生産ラインに配置された生産機器を統合的に制御するPLCやシーケンサなどと呼ばれる統合制御装置が考えられる。また、例えば、後述の故障診断を行う制御装置は、ロボット装置100に外付けされた外部端末、PCやサーバコンピュータなどにより構成されていてもよい。あるいは、後述の故障診断を行う制御装置は、ロボット装置100に内蔵されていてもよい。なお、ロボット制御装置200とは異なる制御装置により、後述の故障診断を行う場合には、サーボモータ1の駆動トルクや、駆動系の出力トルクなどに係る制御情報は適当な通信手段を介して故障診断を行う制御装置に伝達されるものとする。この制御情報を伝送する通信手段には、任意のネットワークや制御信号線を用いてよい。 FIG. 4 shows the structure of a control system of a robot control device 200 that performs failure diagnosis (robot diagnosis) of the robot device 100 in this embodiment. In this embodiment, it is assumed that the control device that performs failure diagnosis is the robot control device 200 that controls the position and orientation of the robot device 100 or its control circuit, particularly the CPU 201, but the arrangement of the control device that performs failure diagnosis The implementation form does not limit the present invention. For example, a control device that performs failure diagnosis, which will be described later, may be a device such as a robot system control device that controls a robot system in which the robot device 100 is arranged. As such a robot system control device, for example, an integrated control device called a PLC or a sequencer that integrally controls production equipment arranged on a production line can be considered. Further, for example, a control device that performs failure diagnosis, which will be described later, may be configured by an external terminal externally attached to the robot device 100, a PC, a server computer, or the like. Alternatively, a control device that performs failure diagnosis, which will be described later, may be built into the robot device 100. Note that when a failure diagnosis, which will be described later, is performed using a control device different from the robot control device 200, control information related to the drive torque of the servo motor 1, the output torque of the drive system, etc., is transmitted to the failure diagnosis via an appropriate communication means. shall be transmitted to the control device that performs the diagnosis. Any network or control signal line may be used as the communication means for transmitting this control information.

図4に示すように、ロボット制御装置200は、CPU(演算部)201と、ROM202と、RAM203と、HDD(記憶部)204と、記録ディスクドライブ205と、各種のインタフェース211~216と、を備えている。 As shown in FIG. 4, the robot control device 200 includes a CPU (computation unit) 201, a ROM 202, a RAM 203, an HDD (storage unit) 204, a recording disk drive 205, and various interfaces 211 to 216. We are prepared.

CPU201には、ROM202、RAM203、HDD204、記録ディスクドライブ205および各種のインタフェース211~216が、バス217を介して接続されている。ROM202には、BIOS等の基本プログラムが格納されている。RAM203は、CPU201の演算処理結果を一時的に記憶する記憶装置である。 A ROM 202, a RAM 203, an HDD 204, a recording disk drive 205, and various interfaces 211 to 216 are connected to the CPU 201 via a bus 217. The ROM 202 stores basic programs such as BIOS. The RAM 203 is a storage device that temporarily stores arithmetic processing results of the CPU 201.

HDD204は、CPU201の演算処理結果である各種のデータ等を記憶する記憶部を構成し、例えば、各種の演算処理をCPU201に実行させるためのプログラム(例えば、後述する故障個所判定プログラム331)を記録する。CPU201は、HDD204に記録(格納)されたプログラムに基づいて各種演算処理を実行する。記録ディスクドライブ205は、記録ディスク206に記録された各種データや制御プログラム等を読み出すことができる。なお、記録ディスク206は、例えば各種の光ディスクのような着脱可能な記録媒体から構成される。もし、記録ディスク206に後述の制御プログラムが格納されている場合は、記録ディスク206は、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成する。 The HDD 204 constitutes a storage unit that stores various data etc. that are the results of calculation processing by the CPU 201, and stores, for example, programs for causing the CPU 201 to execute various calculation processing (for example, a failure location determination program 331 to be described later). do. The CPU 201 executes various calculation processes based on programs recorded (stored) in the HDD 204 . The recording disk drive 205 can read various data, control programs, etc. recorded on the recording disk 206. Note that the recording disk 206 is composed of a removable recording medium such as various optical disks, for example. If a control program to be described later is stored on the recording disk 206, the recording disk 206 constitutes a computer-readable recording medium of the present invention.

インタフェース211には、ユーザが操作可能なティーチングペンダント300が接続されている。このティーチングペンダント300は、入力された各関節111~116の目標関節角度をインタフェース211およびバス217を介してCPU201に出力する。また、インタフェース212には、エンコーダ11が接続されており、パルス信号をインタフェース212およびバス217を介してCPU201に出力する。同様に、インタフェース213には、トルクセンサ15が接続されており、電圧信号をインタフェース213およびバス217を介してCPU201に出力する。また、インタフェース214,215には、各種画像や文字情報が表示されるモニタ311や書き換え可能な不揮発性メモリや外付けHDD等の外部記憶装置312が接続されている。後述のように、モニタ311は、例えばロボット装置100の関節の故障発生の有無ないし故障部位(故障個所)を識別可能な情報を出力するために用いることができる。 A teaching pendant 300 that can be operated by a user is connected to the interface 211 . The teaching pendant 300 outputs the input target joint angles of the joints 111 to 116 to the CPU 201 via the interface 211 and the bus 217. Further, the encoder 11 is connected to the interface 212 and outputs a pulse signal to the CPU 201 via the interface 212 and the bus 217. Similarly, the torque sensor 15 is connected to the interface 213 and outputs a voltage signal to the CPU 201 via the interface 213 and the bus 217. Further, connected to the interfaces 214 and 215 are a monitor 311 on which various images and text information are displayed, and an external storage device 312 such as a rewritable nonvolatile memory or an external HDD. As will be described later, the monitor 311 can be used, for example, to output information that can identify the presence or absence of a failure in a joint of the robot device 100 or the failure location (failure location).

また、インタフェース216にはサーボ制御装置313が接続されている。CPU201は、サーボモータ1のモータ軸2の回転角度の制御量を示す駆動指令のデータを、例えば所定の時間間隔でバス217およびインタフェース216を介してサーボ制御装置313に出力する。サーボ制御装置313は、CPU201から入力を受けた駆動指令に基づき、サーボモータ1への電流の出力量を演算し、サーボモータ1へ電流を供給して、ロボットアーム101の関節111~116の関節角度制御を行う。即ち、CPU201は、サーボ制御装置313を介して、関節111~116の角度が目標関節角度となるように、サーボモータ1による関節111~116の駆動を制御する。 Further, a servo control device 313 is connected to the interface 216. The CPU 201 outputs drive command data indicating the control amount of the rotation angle of the motor shaft 2 of the servo motor 1 to the servo control device 313 via the bus 217 and the interface 216 at predetermined time intervals, for example. The servo control device 313 calculates the amount of current output to the servo motor 1 based on the drive command input from the CPU 201, supplies the current to the servo motor 1, and controls the joints 111 to 116 of the robot arm 101. Perform angle control. That is, the CPU 201 controls the driving of the joints 111 to 116 by the servo motor 1 via the servo control device 313 so that the angles of the joints 111 to 116 become the target joint angles.

