JPH0552712A - Fault precognition apparatus for production machine - Google Patents

Fault precognition apparatus for production machine

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Publication number
JPH0552712A
JPH0552712A JP21238691A JP21238691A JPH0552712A JP H0552712 A JPH0552712 A JP H0552712A JP 21238691 A JP21238691 A JP 21238691A JP 21238691 A JP21238691 A JP 21238691A JP H0552712 A JPH0552712 A JP H0552712A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
waveform
production machine
robot
vibration pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP21238691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Tamai
敏 玉井
Kazuo Suzuki
一雄 鈴木
Tetsuo Sakai
哲男 境
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP21238691A priority Critical patent/JPH0552712A/en
Publication of JPH0552712A publication Critical patent/JPH0552712A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To perform preventive maintenance for a production machine by detecting the vibration pattern of a moving member constituting the production machine. CONSTITUTION:The waveform from a vibration sensory which is provided at the working end of a robot, i.e., the free end, is converted into the digital signal with an a A/D converter 4. The power spectrum is obtained from the digital signal with an FFT means 5. In a judging means 6, the digital data outputted from the A/D converter 4 and the power spectrum obtained with the FFT means are compared with the data and the spectrum, which are obtained at the normal time and stored in a memory circuit 7. When the detected values are largely different from the values at the normal time in this comparison, the information is displayed a display means 9 and an alarm generating means 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生産機械の故障予知を
する故障予知装置に係るものであり、特に、多軸型の産
業用ロボットに使用して好適な故障予知装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a failure prediction device for predicting a failure of a production machine, and more particularly to a failure prediction device suitable for use in a multi-axis type industrial robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】生産工程に産業用ロボットが導入されて
久しいが、構成部品の非常に多いこのロボットにおいて
は、通常は稼動率の向上を図るために各種の予防保全が
行われている。その予防保全の1つに回転軸回りの機械
系の予防保全がある。産業用ロボットにおいては、この
部分の疲労が最も激しいものであり、また、この部分に
一旦故障が生じてしまうとその修理には非常に多くの時
間と費用を要する。このため、従来、図1に示すような
6自由度を有する産業用ロボットにおいてこの予防保全
を行なうに当たり、第1関節から第6関節を構成する関
節部のそれぞれに振動センサー20〜24を取り付け、
それぞれの関節部において単独の振動パターンを得るこ
とができるようにしてある。この振動センサーからの信
号はFFT25に入力されて高速フーリエ変換の処理が
施され、その処理後の波形はオシロスコープ26に表示
される。保全員は、このオシロスコープ26から出力さ
れる波形に基づき、一般回転機械振動診断理論を適用し
て、ベアリングに異常が発生しつつあるとか、軸受のガ
タが大きくなりつつあるなどの判断をする。
2. Description of the Related Art Although an industrial robot has been introduced into a production process for a long time, various preventive maintenance is usually performed for this robot having a large number of constituent parts in order to improve the operating rate. One of the preventive maintenance is preventive maintenance of the mechanical system around the rotating shaft. In an industrial robot, this part is the most fatigued, and once a failure occurs in this part, repairing it takes a great deal of time and money. For this reason, conventionally, in performing this preventive maintenance in an industrial robot having 6 degrees of freedom as shown in FIG. 1, vibration sensors 20 to 24 are attached to the joints forming the first joint to the sixth joint, respectively.
