KR20180008616A - 고장 진단 장치 및 고장 진단 방법 - Google Patents

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KR20180008616A
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 고장 진단 장치는, 각 동작 축의 구동원으로서 각각에 독립된 모터를 구비한 기계 장치에 대해, 소정 주기마다 동작 축의 이동 위치와 동작 축에 걸리는 외란 토크값을 취득하고, 취득된 외란 토크값이 고장 판정 임계값보다 큰 경우에 동작 축을 고장이라고 진단한다. 그리고, 고장이라고 진단된 동작 축에 대해, 과거의 보전 실적 및 검사 결과에 기초하여 고장의 재판정을 실시한다.

Description

고장 진단 장치 및 고장 진단 방법
본 발명은 각 동작 축의 구동원으로서 각각에 독립된 모터를 구비한 기계 장치의 고장 진단 장치 및 그의 방법에 관한 것이다.
다관절형 산업용 로봇의 고장 진단 방법으로서, 종래에는 특허문헌 1이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 고장 진단 방법에서는, 로봇의 동작 중에서 소정 주기마다 로봇 관절 축의 이동 위치 및 관절 축에 걸리는 외란 토크를 검출하고, 검출된 이동 위치 마다의 외란 토크의 평균값을 구하고 있다. 그리고, 이 평균값과 설정 임계값을 비교하여, 평균값이 설정 임계값을 초과하는 경우에, 로봇이 이상 또는 고장이라고 진단하고 있었다. 이와 같이, 종래에는 외란 토크가 일정한 설정 임계값을 초과하였는지 여부에 따라 고장을 진단하고 있었기 때문에, 로봇의 동작 자세나 로봇 핸드로 파지하는 워크 등의 무게에 관계없이, 로봇 구동계의 이상을 검출하고 있었다.
일본 특허 공개 평9-174482호 공보
그러나, 동작 축에 그리스를 갱유(更油)하여 그리스 점도가 변화하는 보전이 실시되면, 보전에 의한 영향으로 외란 토크값이 변동한다. 이 경우에, 외란 토크값만을 기초하여 고장을 진단하고 있으면, 정상임에도 불구하고 이상이라고 진단되는 오판정이 다발하여 고장의 진단 정밀도가 저하되어 버린다는 문제점이 있었다.
또한, 외란 토크값에 영향을 주는 외란 요인은 다양하기 때문에, 외란 토크값으로부터 모든 외란 요인을 배제하기는 곤란하다. 따라서, 외란 토크값만을 기초하여 고장을 진단하면, 고장의 진단 정밀도가 저하되어 버린다는 문제점이 있었다.
이와 같이, 외란 토크값에만 기초하여 로봇 구동계의 고장을 진단하면, 오판정이 다발하여 고장의 진단 정밀도가 저하되어 버린다는 문제점이 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그의 목적은, 외란 토크값 이외의 보전 실적이나 검사 결과를 고장의 진단에 사용함으로써, 오판정을 방지하여 고장의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있는 고장 진단 장치 및 그의 방법을 제공하는 데에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 관한 고장 진단 장치 및 그의 방법은, 외란 토크값이 소정의 고장 판정 임계값보다 큰 경우에 동작 축을 고장이라고 진단하고, 고장이라고 진단된 동작 축에 대해 과거의 보전 실적 및 검사 결과에 기초하여 고장의 재판정을 실시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 고장 진단 시스템의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 외란 토크를 구하는 수순을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 고장 진단 장치에 의한 외란 토크 선정 처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 고장 진단 장치에 의한 고장 진단 처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 고장 진단 장치에 의한 고장 진단 처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명을 적용한 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도면의 기재에 있어서 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
[고장 진단 시스템의 구성]
도 1은, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 장치를 구비한 고장 진단 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 시스템(100)은, 로봇(1)과, 로봇 제어 장치(2)와, 고장 진단 장치(3)와, 생산 관리 장치(4)로 구성된다. 로봇(1)은, 기계 장치의 일례로서, 다축 기계의 티칭 플레이백형이고, 또한 다관절형의 로봇이다. 단, 로봇(1)은, 다축 기계가 아니고, 1축 기계여도 된다.