ここで、故障診断プログラム、例えば後述する故障個所判定プログラム331、トルク取得プログラム330を実行する際にCPU201およびHDD204が果す機能構成を図5により説明する。図5は、本実施形態1に係るロボットシステム500の制御系の機能ブロック構成を示している。 Here, the functional configuration performed by the CPU 201 and the HDD 204 when executing a failure diagnosis program, for example, a failure location determination program 331 and a torque acquisition program 330, which will be described later, will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a functional block configuration of a control system of a robot system 500 according to the first embodiment.

図5に示すように、CPU201が後述する故障個所判定プログラム331を実行することにより、以下のような各機能ブロックが構成される。これらは、例えば、関節反転動作判定部401と、モータ電流取得部402と、駆動トルク演算部403と、出力トルク取得部404と、バックラッシュ時間演算部405と、トルク差分演算部406と、故障個所判定部407である。また、RAM203は、トルク記憶部408を備え、HDD204(あるいはROM202)は、プロファイル記憶部409を備えている。 As shown in FIG. 5, the following functional blocks are configured by the CPU 201 executing a failure location determination program 331, which will be described later. These include, for example, a joint reversal motion determination unit 401, a motor current acquisition unit 402, a drive torque calculation unit 403, an output torque acquisition unit 404, a backlash time calculation unit 405, a torque difference calculation unit 406, and a failure This is a location determination unit 407. Further, the RAM 203 includes a torque storage section 408, and the HDD 204 (or ROM 202) includes a profile storage section 409.

モータ電流取得部402は、特定の制御周期毎に(例えば100μ秒周期毎に)サーボモータ1に流れる三相の電流値をA/D変換し、A/D変換値から三相の電流値を求める。A/D変換値から電流値は、電流検出ICの電流検出感度係数から求められる変換式をもって算出される。なお、ここでA/D変換値ないしは電流値をローパスフィルタに通しノイズを除去してもよい。 The motor current acquisition unit 402 A/D converts the three-phase current values flowing through the servo motor 1 at each specific control cycle (for example, every 100 μsec cycle), and obtains the three-phase current values from the A/D converted values. demand. The current value is calculated from the A/D converted value using a conversion formula determined from the current detection sensitivity coefficient of the current detection IC. Note that here, the A/D conversion value or the current value may be passed through a low-pass filter to remove noise.

駆動トルク演算部403は、モータ電流取得部402で取得した三相電流をベクトル変換しq軸電流iqを求め、さらにトルク定数Kと減速比Nを乗算し、駆動トルクτ(=N×K×i)を求める。算出された駆動トルクτは、トルク記憶部408に保存される。ここで、q軸電流iとは、三相電流においてトルクに寄与する成分であり、下の式(1)、(2)によって求めることができる。また、i、i、iは三相電流を示し、θはサーボモータ1の電気角を示す。 The drive torque calculation unit 403 vector-converts the three-phase current acquired by the motor current acquisition unit 402 to obtain the q-axis current iq, and further multiplies the torque constant Kt by the reduction ratio N to obtain the drive torque τ i (=N× K t ×i q ) is calculated. The calculated driving torque τ i is stored in the torque storage unit 408. Here, the q-axis current i q is a component that contributes to torque in the three-phase current, and can be determined by the following equations (1) and (2). Further, i u , i v , and i w represent three-phase currents, and θ represents the electrical angle of the servo motor 1.

Figure 0007358049000001
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Figure 0007358049000002
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出力トルク取得部404は、トルクセンサ15の出力信号をA/D変換し、A/D変換値から出力トルクτを求める。出力トルクτはトルク記憶部408に保存される。同A/D変換値から出力トルクτへの変換は、トルク変換式により行われる。このトルク変換式は、予めトルクセンサ15単体の状態で、特定のトルクを印加したときのA/D変換値をサンプリングし、印加トルクとA/D変換値の関係性から求める。 The output torque acquisition unit 404 performs A/D conversion on the output signal of the torque sensor 15, and obtains the output torque τ o from the A/D conversion value. The output torque τ o is stored in the torque storage section 408 . Conversion from the A/D converted value to the output torque τ o is performed using a torque conversion formula. This torque conversion formula is obtained by sampling the A/D conversion value when a specific torque is applied to the torque sensor 15 alone, and from the relationship between the applied torque and the A/D conversion value.

トルク記憶部408は、駆動トルクτと出力トルクτの時系列データをそれぞれ別個に保存する領域であり、リングバッファの構造をとる。ロボットアーム101起動開始から駆動トルクτと出力トルクτを保存し始め、一定時間(例えば10秒)経過したら最古のデータを最新のデータに置き換える。このようなリングバッファ制御によって、常に現時点から一定時間分過去に遡った最新のデータを保存することができる。 The torque storage unit 408 is an area that separately stores time series data of the driving torque τ i and the output torque τ o , and has a ring buffer structure. The drive torque τ i and the output torque τ o begin to be saved from the start of the robot arm 101, and after a certain period of time (for example, 10 seconds) has passed, the oldest data is replaced with the latest data. With such ring buffer control, it is possible to always store the latest data that goes back a certain amount of time from the current point in time.

関節反転動作判定部401は、サーボ制御装置313から呼び出されると、エンコーダ11から受けたパルス信号をカウントして回転角度を求める。回転方向(回転角度の符号)が反転するタイミングから所定時間(例えば4秒)経過したタイミングで、故障個所判定プログラム331を読み出す。 When called by the servo control device 313, the joint reversal motion determination unit 401 counts pulse signals received from the encoder 11 to determine the rotation angle. The failure location determination program 331 is read out at a timing when a predetermined period of time (for example, 4 seconds) has elapsed from the timing at which the rotation direction (sign of the rotation angle) is reversed.

通常、ロボットアーム101の動作は複数の工程動作から構成される。そして、本実施形態では、例えば工程動作において故障診断を実行するかを定義した故障診断タイミングの定義情報をユーザが予めサーボ制御装置313に設定しておくことができるものとする。あるいは、後述するように故障診断タイミングの定義情報を、自動作成することも考えられる。 Normally, the operation of the robot arm 101 consists of a plurality of process operations. In the present embodiment, it is assumed that the user can set in the servo control device 313 in advance, for example, failure diagnosis timing definition information that defines whether failure diagnosis is to be performed in a process operation. Alternatively, it is also possible to automatically create definition information for failure diagnosis timing, as will be described later.

次に、本実施形態における故障個所判定プログラム331について説明する。本実施形態の故障個所判定プログラム331は、関節の駆動系が故障し、故障部位が生じたことを検出し、また、その故障部位を特定することができるよう構成されている。 Next, the failure location determination program 331 in this embodiment will be explained. The failure location determination program 331 of this embodiment is configured to be able to detect that a joint drive system has failed and a failure location has occurred, and also to be able to specify the failure location.

バックラッシュ時間演算部405は、トルク記憶部408に保存された出力トルクτの時系列データを参照する。出力トルクτは、例えば図6のような波形となる。なお、トルク記憶部408に保存されている駆動トルクτと出力トルクτは、例えばデジタル化された数値データである場合があるが、図6では理解を容易にするためアナログ波形を図示している。 The backlash time calculation unit 405 refers to the time series data of the output torque τ o stored in the torque storage unit 408. The output torque τ o has a waveform as shown in FIG. 6, for example. Note that the driving torque τ i and the output torque τ o stored in the torque storage unit 408 may be, for example, digitized numerical data, but analog waveforms are shown in FIG. 6 for ease of understanding. ing.