A single vibration pattern can be obtained at each joint. The signal from the vibration sensor is input to the FFT 25 and subjected to the fast Fourier transform processing, and the waveform after the processing is displayed on the oscilloscope 26. On the basis of the waveform output from the oscilloscope 26, the maintenance staff applies the general rotating machine vibration diagnosis theory to determine that the bearing is abnormal, the bearing is becoming loose, or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の故障診断装置にあっては、一般回転機械振動理論
を適用して故障診断を行なうようになっているから、各
関節部ごとに振動センサを取り付けなければならず、こ
の関節部を1つづつ独立に駆動させて各関節部ごとの振
動パターンを得る必要がある。つまり、この理論は回転
機器の故障診断に有効なものだからである。また、上述
の一般回転機械振動理論に基づく故障診断は、被駆動体
が高速回転する場合に有効なものであるから、通常は高
速回転とはほど遠い動きをするロボットの軸の故障診断
には、ある程度の傾向は認識できるもののその精度は必
ずしも良いとは言えない。従って、実際には、ロボット
の軸のベアリングの劣化状況までを把握することは困難
であり、軸回転に支障が出始めた時点で故障予知の診断
がされるのが常であった。さらに、その故障診断は、過
去の実績の統計処理に基づいて行われるために、過去の
実績としてのデータが少ない生産機械に対しては正確な
診断を行なうことができない。本発明は、このような従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、産業用ロ
ボットの自由端に設けた振動センサーによって各関節部
の振動パターンを検出し、この検出された振動パターン
に基づいて生産機械の故障予知をする故障予知装置の提
供を目的とする。
However, in such a conventional fault diagnosis device, since the general rotary machine vibration theory is applied to perform the fault diagnosis, the vibration is detected for each joint. It is necessary to attach a sensor, and it is necessary to independently drive the joints one by one to obtain a vibration pattern for each joint. In other words, this theory is effective for failure diagnosis of rotating equipment. Further, since the failure diagnosis based on the above general theory of rotation mechanical vibration is effective when the driven body rotates at a high speed, normally, for the failure diagnosis of the axis of the robot that moves far from the high speed rotation, Although a certain degree of tendency can be recognized, its accuracy is not always good. Therefore, in reality, it is difficult to understand the deterioration status of the bearing of the shaft of the robot, and it has always been the case that the failure prediction is diagnosed at the time when the rotation of the shaft begins to be hindered. Further, since the failure diagnosis is performed based on the statistical processing of past results, accurate diagnosis cannot be performed for a production machine having a small amount of data as past results. The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and detects a vibration pattern of each joint by a vibration sensor provided at a free end of an industrial robot, and detects the detected vibration pattern. An object of the present invention is to provide a failure prediction device that predicts a failure of a production machine based on the above.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、生産機械を構成する複数の移動部位から発
生されるそれぞれの移動部位毎の振動パターンを当該移
動部位の自由端で検出する振動検出手段と、当該生産機
械の正常動作時における当該自由端での基準振動パター
ンを記憶している記憶手段と、前記振動検出手段によっ
て随時検出された振動パターンを当該記憶手段に記憶さ
れている基準振動パターンと比較して、前記生産機械の
故障予知を図る故障予知手段とを有することを特徴とす
According to the present invention for achieving the above object, a vibration pattern for each moving part generated from a plurality of moving parts constituting a production machine is detected at a free end of the moving part. Vibration detecting means, storage means for storing a reference vibration pattern at the free end during normal operation of the production machine, and vibration pattern detected at any time by the vibration detecting means in the storage means. And a failure prediction means for predicting a failure of the production machine as compared with a reference vibration pattern that is present.