로봇(1)은, 동작 축인 관절 축으로서 복수의 모터 구동계를 구비하고 있지만, 도 1에서는 1축 분의 모터 구동계를 나타내고 있다. 로봇 아암(5)은 서보 모터(이하, 단순히 모터라고 함)(6)에 의해 감속기(8)를 통해 구동된다. 모터(6)에는, 회전각 위치 및 속도의 검출기인 펄스 코더(펄스 발생기 또는 인코더)(7)가 부대되어 있다.
로봇 제어 장치(2)는, 동작 통괄 제어부(9)와, 통신부(10)와, 서보 제어부(11)와, 서보 앰프부(14)를 구비하고 있다. 서보 제어부(11)는, 외란 토크 연산부(12)와, 상태 데이터 취득부(13)를 포함하고 있고, 상위의 동작 통괄 제어부(9)로부터의 명령을 받아서 서보 앰프부(14)를 통해 모터(6)를 구동한다. 모터(6)에 부대되는 펄스 코더(7)는, 모터(6)의 회전각 위치 및 속도의 제어 처리를 위한 피드백 루프를, 서보 제어부(11)와의 사이에서 형성하고 있다.
서보 제어부(11)는, 외란 토크 연산부(12)나 상태 데이터 취득부(13) 이외에도, 모터(6)의 회전각 위치, 속도, 전류를 제어하기 위한 처리를 행하는 프로세서, 제어 프로그램을 기억하는 ROM, 설정값이나 각종 파라미터를 기억하는 불휘발성 기억부를 구비하고 있다. 또한, 서보 제어부(11)는, 연산 처리 중에 있어서 데이터를 일시 기억하는 RAM, 펄스 코더(7)로부터의 위치 피드백 펄스를 계수하여 모터(6)의 절대 회전각 위치를 검출하기 위한 레지스터 등을 구비하고 있다.
또한, 로봇(1)은 다관절이므로, 도 1과 같은 모터 구동계가 관절 축의 수만큼 필요해지지만, 도 1에서는 1축분만을 도시하고, 그 이외의 모터 구동계는 도시가 생략되어 있다. 또한, 도 1의 모터(6)와 감속기(8) 사이에 변속 기어열이 개재 장착되는 경우도 있다.
동작 통괄 제어부(9)는, 서보 제어부(11)의 상위에 위치하여 로봇(1)의 동작의 직접적인 제어를 담당하고 있다. 통신부(10)는, 후술하는 고장 진단 장치(3)의 통신부(15)와의 사이에서, 예를 들어 LAN 등에 의해 필요한 데이터의 수수를 행한다. 또한, 상태 데이터 취득부(13)는, 로봇(1)의 각 관절 축의 작동 상태에 관한 각종 데이터를 정기적으로 수집하는 기능을 갖는다. 수집된 데이터에는, 수집 기간을 나타내는 데이터가 포함되어 있다. 외란 토크 연산부(12)는, 상태 데이터 취득부(13)가 취득한 데이터에 기초하여 외란 토크값을 연산하는 기능을 갖는다. 이들 외란 토크 연산부(12) 및 상태 데이터 취득부(13)를 포함하도록 서보 제어부(11)가 구성되어 있으므로, 외란 토크 연산부(12)의 연산에 의해 구해진 외란 토크값은 통신부(10)를 통해 고장 진단 장치(3)에 출력된다. 이 구성에 의해, 서보 제어부(11)는 소위 소프트웨어 서보의 형태를 이루고 있다.