図6において、実線が出力トルクτ、一点鎖線が駆動トルクτに対応づけられている。このとき、出力トルクτがほぼゼロである時間をバックラッシュ時間Tblとする。このバックラッシュ時間Tblが駆動歯車13と従動歯車14の間でバックラッシュが発生している時間である。 In FIG. 6, the solid line corresponds to the output torque τ o and the dashed line corresponds to the drive torque τ i . At this time, the time during which the output torque τ o is approximately zero is defined as a backlash time T bl . This backlash time Tbl is the time during which backlash occurs between the driving gear 13 and the driven gear 14.

トルク差分演算部406は、駆動トルク演算部403が算出し、トルク記憶部408に保存された駆動トルクτと、トルクセンサ15から取得し、トルク記憶部408に保存された出力トルクτの時系列データを参照する。駆動トルクτと出力トルクτとしては、例えば図6のようなデータが格納されている。図6において、バックラッシュ時間Tblにおける駆動トルクτの最小値と、出力トルクτの最小値の差分がトルク差分τioとなる。 The torque difference calculation unit 406 calculates the drive torque τ i calculated by the drive torque calculation unit 403 and stored in the torque storage unit 408 and the output torque τ o acquired from the torque sensor 15 and stored in the torque storage unit 408. Reference time series data. For example, data as shown in FIG. 6 is stored as the drive torque τ i and the output torque τ o . In FIG. 6, the difference between the minimum value of the drive torque τ i and the minimum value of the output torque τ o at the backlash time T bl is the torque difference τ io .

故障個所判定部407は、バックラッシュ時間演算部405が算出したバックラッシュ時間Tblと、トルク差分演算部406が算出したトルク差分τioと、プロファイル記憶部409が保存している故障個所判定プロファイル332(図7)とを比較する。これにより故障診断が行われる。 The failure location determination unit 407 uses the backlash time Tbl calculated by the backlash time calculation unit 405, the torque difference τio calculated by the torque difference calculation unit 406, and the failure location determination profile stored in the profile storage unit 409. 332 (FIG. 7). This allows fault diagnosis to be performed.

図7は、横軸にバックラッシュ時間、縦軸にトルク差分を取り、故障個所判定プロファイル332の論理的な構造の一例を示している。図7の故障個所判定プロファイル332は、ロボットアーム101の伝達系16のモータ軸側プーリ3、ベルト5、減速機側プーリ6、減速機12のいずれが故障しているかを示すプロファイルデータである。このような故障プロファイルを含むプロファイルデータは、例えば複数次元の数値を格納したテーブルメモリなどの形式でROM202などの記憶領域に作成しておく。 FIG. 7 shows an example of the logical structure of the failure location determination profile 332, with backlash time plotted on the horizontal axis and torque difference plotted on the vertical axis. The failure location determination profile 332 in FIG. 7 is profile data indicating which of the motor shaft side pulley 3, belt 5, reduction gear side pulley 6, and reduction gear 12 of the transmission system 16 of the robot arm 101 is in failure. Profile data including such a failure profile is created in a storage area such as the ROM 202 in the form of a table memory that stores numerical values in multiple dimensions, for example.

例えば、トルク差分演算部406が算出したトルク差分τioと故障個所判定プロファイル332を比較することにより、次のような故障診断が可能となる。例えば、トルク差分演算部406が算出したトルク差分τioが、0≦τio<τのときモータ軸側プーリ3が故障であることが示される。また、τ≦τio<τのときベルト5が故障であることが示される。また、τ≦τio<τのとき減速機側プーリ6が故障であることが示される。さらに、τ≦τioで、かつバックラッシュ時間演算部405が算出したバックラッシュ時間TblがTbl≧Tのときは、減速機12が故障であることが示される。 For example, by comparing the torque difference τ io calculated by the torque difference calculation unit 406 with the failure location determination profile 332, the following failure diagnosis becomes possible. For example, when the torque difference τ io calculated by the torque difference calculation unit 406 is 0≦τ ioa , it is indicated that the motor shaft side pulley 3 is malfunctioning. Further, when τ a ≦τ iob, it is indicated that the belt 5 is in failure. Further, when τ b ≦τ ioc, it is indicated that the reducer side pulley 6 is at fault. Furthermore, when τ c ≦τ io and the backlash time T bl calculated by the backlash time calculation unit 405 is T bl ≧T a , it is indicated that the reducer 12 is malfunctioning.

図8(a)は、モータ軸側プーリ3廻りの正常動作時の状態、およびその時の駆動トルクτと出力トルクτを示している。図8(b)は、故障時の状態、およびその時の駆動トルクτと出力トルクτを示している。 FIG. 8A shows the state around the motor shaft pulley 3 during normal operation, and the drive torque τ i and output torque τ o at that time. FIG. 8(b) shows the state at the time of failure and the drive torque τ i and output torque τ o at that time.

図8(a)に示すように、正常時では、止めねじ4は十分な締め付け状態にある。この状態では、このときモータ軸2がモータ軸側プーリ3に対し相対的に回転しないように止めねじ4で固定されており、モータ軸2とモータ軸側プーリ3は一体で動き、サーボモータ1の動力を伝達する。このとき駆動トルクτと出力トルクτは、例えば、図8(a)下部のグラフのようになる。 As shown in FIG. 8(a), under normal conditions, the set screw 4 is in a sufficiently tightened state. In this state, the motor shaft 2 is fixed with a set screw 4 so as not to rotate relative to the motor shaft pulley 3, and the motor shaft 2 and the motor shaft pulley 3 move together, and the servo motor 1 transmits power. At this time, the drive torque τ i and the output torque τ o are, for example, as shown in the graph at the bottom of FIG. 8(a).

一方、図8(b)に示すように、故障時は、止めねじ4の締め付けが緩み、モータ軸2とモータ軸側プーリ3の間にガタ(間隙)が生じる。サーボモータ1を駆動すると、ガタ(間隙)が解消されるまでの間、モータ軸2はモータ軸側プーリ3に対し相対的に動いてしまう。このとき駆動トルクτと出力トルクτは図8(b)下部のグラフのようになる。即ち、モータ軸2がモータ軸側プーリ3に対し相対的に動いている間、サーボモータ1にかかる負荷トルクが小さくなり、駆動トルクτは小さくなる。その結果、トルク差分τioは、0≦τio<τとなり、故障個所判定プロファイル332を参照することにより、モータ軸側プーリ3の故障、と判定できる。 On the other hand, as shown in FIG. 8(b), in the event of a failure, the tightening of the set screw 4 is loosened, and a play (gap) is generated between the motor shaft 2 and the motor shaft side pulley 3. When the servo motor 1 is driven, the motor shaft 2 moves relative to the motor shaft pulley 3 until the backlash (gap) is eliminated. At this time, the drive torque τ i and the output torque τ o become as shown in the lower graph of FIG. 8(b). That is, while the motor shaft 2 is moving relative to the motor shaft pulley 3, the load torque applied to the servo motor 1 becomes smaller, and the driving torque τ i becomes smaller. As a result, the torque difference τ io becomes 0≦τ ioa , and by referring to the failure location determination profile 332, it can be determined that the motor shaft side pulley 3 has failed.