【0005】[0005]

【作用】このように構成した本発明は次のように作用す
る。振動検出手段は生産機械の各移動部位から発生する
振動パターンを移動部位の自由端で随時検出する。例え
ば、産業用ロボットであれば、その振動検出手段はロボ
ットのアーム作業端に取り付けられる。記憶手段は、こ
の生産機械の正常動作時におけるその自由端において検
出された振動パターンを基準振動パターンとして記憶し
ている。この基準振動パターンは、各移動部位を独立し
て移動させた場合に得られた各移動部位毎の振動パター
ンである。故障予知手段は、ある移動部位を移動させた
ときに振動検出手段によって検出された振動パターンを
記憶手段に記憶されているその部位についての基準振動
パターンと比較し、そのパターンの相違が大きければ近
い将来には故障が生じるであろうことを予測する。この
予測によって予防保全を行なうことができ、生産機械の
稼動率の向上と信頼性の向上を図ることができるように
なる。
The present invention thus constructed operates as follows. The vibration detecting means detects the vibration pattern generated from each moving part of the production machine at any free end of the moving part. For example, in the case of an industrial robot, its vibration detecting means is attached to the arm working end of the robot. The storage means stores the vibration pattern detected at its free end during normal operation of the production machine as a reference vibration pattern. This reference vibration pattern is a vibration pattern for each moving part obtained when each moving part is independently moved. The failure prediction means compares the vibration pattern detected by the vibration detection means when a certain moving part is moved with the reference vibration pattern for that part stored in the storage means, and if the difference in the pattern is large, it is close to the reference vibration pattern. Predict that failures will occur in the future. By this prediction, preventive maintenance can be performed, and it becomes possible to improve the operating rate and reliability of the production machine.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2は、故障予知を行なう場合に振動センサー
が取り付けられる生産機械の一例としての産業用ロボッ
トの外観図であり、図3(A),(B)は、振動センサ
ーが取り付けられるツールアタッチメントの側面図及び
正面図である。本実施例においては、生産機械として図
2のような産業用ロボットを例示して説明する。振動セ
ンサー1は加速度を検出するセンサーであり、図に示す
ようにロボット12のアームの作業端,つまり手首回転
軸先端に取り付ける。この手首回転軸先端は、ロボット
12のいずれかのアームが移動すれば移動することにな
る部分であるから自由端と称する。この自由端に振動セ
ンサーを取り付ければそれぞれのアームが独立して移動
した場合に発生される振動波形を捕らえることができる
ことになる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is an external view of an industrial robot as an example of a production machine to which a vibration sensor is attached when performing failure prediction, and FIGS. 3A and 3B are side views of a tool attachment to which the vibration sensor is attached. It is a figure and a front view. In this embodiment, an industrial robot as shown in FIG. 2 will be described as an example of the production machine. The vibration sensor 1 is a sensor that detects acceleration, and is attached to the working end of the arm of the robot 12, that is, the tip of the wrist rotation shaft, as shown in the figure. The tip of the wrist rotation shaft is a portion that moves if any arm of the robot 12 moves, and is referred to as a free end. If a vibration sensor is attached to this free end, it is possible to capture the vibration waveform generated when each arm moves independently.