고장 진단 장치(3)는, 통신부(15)와, 외란 토크 선정부(16)와, 외란 토크 데이터 베이스(17)와, 고장 진단부(18)와, 보전 실적 데이터베이스(19)를 구비하고 있다. 여기서, 고장 진단 장치(3)는, 마이크로컴퓨터, 마이크로프로세서, CPU를 포함하는 범용의 전자 회로와 메모리 등의 주변 기기로 구성되어 있다. 따라서, 특정 프로그램을 실행함으로써, 고장 진단 장치(3)는, 통신부(15), 외란 토크 선정부(16), 외란 토크 데이터베이스(17), 고장 진단부(18)로서 동작한다.
통신부(15)는, 먼저 설명한 로봇 제어 장치(2) 및 생산 관리 장치(4)의 각각의 통신부(10, 20)와의 사이에서 예를 들어 LAN 등에 의해 필요한 데이터의 수수를 행하는 기능을 갖는다. 외란 토크 선정부(16)는, 생산 관리 장치(4)로부터 필요한 생산 정보를 취득함과 함께, 로봇(1)의 가동 상황에 따라 수집한 외란 토크값 중 기억해야 할 값을 선별하는 기능을 갖는다. 또한, 외란 토크 데이터베이스(17)는, 외란 토크 선정부(16)에서 선별된 외란 토크값을 순차 기억해 두는 기능을 갖는다. 따라서, 이 외란 토크 데이터베이스(17)에는 과거 분의 외란 토크값이 축적되게 된다.
보전 실적 데이터베이스(19)는, 로봇(1)에 대해 보전이나 검사를 실시한 경우에, 그의 보전 실적 및 검사 결과를 각 관절 축마다 기억해 두기 위한 기능을 갖는다. 따라서, 보전 실적 데이터베이스(19)에는 과거 분의 보전 실적 데이터 및 검사 결과 데이터가 축적되게 된다.
고장 진단부(18)는, 외란 토크값에 기초하여 능동적으로 고장 진단을 실행하는 기능을 갖는다. 이 고장 진단부(18)에는 메모리 기능을 구비시켜 두기 때문에, 외란 토크 데이터베이스(17) 및 보전 실적 데이터베이스(19)에 각각 액세스하여 얻어진 데이터를 일시적으로 기억하고, 그들의 데이터를 바탕으로 고장 진단을 실행한다. 특히, 고장 진단부(18)는, 소정 주기마다 각 동작 축의 이동 위치와 각 동작 축에 걸리는 이동 위치 마다의 외란 토크값을 취득하고, 취득된 외란 토크값이 소정의 고장 판정 임계값보다 큰 경우에 고장이라고 진단한다. 또한, 고장 진단부(18)는, 재판정부(25)를 구비하고 있다.
재판정부(25)는, 고장이라고 진단된 동작 축에 대해, 과거의 보전 실적 및 검사 결과에 기초하여 고장의 재판정을 실시한다. 구체적으로, 재판정부(25)는, 보전 실적으로서 감속기의 교환 실적을 이용하여 재판정을 실시한다. 예를 들어, 최근에 동작 축의 감속기가 교환되어 있는 경우에는, 외란 토크값에 의해 동작 축이 고장이라고 진단되어도, 동작 축이 정상일 가능성이 높다. 그래서, 재판정부(25)는 감속기의 교환 실적을 이용하여 재판정을 행한다. 또한, 재판정부(25)는, 검사 결과로서 철분 농도의 측정 결과를 사용하여 재판정을 실시한다. 동작 축에 갱유된 그리스에는, 경년 열화나 부하의 증대에 의해, 서서히 철분이 증가해 간다. 따라서, 철분 농도가 소정의 임계값 이상으로 증가하고 있는 경우에는, 동작 축에 고장이 발생하고 있을 가능성이 높아진다. 그래서, 재판정부(25)는, 동작 축에 갱유된 그리스의 철분 농도의 측정 결과를 사용하여 재판정을 행한다. 또한, 감속기의 교환 실적이나 철분 농도의 측정 결과의 데이터는 보전 실적 데이터베이스(19)에 축적되어 있으므로, 재판정부(25)는 보전 실적 데이터베이스(19)로부터 데이터를 취득하여 재판정을 실행한다.