本実施形態では、上記のように、実際の駆動トルクτと出力トルクτのトルク差分の値と、故障個所判定プロファイル332に格納されているトルク差分の値とを比較することで故障判定を行っている。しかしながら、故障個所判定プロファイル332には、他の形式のプロファイルデータを格納しておくことも考えられる。 In this embodiment, as described above, failure is determined by comparing the value of the torque difference between the actual drive torque τ i and the output torque τ o with the value of the torque difference stored in the failure location determination profile 332. It is carried out. However, it is also possible to store profile data in other formats in the failure location determination profile 332.

例えば、図8に示したように、伝達装置の故障時、実際の駆動トルクτと出力トルクτの差分の変化に、特有の形状を有する波形が生じることがある。そこで、故障個所判定プロファイル332に、駆動系に含まれる伝達装置の故障を特定可能な、例えばトルク差分の変化の波形を表現したプロファイルデータを格納しておくことが考えられる。これにより、実際の駆動トルクτと出力トルクτの差分の変化の波形と、故障個所判定プロファイル332に格納されているプロファイルデータを比較することにより、駆動系の特定の伝達装置の故障を検出することができる。プロファイルデータとして格納するデータ形式としては、トルク差分の変化の波形を表現したトルク差分の2次微分、変曲点のタイミング(時刻)など特有のトルク差分の変化特性を識別できるものであれば任意の形式を用いてよい。 For example, as shown in FIG. 8, when a transmission device fails, a waveform having a unique shape may occur in the change in the difference between the actual drive torque τ i and the output torque τ o . Therefore, it is conceivable to store, in the failure location determination profile 332, profile data that can identify a failure in a transmission device included in the drive system, and that represents, for example, a waveform of a change in torque difference. As a result, by comparing the waveform of the change in the difference between the actual drive torque τ i and the output torque τ o with the profile data stored in the failure location determination profile 332, a failure in a specific transmission device of the drive system can be detected. can be detected. The data format to be stored as profile data is arbitrary as long as it can identify the unique change characteristics of the torque difference, such as the quadratic differential of the torque difference that expresses the waveform of the change in the torque difference, or the timing (time) of an inflection point. The format may be used.

ロボットアーム101の伝達系16が故障したと判断した場合、故障個所判定部407は、モニタ311に故障の発生、ないし故障個所を識別可能な情報、例えば警告情報を出力する。故障個所判定部407の情報出力の形式は、モニタ311などへの表示出力、プリンタへの出力、ブザー音や合成音声などを用いた音声出力など、任意の形式であってよい。例えば表示出力形式であれば、「関節xx(の減速機/xxプーリ)で故障が発生しています」などの文字情報の他、警告の際、駆動トルクτと出力トルクτおよびトルク差分τioとバックラッシュ時間Tblのような制御情報を同時に表示してもよい。また、文字情報に換えて、任意のアイコンやシンボルによって、上記の表示例の一部を置換することにしてもよい。さらに、故障個所判定部407は、当該の関節を非常停止させるべく、サーボ制御装置313にサーボモータ1の停止信号を送信してもよい。 When it is determined that the transmission system 16 of the robot arm 101 has failed, the failure location determining unit 407 outputs information that can identify the occurrence of the failure or the location of the failure, such as warning information, to the monitor 311. The format of information output by the failure location determination unit 407 may be any format, such as display output to the monitor 311, output to a printer, audio output using a buzzer sound, synthesized voice, or the like. For example, in the display output format, in addition to text information such as "A failure has occurred in the joint xx (reducer/xx pulley)", in the case of a warning, the drive torque τ i , the output torque τ o, and the torque difference Control information such as τ io and backlash time T bl may be displayed simultaneously. Further, a part of the above display example may be replaced with an arbitrary icon or symbol instead of text information. Further, the failure location determination unit 407 may transmit a stop signal for the servo motor 1 to the servo control device 313 in order to emergency stop the joint in question.

次に、図7に示された故障個所判定プロファイル332を構成するプロファイルデータの設計方法について説明する。ロボットシステム500が使用される生産装置における組立・搬送動作は所定の動作の繰り返しであり、同じ動作におけるロボットアーム101の関節112にかかるトルクは毎回ほぼ同じである。そこで、所定の組立・搬送動作において、故障診断タイミングを定めておく。この故障診断タイミングの定義情報は、関節112の反転動作を必ず含むよう設定される。あるいは、反転故障診断タイミングの定義情報を、自動作成することも考えられる。例えば、CPU201がロボットアーム101を制御する教示情報を解析すれば、特定の関節の特定動作、例えばその関節の回転が反転するようなタイミング、あるいはそのタイミングを含む区間を決定することができる。 Next, a method of designing profile data constituting the failure location determination profile 332 shown in FIG. 7 will be described. The assembly/transfer operations in the production equipment in which the robot system 500 is used are repeated predetermined operations, and the torque applied to the joints 112 of the robot arm 101 during the same operation is approximately the same each time. Therefore, a failure diagnosis timing is determined in a predetermined assembly/transfer operation. This failure diagnosis timing definition information is set to always include the reversal motion of the joint 112. Alternatively, it is also possible to automatically create the definition information of the reversal fault diagnosis timing. For example, if the CPU 201 analyzes the teaching information for controlling the robot arm 101, it is possible to determine a specific movement of a specific joint, for example, the timing at which the rotation of the joint is reversed, or the interval including that timing.

故障個所判定プロファイル332は、故障診断タイミングにおける関節112にかかるトルクから設計される。例えば、故障診断タイミングにおいて、図8(b)のように止めねじ4の締め付けが緩み、モータ軸2とモータ軸側プーリ3の間にガタが生じる。その場合、ガタが解消されるまでの間はサーボモータ1にかかる負荷トルクはほぼゼロであるので、サーボモータ1に流れる電流は無負荷電流である。無負荷電流にトルク定数Ktと減速比Nを乗算することで駆動トルクが求められ、同値が故障個所判定プロファイル332におけるτとなる。 The failure location determination profile 332 is designed from the torque applied to the joint 112 at the failure diagnosis timing. For example, at the time of failure diagnosis, the tightening of the set screw 4 becomes loose as shown in FIG. 8(b), and play occurs between the motor shaft 2 and the motor shaft side pulley 3. In that case, the load torque applied to the servo motor 1 is approximately zero until the backlash is eliminated, so the current flowing through the servo motor 1 is a no-load current. The drive torque is obtained by multiplying the no-load current by the torque constant Kt and the reduction ratio N, and the same value becomes τ a in the failure location determination profile 332.

また、ベルト5の歯が摩耗し、減速機側プーリ6との間で滑る場合、サーボモータ1にかかるトルクは、起動トルクとモータ軸側プーリ3のイナーシャを回すのに必要なトルクとベルト5と減速機側プーリ6の間の摩擦力によって発生するトルクの和である。すなわち同値が故障個所判定プロファイル332におけるτとなる。 In addition, when the teeth of the belt 5 are worn and slip between the belt 5 and the pulley 6 on the reducer side, the torque applied to the servo motor 1 is the starting torque, the torque required to turn the inertia of the motor shaft side pulley 3, and the belt 5. This is the sum of the torque generated by the frictional force between the pulley 6 on the reduction gear side and the pulley 6 on the reduction gear side. That is, the same value becomes τ b in the failure location determination profile 332.