【0007】この振動センサー1はロボット12のアー
ムに直接取り付けられているわけではなく図3に示すよ
うなツールアタッチメント14を介してその回転軸先端
に取り付けられている。このツールアタッチメント14
は、ロボット12の予防保全を行なおうとする場合にロ
ボット12の手首回転先端に取り付けられている作業用
ツールに代えて取り付けられるものである。振動センサ
ー1はどの様な方向の加速度,つまり振動をも検出でき
るという特性は有しておらず、通常は重力の影響を避け
るためにその検出可能方向が決まっているから、振動が
検出できるように、具体的には、移動方向が振動センサ
ー1の接線方向になるようにロボット12の各アームを
移動させて振動センサー1の位置を特定する。このよう
にしておけば、他の機械構成部分のガタ現象の悪影響を
極力排除することができるようになる。そして、例えば
手首軸の予防保全を行なう場合には、図2のような位置
に振動センサー1が位置されるように手首を動かし、さ
らにその振動センサー1の位置が保たれるようにして手
首軸のみをゆっくりと水平方向に回転し、その時に振動
センサー1から出力された振動パターンを後述する装置
に出力する。なお、この際の動作は予め教示してあるの
で、その予防保全を行なう場合にはその教示した動作の
プレイバックを指令するのみでよい。また、回転ではな
く往復動させるときには例えば往動中の安定域で振動パ
ターンの測定を行なうというようになっている。この振
動センサー1は図示されてはいないが、図1と同様にF
FT25に接続されている。
The vibration sensor 1 is not directly attached to the arm of the robot 12, but is attached to the tip of its rotation shaft via a tool attachment 14 as shown in FIG. This tool attachment 14
Is attached in place of the work tool attached to the wrist rotation tip of the robot 12 when attempting preventive maintenance of the robot 12. The vibration sensor 1 does not have the characteristic of being able to detect acceleration in any direction, that is, vibration, and the detection direction is usually determined to avoid the influence of gravity, so vibration can be detected. Specifically, specifically, the position of the vibration sensor 1 is specified by moving each arm of the robot 12 so that the movement direction is the tangential direction of the vibration sensor 1. By doing so, it is possible to eliminate the adverse effect of the backlash phenomenon of other mechanical components as much as possible. Then, for example, in the case of performing preventive maintenance of the wrist shaft, the wrist is moved so that the vibration sensor 1 is located at the position shown in FIG. 2, and the position of the vibration sensor 1 is maintained so that the wrist shaft is maintained. Only slowly rotates in the horizontal direction, and the vibration pattern output from the vibration sensor 1 at that time is output to the device described later. Since the operation at this time is taught in advance, when performing the preventive maintenance, it is only necessary to instruct the playback of the taught operation. Further, when reciprocating instead of rotating, for example, the vibration pattern is measured in a stable region during forward movement. Although this vibration sensor 1 is not shown in the figure, it is the same as in FIG.
It is connected to the FT25.

【0008】図4は、本発明に係る予防診断装置のブロ
ック図である。振動センサー1は、前述のようにツール
アタッチメント14を介してロボット12の手首回転軸
端に取り付けられているわけであるが、この振動センサ
ー1からは、ロボット12を構成する各軸の回転,ある
いは移動動作に伴って振動するその回転軸端の振動の程
度に応じたアナログ信号が出力される。このアナログ信
号は、例えば同図左下波形図の左端に示したような経時
的に変化する信号である。この振動センサー1から出力
されるアナログ波形はアナログ振動計2によって記録さ
れる。トリガー回路3は、振動測定用に教示された往路
の軌跡上の安定域において図示しないロボット12の制
御装置から出力される信号を検出するものである。この
ように安定域を設けるのは、例えば軸の移動初期におい
ては安定した振動状態とはなっていないので、このよう
な不安定領域での振動パターンは故障予知のデータとし
て参酌しないようにするためである。アナログ振動計2
には、常に振動センサーからのアナログ波形が入力され
ているが、この波形のA/D 変換器4による変換が開始さ
れるのは、トリガー回路3から信号が出力されたとき、
すなわちロボット12の制御装置から安定域に達したと
の信号が出力された時からである。A/D 変換器4によっ
てデジタル信号に変化された後の波形図は、例えば波形
図の中央に示したような経時的に変化するデジタル信号
となる。FFT手段5ではA/D 変換器4から出力される
デジタル信号を高速フィーリエ変換し、パワースペクト
ルを算出するものである。例えば、波形図の中央に示し
たような波形を高速フーリエ変換すると、その右端に示
すようなその波形に含まれる周波数成分のスペクトル分
布の波形,すなわちパワースペクトルが得られる。
FIG. 4 is a block diagram of the preventive diagnosis apparatus according to the present invention. The vibration sensor 1 is attached to the wrist rotation shaft end of the robot 12 via the tool attachment 14 as described above. From the vibration sensor 1, the rotation of each axis constituting the robot 12 or An analog signal is output according to the degree of vibration of the end of the rotating shaft that vibrates with the moving operation. This analog signal is, for example, a signal that changes with time as shown at the left end of the lower left waveform diagram in FIG. The analog waveform output from the vibration sensor 1 is recorded by the analog vibrometer 2. The trigger circuit 3 detects a signal output from a control device of the robot 12 (not shown) in a stable region on the forward path taught for vibration measurement. The reason why the stable region is provided in this way is that, for example, a stable vibration state is not obtained in the initial stage of movement of the shaft, so that the vibration pattern in such an unstable region is not taken into consideration as failure prediction data. Is. Analog vibrometer 2
, The analog waveform from the vibration sensor is always input, but the conversion of this waveform by the A / D converter 4 is started when the signal is output from the trigger circuit 3.
That is, from the time when the control device of the robot 12 outputs a signal that the stable range has been reached. The waveform diagram after being converted into a digital signal by the A / D converter 4 becomes a digital signal which changes with time as shown in the center of the waveform diagram, for example. The FFT means 5 performs high-speed Fourier transform on the digital signal output from the A / D converter 4 to calculate the power spectrum. For example, when the waveform shown in the center of the waveform chart is subjected to the fast Fourier transform, the waveform of the spectrum distribution of the frequency components included in the waveform, that is, the power spectrum as shown at the right end of the waveform is obtained.