구체적으로, 재판정부(25)는, 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 있는 경우에, 이 측정 실적에 기록된 철분 농도의 측정값이 소정의 임계값 이하이면 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정한다.
또한, 재판정부(25)는, 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 없는 경우에는, 현재의 철분 농도를 추산하여 추산값을 산출하고, 이 추산값이 소정의 임계값 이하이면 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정한다.
또한, 재판정부(25)는, 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 없는 경우에, 과거의 소정 기간 내에 재판정의 대상이 된 동작 축의 감속기에 대해 교환 실적이 있으면, 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정한다.
이와 같이 하여 재판정을 실행함으로써, 재판정부(25)는, 외란 토크값 이외의 보전 실적이나 검사 결과를 사용하여 동작 축의 고장을 진단할 수 있다. 이에 따라, 정상임에도 불구하고 고장이라고 진단해 버리는 오판정을 방지하여 고장의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다. 단, 철분 농도의 측정 결과나 감속기의 교환 실적 이외에도, 동작 축의 고장을 진단할 수 있는 데이터가 있으면, 그 데이터를 이용하여 재판정을 실행해도 된다.
생산 관리 장치(4)는, 예를 들어 공장에서의 생산 라인의 가동 상황 등을 포함하는 생산 정보의 관리를 행하는 장치이며, 통신부(20)와, 생산 정보 데이터베이스(21)를 구비하고 있다. 통신부(20)는, 고장 진단 장치(3)의 통신부(15)와의 사이에서 예를 들어 LAN 등에 의해 필요한 데이터의 수수를 행한다. 생산 정보 데이터베이스(21)는, 수집된 각종 생산 정보를 기억해 두는 기능을 갖는다. 따라서, 생산 정보 데이터베이스(21)에는 과거 분의 각종 생산 정보가 축적되게 된다. 또한, 생산 정보에는, 로봇(1)이나 부대 설비의 긴급 정지 정보나 보전 실적 등의 정보가 포함된다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 로봇(1)의 각 관절 축을 구동하는 모터(6)에 걸리는 외란 토크(외란 부하 토크)를 검출하고, 이 외란 토크값에 기초하여 해당하는 모터 구동계의 이상을 로봇의 고장으로서 진단한다. 이 외란 토크를 구하는 수순은 개략 다음과 같다.
도 2의 블록도에 도시된 바와 같이, 펄스 코더(7)로부터의 속도 피드백 신호에 의해 요구되는 모터(6)의 실속도 Vr을 미분하여 가속도를 구하고, 이 가속도에 대해 모터(6)에 걸리는 모든 이너셔 J를 곱하여 가속도 토크 Ta를 구한다. 다음으로, 구해진 가속도 토크 Ta를, 서보 제어부(11)의 속도 루프 처리에서 요구되는 모터(6)로의 토크 명령 Tc로부터 빼고, 모멘트 M을 더 빼서 외란 토크 Tb를 구한다. 이 후, 소정의 필터링 처리를 실시함으로써 외란의 불규칙 성분을 제거하여 외란 토크 TG를 구한다. 이러한 처리를 서보 제어부(11)가 소정의 샘플링 주기마다 실행하여 외란 토크 TG를 구하게 된다.
보다 구체적으로, 서보 제어부(11)는 레지스터를 구비하고 있으며, 이 레지스터는 소정의 샘플링 주기마다 펄스 코더(7)에서의 위치의 피드백 펄스를 계수하여 모터(6)의 절대 위치를 구하고 있다. 그래서, 서보 제어부(11)는 레지스터로부터 모터(6)의 절대 위치를 검출하고, 이 모터(6)의 절대 위치로부터 모터(6)가 구동하는 관절 축의 회전각 위치(이동 위치)를 구한다. 또한, 서보 제어부(11)는, 먼저 설명한 바와 같이 도 2의 처리를 행하여 외란 토크 TG를 구하게 된다.