さらに、減速機入力軸7と減速機側プーリ6を固定する不図示の止めねじが緩んで減速機入力軸7と減速機側プーリ6が相対的に動く。その場合、サーボモータ1にかかるトルクは、起動トルクとモータ軸側プーリ3、ベルト5、減速機側プーリ6を動かすためのトルクの和であり、同値が故障個所判定プロファイル332におけるτとなる。 Further, a set screw (not shown) that fixes the reducer input shaft 7 and the reducer side pulley 6 becomes loose, and the reducer input shaft 7 and the reducer side pulley 6 move relative to each other. In that case, the torque applied to the servo motor 1 is the sum of the starting torque and the torque for moving the motor shaft side pulley 3, belt 5, and reduction gear side pulley 6, and the same value becomes τ c in the failure location determination profile 332. .

また、減速機12における駆動歯車13と従動歯車14との間の正常なバックラッシュ量は減速機の仕様書等で予め規定されている。バックラッシュ量をエンコーダ11のパルス値に直し、同パルス値と故障診断タイミングにおける関節112の回転速度からバックラッシュ発生時間がわかり、同値が故障個所判定プロファイル332におけるTとなる。なお、回転速度はロボットアーム101が生産装置で稼動する際の関節112の回転速度と同じとする。 Further, the normal amount of backlash between the driving gear 13 and the driven gear 14 in the reducer 12 is predefined in the specifications of the reducer. The backlash amount is converted into a pulse value of the encoder 11, and the backlash occurrence time is determined from the pulse value and the rotational speed of the joint 112 at the failure diagnosis timing, and the same value becomes Ta in the failure location determination profile 332. Note that the rotational speed is the same as the rotational speed of the joint 112 when the robot arm 101 operates in the production equipment.

以上の方法によって設計された故障個所判定プロファイル332は、プロファイル記憶部409に例えば閾値のデータリストのような形式で保存してもよいし、ルックアップテーブルとして保存してもよい。また、τ、τ、τ、Tを予め実験的に求めておく構成であってもよい。 The failure location determination profile 332 designed by the above method may be stored in the profile storage unit 409 in a format such as a threshold data list, or may be stored as a lookup table. Alternatively, τ a , τ b , τ c , and T a may be determined experimentally in advance.

次に、ロボットアーム101の駆動トルク演算と出力トルク取得について、図9を参照しながら説明する。図9は、ロボットアーム101の駆動トルク演算と出力トルク取得の処理動作の流れを示している。図9に示す各ステップ(制御工程)は、CPU201がHDD204に記憶されたトルク取得プログラム330を読み出して実行される。 Next, driving torque calculation and output torque acquisition of the robot arm 101 will be explained with reference to FIG. 9. FIG. 9 shows the flow of processing operations for calculating the drive torque of the robot arm 101 and obtaining the output torque. Each step (control process) shown in FIG. 9 is executed by the CPU 201 reading out the torque acquisition program 330 stored in the HDD 204.

図9において、制御周期(例えば100μ秒)毎にモータ電流取得部402はサーボモータ1の三相電流を取得する(ステップS1)。ステップS2で駆動トルク演算部403は三相電流をq軸電流iへと変換し、さらに同電流から駆動トルクτを求めトルク記憶部408に保存する。この時のトルク記憶部408へのデータ格納フォーマットは任意である。このように、本実施形態では、駆動トルク取得工程は、サーボモータ1の駆動電流を介して取得される。 In FIG. 9, the motor current acquisition unit 402 acquires the three-phase current of the servo motor 1 at every control period (for example, 100 μsec) (step S1). In step S2, the driving torque calculation unit 403 converts the three-phase current into a q -axis current iq, and further calculates the driving torque τ i from the current and stores it in the torque storage unit 408. The data storage format in the torque storage section 408 at this time is arbitrary. In this manner, in the present embodiment, the drive torque is acquired via the drive current of the servo motor 1 in the drive torque acquisition step.

同様に、制御周期(例えば100μ秒)毎に出力トルク取得部404はトルクセンサ15から出力トルクτを取得しトルク記憶部408へ保存する(ステップS3)。 Similarly, the output torque acquisition unit 404 acquires the output torque τ o from the torque sensor 15 at every control period (for example, 100 μsec) and stores it in the torque storage unit 408 (step S3).

ステップS4で、関節反転動作判定部401は、エンコーダ11から取得したパルス信号から回転角度を求め、回転角度が反転したらステップS5にてHDD204に記憶された故障個所判定プログラム331を読み出し、実行する。その後図9のトルク取得プログラム330は終了する。なお、回転角度が反転しなかった場合は、ステップS5を実行せずにただちにトルク取得プログラム330は終了する。 In step S4, the joint reversal motion determination unit 401 determines the rotation angle from the pulse signal obtained from the encoder 11, and when the rotation angle is reversed, in step S5, the failure location determination program 331 stored in the HDD 204 is read out and executed. Thereafter, the torque acquisition program 330 of FIG. 9 ends. Note that if the rotation angle is not reversed, the torque acquisition program 330 immediately ends without executing step S5.

次に、ロボットアーム101の伝達系16の故障個所判定処理について、図10を参照しながら説明する。図10は、ロボットアーム101の伝達系16の故障個所判定の処理の流れを示している。図10に示す各ステップは、CPU201がHDD204に記憶された故障個所判定プログラム331を読み出して実行される。 Next, a process for determining a failure location in the transmission system 16 of the robot arm 101 will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 shows the flow of processing for determining a failure location in the transmission system 16 of the robot arm 101. Each step shown in FIG. 10 is executed by the CPU 201 reading out the failure location determination program 331 stored in the HDD 204.

故障個所判定プログラム331が読み出されたタイミングから所定時間(例えば4秒)経過したタイミングで、バックラッシュ時間演算部405とトルク差分演算部406に、トルク記憶部408に保存されたデータの取得を実行させる(ステップS11)。 When a predetermined period of time (for example, 4 seconds) has elapsed since the failure location determination program 331 was read, the backlash time calculation section 405 and the torque difference calculation section 406 are instructed to acquire the data stored in the torque storage section 408. It is executed (step S11).

ステップS12において、バックラッシュ時間演算部405は、バックラッシュ時間Tblを求める。さらに、ステップS13において、トルク差分演算部406は、トルク差分τioを算出する。 In step S12, the backlash time calculation unit 405 calculates the backlash time Tbl . Furthermore, in step S13, the torque difference calculation unit 406 calculates the torque difference τ io .

ステップS14において、算出したトルク差分τioが0≦τio<τという条件を満たす場合は、ステップS15においてモータ軸側プーリ3を故障個所と判定し、その旨をモニタ311に表示する。同条件を満たさない場合は、ステップS16を実行する。 If the calculated torque difference τ io satisfies the condition 0≦τ ioa in step S14, the motor shaft side pulley 3 is determined to be a failure location in step S15, and this fact is displayed on the monitor 311. If the same condition is not satisfied, step S16 is executed.