【0009】判断手段6は、A/D 変換器4から出力され
るデジタル信号及びFFT手段5によって得られたパワ
ースペクトルに基づいて、それらの平均値及びピーク
値、さらには、パソコンインターフェース8を介して記
憶回路7に記憶されている前回の値及び通常時に得られ
たデータである基準値とをそれぞれ比較して、軸受異常
及び歯車異常並びにハーモニック減速機に係わる摩耗劣
化を判定する。記憶回路7にはそれぞれ1軸ごとに移動
した場合に得られたA/D変換後の振動波形と、それぞれ
の軸の移動によって得られた前回の振動波形に関するデ
ータが基準振動パターンとして記憶されている。この基
準振動パターンは、任意の期間毎に検出された正常時の
振動パターンに更新するようにしてもよい。なお、軸受
異常及び歯車異常は、A/D 変換器4から出力されるデジ
タルデジタル信号に基づいて判断され、ハーモニック減
速機に係わる摩耗劣化はFFT手段6から出力されたパ
ワースペクトルに基づいて判断される。この判断は、判
断手段6に指定スペクトル帯域幅のレベル値の面積やピ
ーク値を比較するコンパレーター機能を備えさせること
で自動的に行われるようになる。表示手段9は例えばL
CD表示器のようなものであり、アラーム発生手段10
は例えばブザーやランプである。判断手段6において異
常であるとの判断がされたときには、表示手段9にその
旨の表示がされると共に、アラーム発生手段によって聴
覚的又は視覚的なアラーム表示が行われる。なお、今回
測定されたデータは記憶回路7に記憶されているわけで
あるが、このデータはパソコンインターフェース8を介
して外部の記憶装置に蓄積され、また管理される。ま
た、上記のFFT手段5及び判断手段6はマイクロプロ
セッサーによって構成しても良い。
The judging means 6 is based on the digital signal output from the A / D converter 4 and the power spectrum obtained by the FFT means 5 and, via the personal computer interface 8, an average value and a peak value thereof. The previous value stored in the storage circuit 7 and the reference value, which is the data obtained in the normal time, are compared with each other to determine the bearing abnormality, the gear abnormality, and the wear deterioration related to the harmonic speed reducer. The memory circuit 7 stores, as a reference vibration pattern, the A / D-converted vibration waveform obtained when each axis is moved and the data regarding the previous vibration waveform obtained by the movement of each axis. There is. The reference vibration pattern may be updated to a normal vibration pattern detected every arbitrary period. The bearing abnormality and the gear abnormality are determined based on the digital digital signal output from the A / D converter 4, and the wear deterioration related to the harmonic speed reducer is determined based on the power spectrum output from the FFT means 6. It This judgment can be automatically made by providing the judging means 6 with a comparator function for comparing the area of the level value and the peak value of the designated spectral bandwidth. The display means 9 is, for example, L
It is like a CD display and has an alarm generating means 10.
Is, for example, a buzzer or a lamp. When the judgment means 6 judges that there is an abnormality, a display to that effect is displayed on the display means 9 and an alarm or visual alarm is displayed by the alarm generation means. The data measured this time is stored in the storage circuit 7, but this data is stored and managed in an external storage device via the personal computer interface 8. Also, the FFT means 5 and the judging means 6 may be constituted by a microprocessor.