[외란 토크 선정 처리]
다음에, 도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 장치(3)의 외란 토크 선정부(16)에 의한 외란 토크 선정 처리를 설명한다. 도 3은, 외란 토크 선정부(16)에 의한 외란 토크 선정 처리의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스텝 S1에서, 외란 토크 선정부(16)는, 로봇 제어 장치(2)에서 연산된 외란 토크값을 취득한다. 이 외란 토크값은, 각 동작 축의 이동 위치마다의 값이다. 또한, 이 때 동시에, 외란 토크값이 수집된 기간을 나타내는 정보에 대해서도 취득한다.
다음에, 스텝 S2에서, 외란 토크 선정부(16)는, 생산 관리 장치(4)의 생산 정보 데이터베이스(21)로부터 설비의 긴급 정지 정보를 취득한다. 스텝 S3에서, 외란 토크 선정부(16)는, 취득한 외란 토크값의 수집 기간 내에 설비의 긴급 정지가 발생되었는지 여부를 판단하여, 긴급 정지가 발생되었다고 판정한 경우에는 스텝 S4로 진행한다. 한편, 긴급 정지가 발생되지 않았다고 판정한 경우에는 스텝 S5로 진행한다.
스텝 S4에서, 외란 토크 선정부(16)는, 취득된 외란 토크값 중 긴급 정지 발생 시의 외란 토크값만을 삭제하여 스텝 S5로 진행한다. 스텝 S5에서, 외란 토크 선정부(16)는, 취득된 외란 토크값을 외란 토크 데이터베이스(17)에 기록하여 본 실시 형태에 관한 외란 토크 선정 처리를 종료한다.
이러한 처리에 의해 외란 토크값을 선정함으로써, 외란 토크 데이터베이스(17)에는 설비의 긴급 정지에 의한 이상값을 배제한 외란 토크값만이 기억ㆍ축적되게 된다.
[고장 진단 처리]
다음에, 도 4, 5를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 장치(3)의 고장 진단부(18)에 의한 고장 진단 처리를 설명한다. 도 4, 5는, 고장 진단부(18)에 의한 고장 진단 처리의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4, 5에 도시된 바와 같이, 스텝 S11에서, 고장 진단부(18)는, 외란 토크 데이터베이스(17)로부터 최근의 외란 토크값 및 진단을 행하는 날의 전년 같은 달의 외란 토크값을 일괄하여 취득한다. 스텝 S12에서, 고장 진단부(18)는, 진단을 행하는 날의 전년 같은 달의 외란 토크값에 기초하여, 그의 평균값, 분산값 및 중앙값들 중 적어도 하나(복수로도 가능)를 산출하고, 그것에 기초하여 고장 판정 임계값을 산출ㆍ설정한다. 예를 들어, 평균값, 분산값, 중앙값 중 어느 하나를 고장 판정 임계값으로서 설정해도 되고, 이들 중의 복수를 고장 판정 임계값으로서 설정해도 된다.
스텝 S13에서, 고장 진단부(18)는, 최근의 외란 토크값의 평균값, 분산값 및 중앙값 중 적어도 어느 하나(복수로도 가능)를 산출하고, 그 값이 스텝 S12에서 설정한 고장 판정 임계값 이하인지 여부를 판단한다. 그리고, 최근의 외란 토크값의 평균값, 분산값 및 중앙값 중 산출된 값이 고장 판정 임계값 이하이면 고장이 발생되지 않았다고 판단하고, 즉시 본 실시 형태에 관한 고장 진단 처리를 종료한다. 한편, 최근의 외란 토크값의 평균값, 분산값 및 중앙값 중 산출된 값이 고장 판정 임계값보다 큰 경우에는, 고장의 가능성이 있다고 판단하여 스텝 S14로 진행한다.
스텝 S14에서, 고장 진단부(18)는, 보전 실적 데이터베이스(19)에 축적되어 있는 데이터를 바탕으로, 최근 3개월 이내에 보전이 실시되어 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 보전이 실시되어 있지 않으면, 고장이 발생했다고 판단하여 스텝 S22로 진행한다. 한편, 최근 3개월 이내에 보전이 실시되어 있으면, 보전의 영향을 판단하기 위하여 스텝 S15로 진행한다.