ステップS16において、トルク差分τioがτ≦τio<τという条件を満たす場合は、ステップS17においてベルト5を故障個所と判定し、その旨をモニタ311に表示する。同条件を満たさない場合は、ステップS18を実行する。 In step S16, if the torque difference τ io satisfies the condition τ a ≦τ iob , the belt 5 is determined to be a failure location in step S17, and this fact is displayed on the monitor 311. If the same condition is not satisfied, step S18 is executed.

ステップS18において、トルク差分τioがτ≦τio<τという条件を満たす場合は、ステップS19において減速機側プーリ6を故障個所と判定し、その旨をモニタ311に表示する。同条件を満たさない場合は、ステップS20を実行する。 In step S18, if the torque difference τ io satisfies the condition τ b ≦τ ioc , the reduction gear pulley 6 is determined to be a failure location in step S19, and this fact is displayed on the monitor 311. If the same condition is not met, step S20 is executed.

ステップS20において、バックラッシュ時間TblがTbl≧Tという条件を満たす場合は、ステップS21において減速機12を故障個所と判定し、その旨をモニタ311に表示する。同条件を満たさない場合は、伝達系16に故障はなく正常であり故障個所判定プログラム331を終了する。 If the backlash time T bl satisfies the condition T bl ≧T a in step S20, the reducer 12 is determined to be a failure location in step S21, and this fact is displayed on the monitor 311. If the same condition is not met, there is no failure in the transmission system 16 and it is normal, and the failure location determination program 331 is terminated.

いずれかの個所の故障と判定した場合は、モニタ311に故障個所を特定可能な、上述の任意形式の識別情報を表示した後、ステップS22で、サーボ制御装置313に停止信号を送信する。これにより、関節の特定部位に故障を生じたロボット装置を非常(緊急)停止させることができる。その後、故障個所判定プログラム331を終了する。 If it is determined that there is a failure at any location, the above-mentioned arbitrary format identification information that can identify the failure location is displayed on the monitor 311, and then a stop signal is sent to the servo control device 313 in step S22. Thereby, it is possible to bring a robot device that has a failure in a specific part of a joint to an emergency stop. Thereafter, the failure location determination program 331 is terminated.

以上説明したように、本実施形態1のロボットシステム500によれば、ロボットアーム101の伝達系16(駆動系)の故障を検出することができる。また、プーリや減速機のように伝達方式の異なる複数の部位が伝達系16に含まれている場合でも、故障部位を特定することができる。故障個所判定プログラム331による故障診断は、駆動系のモータの駆動トルクと、駆動系の出力トルクと、予め作成したプロファイルデータを比較することにより、例えばロボットアーム101を分解することなく実施できる。 As described above, according to the robot system 500 of the first embodiment, a failure in the transmission system 16 (drive system) of the robot arm 101 can be detected. Furthermore, even if the transmission system 16 includes a plurality of parts such as pulleys and reducers that use different transmission methods, the faulty part can be identified. Failure diagnosis using the failure location determination program 331 can be performed without disassembling the robot arm 101, for example, by comparing the drive torque of the drive system motor, the output torque of the drive system, and profile data created in advance.

<実施形態2>
図11に、本実施形態2に係るロボットシステム500の機能構成を示す。図11は、実施形態1の図5と同等の様式により、故障診断を行う制御装置の構成を機能ブロック図として示している。本実施形態では、ロボットシステム500の基本構成は実施形態1と同様であるものとし、以下では重複した説明は省略する。また、上述の実施形態1と同一ないし同様の構成部材については、以下でも同一の参照符号を用い、その詳細な説明は省略する。
<Embodiment 2>
FIG. 11 shows a functional configuration of a robot system 500 according to the second embodiment. FIG. 11 shows the configuration of a control device that performs failure diagnosis as a functional block diagram in the same format as FIG. 5 of the first embodiment. In this embodiment, the basic configuration of the robot system 500 is assumed to be the same as that in Embodiment 1, and redundant explanation will be omitted below. Further, the same reference numerals will be used below for the same or similar constituent members as in the first embodiment described above, and detailed description thereof will be omitted.

実施形態1では、故障診断タイミングにおける回転速度は、故障個所判定プロファイル332を設計した際の回転速度と同じであるものとして取り扱っていた。しかしながら、ロボットシステム500が使用される生産装置のタクトタイムの関係で、故障個所判定プロファイル332を取得したときの回転速度から変化する場合が考えられる。その場合、バックラッシュ時間Tblを回転速度に応じて補正する必要がある。この補正手段について述べる。 In the first embodiment, the rotation speed at the failure diagnosis timing is treated as being the same as the rotation speed when the failure location determination profile 332 is designed. However, due to the takt time of the production equipment in which the robot system 500 is used, the rotation speed may change from the rotation speed when the failure location determination profile 332 is acquired. In that case, it is necessary to correct the backlash time T bl according to the rotation speed. This correction means will be described below.

以下では、主に実施形態1と異なるバックラッシュ時間Tblを回転速度に応じて補正する構成ないしその制御につき説明する。まず、CPU201およびHDD204が制御プログラムを実行することにより実施形態2に係る回転速度に応じたバックラッシュ時間Tblの補正処理を実行する際に実現される機能ブロックを図11を参照して説明する。図11は、実施形態2に係るロボットシステム500の制御系を示す機能ブロック図である。 Below, the configuration and control thereof that correct the backlash time T bl in accordance with the rotational speed, which is different from the first embodiment, will be mainly explained. First, functional blocks realized when the CPU 201 and the HDD 204 execute the control program to correct the backlash time T bl according to the rotational speed according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 11. . FIG. 11 is a functional block diagram showing a control system of a robot system 500 according to the second embodiment.

図11のバックラッシュ時間補正部410は、エンコーダ11から受けたパルス信号をカウントして回転角度を求め、回転角度の変動量から回転速度を求める。さらに、例えば下式(3)を用いて補正バックラッシュ時間Tbl’を求める。なお、下式(3)において、Tblは、バックラッシュ時間演算部405が求めたバックラッシュ時間、ωは故障個所判定プロファイル332を設計したときの回転速度であり、ωは、故障診断時の回転速度である。 The backlash time correction unit 410 in FIG. 11 calculates the rotation angle by counting the pulse signals received from the encoder 11, and calculates the rotation speed from the amount of variation in the rotation angle. Furthermore, the corrected backlash time Tbl ' is determined using, for example, the following equation (3). In the formula (3) below, T bl is the backlash time calculated by the backlash time calculation unit 405, ω 0 is the rotation speed when the failure location determination profile 332 is designed, and ω 1 is the rotation speed when the failure location determination profile 332 is designed. It is the rotational speed of time.

Figure 0007358049000003
Figure 0007358049000003

補正バックラッシュ時間Tbl’は、回転速度をωに換算したときの時間となり、故障個所判定プロファイル332を故障個所判定のために使用することができる。以上のような処理により、本実施形態2によれば関節の回転速度が故障個所判定プロファイル332を設計したときから変化した場合でも、バックラッシュ時間を回転速度で補正することによって、適切な故障診断を実施することができる。 The corrected backlash time T bl' is the time when the rotational speed is converted to ω 0 , and the failure location determination profile 332 can be used for failure location determination. Through the above-described processing, according to the second embodiment, even if the rotational speed of the joint has changed since the time when the failure location determination profile 332 was designed, the backlash time can be corrected by the rotational speed, so that an appropriate failure diagnosis can be performed. can be carried out.