【0010】次に、本発明にかかる産業機械の故障予知
装置を使用してロボット手首回転関節機構の軸受異常及
びハーモニック減速機の摩耗時の状況を検出した際のデ
ータを基にして、実際いかにして異常が検知されるかを
説明する。図5(a)に示してある波形は、ある軸のみ
を動かしたとき振動センサー1からアナログ振動計2に
出力された正常時の振動波形である。また、同図(b)
に示してある波形は当該振動時の正常波形によって得ら
れたパワースペクトルである。このパワースペクトル
は、500HZ レンジで得られたものであるが、150HZ 近傍
にピークを有する波形となっている。なおこのときの回
転基本周波数は約2HZである。図6(a)及び(b)
は、手首回転関節機構の軸受転動体の1つに僅かに傷が
ついている場合に得られた波形及びパワースペクトルで
ある。この図を見れば明らかなように、振動センサー1
によって検出される振動波形の検出レベルは正常時の振
動波形に比較して大きくなっている。また、パワースペ
クトルも正常時に検出されたものよりも同一の周波数に
おいてレベルが高くなっているのがわかる。なお、この
ときの転動体のキズによる周波数は9HZである。このよ
うな波形が判断手段6に入力されると、判断手段6は記
憶回路7に記憶されている図5に示したような波形とこ
の入力した波形とを比較する。具体的には、それぞれの
波形から得られるレベルの平均値及びピーク値がそれぞ
れ比較される。これらの値が正常時に得られる値よりも
大きく外れているかいないかで異常であるか正常である
かの判断がされることになる。図7(a)及び(b)
は、手首回転関節機構のハーモニック減速機にロストモ
ーション1.5 分のガタが生じている場合に得られた波形
及びパワースペクトルである。この図を見て判ること
は、振動センサー1によって得られる波形は、正常時に
得られる波形よりも周期が大きくなるということであ
り、また、パワースペクトルの場合には、ピークとなる
周波数が100HZ 近辺にシフトするということである。こ
のピークシフトは、30% 以上であるから、この周波数帯
のピークを検出できるようにしておけば、ロストモーシ
ョンも容易に検出できることになる。実際にこの診断を
行なう場合には、ロボット12を構成する全ての軸につ
いて行なう。つまり、図1のような6軸のロボットの診
断を行なう場合には、まず第1関節のみを動かしてこの
測定を行ない、次に第2関節のみを動かして、さらに第
3関節のみを、という具合に順次1つの関節のみを動か
して全ての関節について上記の波形を採る。この診断時
のロボットの動作軌跡は教示してあり、もちろん振動セ
ンサー1の姿勢もそれぞれの関節の動きに拘らず任意の
姿勢が保たれる。また、波形が採られるのはそれぞれの
軌跡における安定域であるのは前述の通りである。
Next, how to actually use the failure prediction device for an industrial machine according to the present invention based on the data when the bearing abnormality of the robot wrist rotary joint mechanism and the situation when the harmonic reducer is worn are detected. Then, it will be explained whether an abnormality is detected. The waveform shown in FIG. 5A is a normal vibration waveform output from the vibration sensor 1 to the analog vibrometer 2 when only a certain axis is moved. Also, FIG.
The waveform shown in is the power spectrum obtained by the normal waveform at the time of the vibration. This power spectrum was obtained in the 500HZ range, but has a waveform with a peak near 150HZ. The fundamental rotation frequency at this time is about 2HZ. 6 (a) and 6 (b)
[Fig. 4] is a waveform and power spectrum obtained when one of the rolling elements of the wrist rotary joint mechanism is slightly scratched. As is clear from this figure, the vibration sensor 1
The detection level of the vibration waveform detected by is larger than that of the normal vibration waveform. It can also be seen that the power spectrum has a higher level at the same frequency than that detected in the normal state. The frequency due to the scratches on the rolling elements at this time is 9 Hz. When such a waveform is inputted to the judging means 6, the judging means 6 compares the waveform shown in FIG. 5 stored in the memory circuit 7 with the inputted waveform. Specifically, the average value and the peak value of the levels obtained from the respective waveforms are compared with each other. Whether these values are abnormal or normal is determined depending on whether or not these values deviate significantly from the values obtained under normal conditions. 7 (a) and 7 (b)
Are the waveforms and power spectra obtained when the harmonic reducer of the wrist rotary joint mechanism has a backlash of 1.5 minutes in lost motion. It can be seen from this figure that the waveform obtained by the vibration sensor 1 has a longer cycle than the waveform obtained under normal conditions. In the case of the power spectrum, the peak frequency is around 100HZ. Is to shift to. Since this peak shift is 30% or more, if the peak in this frequency band can be detected, lost motion can be easily detected. When this diagnosis is actually carried out, it is carried out for all axes constituting the robot 12. That is, in the case of diagnosing a 6-axis robot as shown in FIG. 1, first, only the first joint is moved for this measurement, then only the second joint is moved, and then only the third joint is called. Only one joint is sequentially moved in order, and the above waveform is taken for all joints. The movement locus of the robot at the time of this diagnosis is taught, and of course the posture of the vibration sensor 1 can be maintained at any posture regardless of the movement of each joint. As described above, the waveform is taken in the stable region on each trajectory.