스텝 S15에서, 고장 진단부(18)는, 보전이 실시된 로봇의 모든 동작 축에 대해, 보전이 실시된 전후의 외란 토크값의 변화율을 산출한다. 보전이 실시된 로봇에는, 복수의 동작 축이 있고, 보전이 실시된 동작 축도 있으면 보전이 실시되지 않은 동작 축도 있다. 이것은, 빈번하게 보전할 필요가 있는 동작 축도 있으면 장기간 보전할 필요가 없는 동작 축도 있기 때문이다. 여기에서는, 이들 동작 축의 모두에 대해, 외란 토크값의 변화율을 산출한다.
스텝 S16에서, 고장 진단부(18)는, 스텝 S15에서 산출된 외란 토크값의 변화율이 소정의 임계값 이하인지 여부를 판단하여, 소정의 임계값 이하이면 보전의 영향은 없고, 고장이 발생했다고 판단하여 스텝 S22로 진행한다. 한편, 외란 토크값의 변화율이 소정의 임계값보다 큰 경우에는 보전의 영향이 있다고 판단하여 스텝 S17로 진행한다.
스텝 S17에서, 고장 진단부(18)는, 보전 실시 후의 외란 토크값의 평균값, 분산값 및 중앙값 중 적어도 어느 하나(복수에서도 가능)를 산출하고, 그 값에 기초하여 고장 판정 임계값을 산출ㆍ재설정한다.
스텝 S18에서, 고장 진단부(18)는, 관절 축의 외란 토크값에 계절 변동이 있는지 여부를 판단하여, 계절 변동이 없는 경우에는 스텝 S21로 진행하고, 계절 변동이 있는 경우에는 스텝 S19로 진행한다. 여기서, 외란 토크값에 계절 변동이 있는지 여부의 판단은, 예를 들어 계절마다의 외부 기온 변화와 외란 토크값 사이의 상관 정도에 따라 판단할 수 있고, 별도로 축적되어 있는 외부 기온의 데이터와 외란 토크값의 데이터를 대조함으로써 판단할 수 있다.
스텝 S19에서, 고장 진단부(18)는, 스텝 S17에서 재설정된 고장 판정 임계값에 계절 변동에 따른 상수(계수)를 곱하고, 고장 판정 임계값을 재 재설정한다.
스텝 S21에서, 고장 진단부(18)는, 재설정된 고장 판정 임계값 또는 재 재설정된 고장 판정 임계값을 메모리에 기억하여 본 실시 형태에 관한 고장 진단 처리를 종료한다.
스텝 S22에서, 재판정부(25)는, 고장이라고 진단된 동작 축에 대해 재판정을 실행하기 위하여, 보전 실적 데이터베이스(19)에 액세스하여, 최근의 감속기 교환 및 그리스 갱유가 실시된 이후에, 철분 농도의 측정 실적이 있는지 여부를 판단한다. 감속기 교환이나 그리스 갱유 등의 보전이 실시되면, 철분 농도는 크게 변화하므로, 보전이 실시된 이후에 철분 농도의 측정 실적이 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 철분 농도의 측정 실적이 있는 경우에는 스텝 S23으로 진행하고, 철분 농도의 측정 실적이 없는 경우에는 스텝 S28로 진행한다.
스텝 S23에서, 재판정부(25)는, 최근의 철분 농도의 측정일부터 현재까지의 경과 기간이 소정의 임계값 이내인지 여부를 판단하여, 소정의 임계값 이내라면 스텝 S24로 진행하고, 소정의 임계값을 초과하는 경우에는 스텝 S25로 진행한다. 최근의 철분 농도의 측정일부터 현재까지의 경과 기간이 길어지면, 그 동안에 철분 농도가 증가되어 있을 가능성이 있으므로, 장기간 경과해 버린 측정 결과는 이용하지 않도록 하고 있다.