図12に本実施形態2に係る故障個所判定プログラム331の処理動作を示すフローチャートを示す。図12に示す各ステップは、CPU201がHDD204に記憶された故障個所判定プログラム331を読み出して実行される。 FIG. 12 shows a flowchart showing the processing operation of the failure location determination program 331 according to the second embodiment. Each step shown in FIG. 12 is executed by the CPU 201 reading out the failure location determination program 331 stored in the HDD 204.

図12は、実施形態1の図10に対応するフローチャートであり、図12では図10と同一ないし同等のステップには同一のステップ番号を付してある。以下では、図12の故障個所判定プログラム331につき図10に示した実施形態1の処理と異なる部分のみ説明する。図12において、図10に示した実施形態1の処理と異なるのは、図10のステップS12の補正バックラッシュ時間取得処理に換えて、ステップS32、S33、S34の補正バックラッシュ時間取得の処理が用いられている点である。 FIG. 12 is a flowchart corresponding to FIG. 10 of the first embodiment, and in FIG. 12, the same or equivalent steps as in FIG. 10 are given the same step numbers. In the following, only the parts of the failure location determination program 331 shown in FIG. 12 that are different from the processing of the first embodiment shown in FIG. 10 will be explained. In FIG. 12, the difference from the process of the first embodiment shown in FIG. 10 is that the corrected backlash time acquisition process in steps S32, S33, and S34 is performed instead of the corrected backlash time acquisition process in step S12 in FIG. The point is that it is used.

図12のステップS11は、図10のステップS11と同等であり、ステップS32では、図10のステップS12と同様に、バックラッシュ時間Tblを取得する。続いて、ステップS33にて、バックラッシュ時間補正部410がエンコーダ11から受けたパルス信号をカウントして回転角度を求め、さらに回転速度を算出する。ステップS34では、バックラッシュ時間補正部410が、バックラッシュ時間TblとステップS33で求めた回転速度から上式(3)により補正バックラッシュ時間Tbl’を求める。以後、ステップS34で取得した補正バックラッシュ時間Tbl’を用いて、実施形態1の図10と同等の制御を行う。 Step S11 in FIG. 12 is equivalent to step S11 in FIG. 10, and in step S32, the backlash time T bl is obtained similarly to step S12 in FIG. Subsequently, in step S33, the backlash time correction unit 410 counts the pulse signals received from the encoder 11 to determine the rotation angle, and further calculates the rotation speed. In step S34, the backlash time correction unit 410 calculates a corrected backlash time Tbl' from the backlash time Tbl and the rotational speed obtained in step S33 using the above equation (3). Thereafter, the same control as in FIG. 10 of the first embodiment is performed using the corrected backlash time T bl' acquired in step S34.

以上説明したように、本実施形態によれば、バックラッシュ時間補正部410でバックラッシュ時間Tblを補正することができる。これにより、本実施形態によれば、関節の回転速度が故障個所判定プロファイル332を設計した時の回転速度から変化している場合でも、適切にロボット装置の関節の駆動系の故障診断を行うことができる。 As explained above, according to the present embodiment, the backlash time T bl can be corrected by the backlash time correction unit 410. As a result, according to the present embodiment, even if the rotational speed of the joint has changed from the rotational speed at which the failure location determination profile 332 was designed, it is possible to appropriately diagnose the failure of the drive system of the joint of the robot device. I can do it.

本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention provides a program that implements one or more of the functions of the embodiments described above to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved through processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

1…サーボモータ(モータ)、3…モータ軸側プーリ、5…ベルト、6…減速機側プーリ、11…エンコーダ、12…減速機、15…トルクセンサ、100…ロボット装置、101…ロボットアーム、111~116…関節、200…ロボット制御装置、201…CPU、204…HDD、300…ティーチングペンダント、500…ロボットシステム、W…ワーク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Servo motor (motor), 3...Motor shaft side pulley, 5...Belt, 6...Reducer side pulley, 11...Encoder, 12...Reducer, 15...Torque sensor, 100...Robot device, 101...Robot arm, 111 to 116...Joint, 200...Robot control device, 201...CPU, 204...HDD, 300...Teaching pendant, 500...Robot system, W...Work.

Claims (23)