【0011】以上の3つの実例は、同一の部位の正常時
と軸受異常時及び減速機ガタ発生時の検出結果である
が、その差異は、振動波形の平均値,ピーク値及びパワ
ースペクトルのピークシフト等から明瞭に区別すること
ができる。従って、これらのデータを管理することによ
って傾向管理によるロボット診断を行なうことができ、
結果として予防保全を行なうことができることになる。
なお、以上の実施例においては産業用ロボットの各軸の
異常を検出する場合を例示して説明したが、これに限ら
ず、通常用いられている工作機械などにおいても本発明
を適用することができる。さらに、この診断によって得
られたデータは現場においてICカード等に一時的に保
存し、管理部署にあるコンピュータでそのICカードの
データを読み取って自動解析や精密診断を行なうように
しても良い。このようにすれば、狭い現場に診断のため
の装置を持っていく必要がなくなるので非常に楽であ
る。本発明の装置を使用すれば、予防保全による修理後
の復元精度を検証することも容易にできることになり、
常にベストコンディションを保つことができるようにな
る。
The above three examples are the detection results when the same portion is normal, when the bearing is abnormal, and when there is play in the speed reducer. The differences are the average value of the vibration waveform, the peak value, and the peak of the power spectrum. It can be clearly distinguished from shifts and the like. Therefore, by managing these data, robot diagnosis by trend management can be performed,
As a result, preventive maintenance can be performed.
In the above embodiments, the case of detecting the abnormality of each axis of the industrial robot has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a commonly used machine tool or the like. it can. Further, the data obtained by this diagnosis may be temporarily stored in an IC card or the like on the spot, and the computer in the management department may read the data of the IC card for automatic analysis or precise diagnosis. This is very easy because it is not necessary to bring a diagnostic device to a narrow site. By using the device of the present invention, it is possible to easily verify the restoration accuracy after repair by preventive maintenance,
You will always be in the best condition.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、生産
機械の各移動部位から発生される振動パターンをその自
由端に設けた振動センサーよって検出し、検出された振
動パターンを正常時のそれと比較するようにしたので、
設備診断の専門家でなくとも予防保全を行なうことがで
きる。
As described above, according to the present invention, the vibration pattern generated from each moving part of the production machine is detected by the vibration sensor provided at its free end, and the detected vibration pattern is I tried to compare it with
Preventive maintenance can be performed even if you are not a specialist in equipment diagnosis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、従来の産業用ロボットにおいて振動パ
ターンを検出する装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a device for detecting a vibration pattern in a conventional industrial robot.