스텝 S24에서, 재판정부(25)는, 최근의 철분 농도의 측정값이 소정의 임계값 이하인지 여부를 판단하여, 소정의 임계값 이하이면 고장은 발생하지 않았다고 판단하여 본 실시 형태에 관한 고장 진단 처리를 종료한다. 한편, 최근의 철분 농도의 측정값이 소정의 임계값보다 큰 경우에는, 고장이 발생했다고 판단하여 스텝 S30으로 진행한다. 또한, 소정의 임계값에 대해서는, 과거의 데이터나 실험 등으로부터 고장이라고 판단할 수 있는 철분 농도를 미리 구해 놓고 설정하면 된다.
스텝 S25에서, 재판정부(25)는, 철분 농도의 측정 실적이 복수회인지 여부를 판단한다. 스텝 S23에서 경과 기간이 만료되었다고 판정된 오래된 측정 실적이어도, 복수회 있으면 최소 제곱법 등에 의해 현재의 철분 농도를 추산할 수 있다. 그래서, 철분 농도의 측정 실적이 복수회 있는 경우에는 스텝 S26으로 진행한다. 한편, 철분 농도의 측정 실적이 복수회 없는 경우에는, 현재의 철분 농도를 추산할 수는 없으므로, 고장이 발생했다고 판단하여 스텝 S30으로 진행한다.
스텝 S26에서, 재판정부(25)는, 복수회 있는 철분 농도의 측정 실적을 이용하여 최소 제곱법 등에 의해 현재의 철분 농도를 추산하여 추산값을 산출한다.
스텝 S27에서, 재판정부(25)는, 산출된 철분 농도의 추산값이 소정의 임계값 이하인지 여부를 판단하고, 소정의 임계값 이하이면 고장은 발생하지 않았다고 판단하여 본 실시 형태에 관한 고장 진단 처리를 종료한다. 한편, 철분 농도의 추산값이 소정의 임계값보다 큰 경우에는, 고장이 발생했다고 판단하여 스텝 S30으로 진행한다. 또한, 소정의 임계값에 대해서는, 과거의 데이터나 실험 등으로부터 고장이라고 판단할 수 있는 철분 농도를 미리 구해 놓고 설정하면 된다.
스텝 S28에서, 재판정부(25)는, 보전 실적 데이터베이스(19)에 액세스하여 최근의 감속기 교환 실적을 취득한다.
스텝29에서, 재판정부(25)는, 최근의 감속기 교환의 실시일부터 현재까지의 경과 기간이 소정의 임계값 이내인지 여부를 판단한다. 감속기가 교환된 직후라면, 고장이 발생할 가능성은 낮으므로, 경과 기간이 소정의 임계값 이내이면, 고장은 발생하지 않았다고 판단하여 본 실시 형태에 관한 고장 진단 처리를 종료한다. 한편, 경과 기간이 소정의 임계값을 초과하는 경우에는, 고장이 발생했다고 판단하여 스텝 S30으로 진행한다.
스텝 S30에서, 고장 진단부(18)는, 고장 진단 장치(3)에 부속되어 설치된 도시 이외의 모니터의 표시 화면 상에, 관절 축에 관한 고장 알람을 표시하고, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 처리를 종료한다.