ロボットと、前記ロボットの関節を駆動するモータからの第1トルクを伝達し第2トルクとして出力する少なくともつの機器と、制御装置と、を備えるロボットシステムの制御方法において、
前記制御装置が、前記モータの回転方向が反転する際の前記第1トルクを取得する第1トルク取得工程と、
前記制御装置が、前記モータの回転方向が反転する際の前記第2トルクを取得する第2トルク取得工程と、
前記制御装置が、前記第1トルクと、前記第2トルクと、前記機器それぞれの故障状態を特定するためのデータと、に基づき、前記少なくともつの機器のうち故障状態となっている機器を特定する特定工程と、を含む、
ことを特徴とする制御方法。
A method for controlling a robot system comprising a robot, at least two devices that transmit a first torque from a motor that drives a joint of the robot and output it as a second torque, and a control device,
a first torque acquisition step in which the control device acquires the first torque when the rotation direction of the motor is reversed;
a second torque acquisition step in which the control device acquires the second torque when the rotation direction of the motor is reversed;
The control device identifies a device that is in a failure state among the at least two devices based on the first torque, the second torque, and data for identifying a failure state of each of the devices. A specific step of
A control method characterized by:
請求項1に記載の制御方法において、
前記第2トルクは、前記少なくともつの機器の出力側に設けられたトルクセンサにより取得される、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 1,
The second torque is obtained by a torque sensor provided on the output side of the at least two devices.
A control method characterized by:
請求項1または2に記載の制御方法において、
前記データはプロファイルデータである、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 1 or 2,
the data is profile data;
A control method characterized by:
請求項1から3のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記制御装置は、前記特定工程において、前記第1トルクと前記第2トルクとの差分であるトルク差分と、前記データと、を比較することにより、前記少なくともつの機器のうち故障状態となっている機器を特定する、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to any one of claims 1 to 3,
In the identifying step, the control device determines which of the at least two devices is in a failure state by comparing a torque difference, which is a difference between the first torque and the second torque, with the data. identify the equipment that is
A control method characterized by:
請求項1から4のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記制御装置は、前記特定工程において、前記第1トルクと、前記第2トルクと、前記機器それぞれの故障状態を特定するためのデータに加え、前記少なくともつの機器の間においてバックラッシュが発生している区間の時間と、前記バックラッシュに対応するデータと、に基づき、前記少なくともつの機器のうち故障状態となっている機器を特定する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 1 to 4,
In the identifying step, the control device includes data for identifying failure states of the first torque, the second torque, and each of the devices, as well as data for determining whether backlash occurs between the at least two devices. identifying which of the at least two devices is in a faulty state based on the time of the interval and the data corresponding to the backlash;
A control method characterized by:
請求項5に記載の制御方法において、
前記制御装置は、前記特定工程において、前記時間を、前記バックラッシュが発生した際の前記モータの速度と、前記バックラッシュに対応するデータを取得した際の前記モータの速度と、に基づき補正することで、前記少なくともつの機器のうち故障状態となっている機器を特定する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 5,
In the specific step, the control device corrects the time based on the speed of the motor when the backlash occurs and the speed of the motor when data corresponding to the backlash is acquired. to identify a device in a failure state among the at least two devices;
A control method characterized by:
請求項1から6のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記制御装置は、前記特定工程において、前記第1トルクと前記第2トルクとの差分の変化する波形の形状と、前記波形に対応するデータと、に基づき、前記少なくともつの機器のうち故障状態となっている機器を特定する、
ことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 1 to 6,
In the identifying step, the control device determines a failure state of the at least two devices based on a changing shape of a waveform of a difference between the first torque and the second torque and data corresponding to the waveform. Identify the device that is
A control method characterized by:
請求項1から7のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記少なくともつの機器に、減速機、プーリ、ベルト、のうちいずれか1つが含まれる、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to any one of claims 1 to 7,
The at least two devices include any one of a reducer, a pulley, and a belt.
A control method characterized by:
前記モータの回転方向が反転する際は、前記ロボットに設けられた減速機においてバックラッシュが発生することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の制御方法。 9. The control method according to claim 1, wherein when the rotational direction of the motor is reversed, backlash occurs in a reduction gear provided in the robot. 請求項に記載の制御方法において、
前記制御装置が、前記第1トルクと、前記第2トルクと、前記モータにおいて前記モータが無負荷の状態において発生するトルクとに基づき、前記モータの回転軸に設けられる第1プーリが故障状態となっているか否か特定する、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 9 ,
The control device determines that a first pulley provided on the rotating shaft of the motor is in a failure state based on the first torque, the second torque, and the torque generated in the motor when the motor is in a no-load state. determine whether or not
A control method characterized by:
請求項10に記載の制御方法において、
前記第1プーリの故障状態は、前記回転軸と前記第1プーリとにおいてガタが発生している状態である、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 10 ,
The failure state of the first pulley is a state in which play is occurring between the rotating shaft and the first pulley.
A control method characterized by:
請求項から11のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記制御装置が、前記第1トルクと、前記第2トルクと、前記モータの起動トルクと、前記モータの回転軸に設けられる第1プーリを回転させるために必要なトルクと、ベルトと前記減速機に設けられる第2プーリとの摩擦によって発生するトルクと、に基づき、前記ベルトが故障状態となっているか否か特定する、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to any one of claims 9 to 11 ,
The control device includes the first torque, the second torque, the starting torque of the motor, the torque necessary to rotate the first pulley provided on the rotating shaft of the motor, the belt, and the speed reducer. and determining whether or not the belt is in a failure state based on the torque generated by friction with a second pulley provided in the belt.
A control method characterized by:
請求項12に記載の制御方法において、
前記ベルトの故障状態は、前記ベルトの歯が摩耗している状態である、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 12 ,
The failure state of the belt is a state in which the teeth of the belt are worn;
A control method characterized by:
請求項から13のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記制御装置が、前記第1トルクと、前記第2トルクと、前記モータの起動トルクと、前記モータの回転軸に設けられる第1プーリと前記減速機に設けられる第2プーリとベルトを動作させるためのトルクと、に基づき、前記減速機と前記減速機に設けられる第2プーリとが故障状態となっているか否か特定する、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to any one of claims 9 to 13 ,
The control device operates the first torque, the second torque, the starting torque of the motor, a first pulley provided on the rotating shaft of the motor, a second pulley provided on the speed reducer, and a belt. determining whether or not the reduction gear and a second pulley provided in the reduction gear are in a failure state based on the torque for the reduction gear;
A control method characterized by:
請求項14に記載の制御方法において、
前記減速機と前記減速機に設けられる第2プーリとの故障状態は、前記減速機の入力軸と前記減速機に設けられる第2プーリとを固定するネジが緩んでいる状態である、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 14 ,
The failure state of the speed reducer and the second pulley provided in the speed reducer is a state in which a screw fixing the input shaft of the speed reducer and the second pulley provided in the speed reducer is loosened.
A control method characterized by:
請求項1から15のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記制御装置が、前記特定工程において特定した、故障状態となっている機器を識別可能な情報を出力する出力工程を含む、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to any one of claims 1 to 15 ,
an output step in which the control device outputs information that can identify the device that is in a failure state and that is identified in the identifying step;
A control method characterized by:
請求項16に記載の制御方法において、
前記制御装置が、前記出力工程を、表示装置への表示出力、プリンタ装置への出力、音声出力装置への音声出力、故障状態となっている機器を有する前記関節の停止、の少なくとも1つを用いて実行する、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 16 ,
The control device performs the output step at least one of display output to a display device, output to a printer device, audio output to an audio output device, and stopping of the joint having a device in a failure state. execute using
A control method characterized by:
請求項17に記載の制御方法において、
前記制御装置が、前記表示装置において、前記情報を、文字、トルク値、バックラッシュ時間、アイコン、シンボル、の少なくとも1つを用いて表示する、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 17 ,
The control device displays the information on the display device using at least one of characters, torque values, backlash times, icons, and symbols.
A control method characterized by:
請求項1から18のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記制御装置が、前記第1トルクを、前記モータを流れる電流と、トルク定数と、減速比と、に基づき取得する、
ことを特徴とする制御方法。
The control method according to any one of claims 1 to 18 ,
The control device obtains the first torque based on a current flowing through the motor, a torque constant, and a reduction ratio.
A control method characterized by:
請求項1から19のいずれか1項に記載の制御方法を実行可能なプログラム。 A program capable of executing the control method according to claim 1 . 請求項20に記載のプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium storing the program according to claim 20 . ロボットと、前記ロボットの関節を駆動するモータからの第1トルクを伝達し第2トルクとして出力する少なくともつの機器の状態を取得する制御装置を備えたロボットシステムにおいて、
前記制御装置が、前記モータの回転方向が反転する際の前記第1トルクを取得する第1トルク取得工程と、
前記制御装置が、前記モータの回転方向が反転する際の前記第2トルクを取得する第2トルク取得工程と、
前記制御装置が、前記第1トルクと、前記第2トルクと、前記機器それぞれの故障状態を特定するためのデータと、に基づき、前記少なくともつの機器のうち故障状態となっている機器を特定する特定工程と、実行する、
ことを特徴とするロボットシステム。
A robot system comprising a robot and a control device that acquires the states of at least two devices that transmit a first torque from a motor that drives joints of the robot and output it as a second torque,
a first torque acquisition step in which the control device acquires the first torque when the rotation direction of the motor is reversed;
a second torque acquisition step in which the control device acquires the second torque when the rotation direction of the motor is reversed;
The control device identifies a device that is in a failure state among the at least two devices based on the first torque, the second torque, and data for identifying a failure state of each of the devices. the specific process to be carried out,
A robot system characterized by:
請求項22に記載のロボットシステムを用いて物品の製造を行うことを特徴とする物品の製造方法。 A method for manufacturing an article, comprising manufacturing the article using the robot system according to claim 22 .
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