【図2】図2は、故障予知を行なう場合に振動センサー
が取り付けられる生産機械の一例としての産業用ロボッ
トの外観図である。
FIG. 2 is an external view of an industrial robot as an example of a production machine to which a vibration sensor is attached when failure prediction is performed.

【図3】図3(A),(B)は、振動センサーが取り付
けられるツールアタッチメントの側面図及び正面図であ
る。
3 (A) and 3 (B) are a side view and a front view of a tool attachment to which a vibration sensor is attached.

【図4】図4は、本発明に係る故障予知装置の信号処理
系の構成ブロック図である。
FIG. 4 is a configuration block diagram of a signal processing system of the failure prediction device according to the present invention.

【図5】図5(a)に示してある波形は、正常時の振動
波形であり、また(b)に示してある波形は当該振動時
の正常波形によって得られたパワースペクトルである。
5A is a vibration waveform in a normal state, and FIG. 5B is a power spectrum obtained by the normal waveform in a vibrating state.

【図6】図6(a)及び(b)は、手首回転関節機構の
軸受転動体の1つに僅かに傷がついている場合に得られ
た波形及びパワースペクトルである。
6 (a) and 6 (b) are waveforms and power spectra obtained when one of the bearing rolling elements of the wrist rotary joint mechanism is slightly scratched.

【図7】図7(a)及び(b)は、手首回転関節機構の
ハーモニック減速機にロストモーション1.5 分のガタが
生じている場合に得られた波形及びパワースペクトルで
ある。
7 (a) and 7 (b) are waveforms and power spectra obtained when the harmonic reducer of the wrist rotary joint mechanism has a backlash of 1.5 minutes in lost motion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…振動センサー(振動検出手段) 2…アナログ振動計(振動検出手段) 3…トリガー回路 4…A/D 変換器(振動検出手段) 5…FFT手段(振動検出手段) 6…判断手段(故障予知装置) 7…記憶回路(記憶手段) 12…産業用ロボット(生産機械) 14…ツールアタッチメント 20〜24…振動センサー 25…FFT 26…オシロスコープ 1 ... Vibration sensor (vibration detection means) 2 ... Analog vibrometer (vibration detection means) 3 ... Trigger circuit 4 ... A / D converter (vibration detection means) 5 ... FFT means (vibration detection means) 6 ... Judgment means (failure) Prediction device 7 ... Storage circuit (storage means) 12 ... Industrial robot (production machine) 14 ... Tool attachment 20-24 ... Vibration sensor 25 ... FFT 26 ... Oscilloscope

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】生産機械を構成する複数の移動部位から発
生されるそれぞれの移動部位毎の振動パターンを当該移
動部位の自由端で検出する振動検出手段と、 当該生産機械の正常動作時における当該自由端での基準
振動パターンを記憶している記憶手段と、 前記振動検出手段によって随時検出された振動パターン
を当該記憶手段に記憶されている基準振動パターンと比
較して、前記生産機械の故障予知を図る故障予知手段と
を有することを特徴とする生産機械の故障予知装置。
1. A vibration detecting means for detecting a vibration pattern of each moving part generated from a plurality of moving parts constituting a production machine at a free end of the moving part, and a vibration detecting means during normal operation of the manufacturing machine. A storage unit that stores a reference vibration pattern at the free end and a vibration pattern that is detected by the vibration detection unit at any time are compared with a reference vibration pattern that is stored in the storage unit to predict failure of the production machine. And a failure prediction device for a production machine.
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