[실시 형태의 효과]
이상에서, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 장치(3)에서는, 외란 토크값이 고장 판정 임계값보다 큰 경우에 동작 축을 고장이라고 진단하고, 고장이라고 진단된 동작 축에 대해 과거의 보전 실적 및 검사 결과에 기초하여 고장의 재판정을 실시한다. 이에 의해, 외란 토크값 이외의 보전 실적이나 검사 결과를 사용하여 고장을 진단할 수 있으므로, 정상임에도 불구하고 고장이라고 진단해 버리는 오판정을 방지하고 고장의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 장치(3)에서는, 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 있는 경우에, 측정 실적에 기록된 철분 농도의 측정값이 소정의 임계값 이하이면 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정한다. 이에 의해, 외란 토크값 이외의 철분 농도의 측정 실적에 기초하여 고장을 진단할 수 있으므로, 정상임에도 불구하고 고장이라고 진단해 버리는 오판정을 방지하여 고장의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 장치(3)에서는, 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 없는 경우에, 현재의 철분 농도를 추산하여 추산값을 산출된다. 그리고, 이 추산값이 소정의 임계값 이하이면 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정한다. 이에 의해, 외란 토크값 이외의 철분 농도의 추산값에 기초하여 고장을 진단할 수 있으므로, 정상임에도 불구하고 고장이라고 진단해 버리는 오판정을 방지하여 고장의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 고장 진단 장치(3)에서는, 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 없는 경우에, 재판정의 대상이 된 동작 축의 감속기에 대해 교환 실적을 취득한다. 그리고, 과거의 소정 기간 내에 감속기에 교환 실적이 있으면, 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정한다. 이에 의해, 외란 토크값 이외의 감속기의 교환 실적에 기초하여 고장을 진단할 수 있으므로, 정상임에도 불구하고 고장이라고 진단해 버리는 오판정을 방지하여 고장의 진단 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 형태를 기재했지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명확해질 것이다.
1: 로봇
2: 로봇 제어 장치
3: 고장 진단 장치
4: 생산 관리 장치
5: 로봇 아암
6: 서보 모터(모터)
7: 펄스 코더
8: 감속기
9: 동작 통괄 제어부
10, 15, 20: 통신부
11: 서보 제어부
12: 외란 토크 연산부
13: 상태 데이터 취득부
14: 서보 앰프부
16: 외란 토크 선정부
17: 외란 토크 데이터베이스
18: 고장 진단부
19: 보전 실적 데이터베이스
21: 생산 정보 데이터베이스
25: 재판정부
100: 고장 진단 시스템

Claims (5)

  1. 각 동작 축의 구동원으로서 각각에 독립된 모터를 구비한 기계 장치에 대해, 소정 주기마다 상기 동작 축의 이동 위치와 상기 동작 축에 걸리는 외란 토크값을 취득하여 상기 기계 장치의 고장을 진단하는 고장 진단 장치에 있어서,
    상기 외란 토크값이 소정의 고장 판정 임계값보다 큰 경우에 상기 동작 축을 고장이라고 진단하는 고장 진단부와,
    상기 고장 진단부에 의해 고장이라고 진단된 동작 축에 대해, 과거의 보전 실적 및 검사 결과에 기초하여 고장의 재판정을 실시하는 재판정부를 구비한 것을 특징으로 하는, 고장 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재판정부는, 상기 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 있는 경우에, 상기 측정 실적에 기록된 철분 농도의 측정값이 소정의 임계값 이하이면 상기 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는, 고장 진단 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 재판정부는, 상기 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 없는 경우에, 현재의 철분 농도를 추산하여 추산값을 산출하고, 상기 추산값이 소정의 임계값 이하이면 상기 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는, 고장 진단 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재판정부는, 상기 재판정의 대상이 된 동작 축에 대해, 과거의 소정 기간 내에 철분 농도의 측정 실적이 없는 경우에, 과거의 소정 기간 내에 상기 재판정의 대상이 된 동작 축의 감속기에 대해 교환 실적이 있으면, 상기 재판정의 대상이 된 동작 축을 정상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는, 고장 진단 장치.
  5. 각 동작 축의 구동원으로서 각각에 독립된 모터를 구비한 기계 장치에 대해, 소정 주기마다 상기 동작 축의 이동 위치와 상기 동작 축에 걸리는 외란 토크값을 취득하여 상기 기계 장치의 고장을 진단하는 고장 진단 장치에 의한 고장 진단 방법에 있어서,
    상기 고장 진단 장치는,
    상기 외란 토크값이 소정의 고장 판정 임계값보다 큰 경우에 상기 동작 축을 고장이라고 진단하고,
    고장이라고 진단된 상기 동작 축에 대해, 과거의 보전 실적 및 검사 결과에 기초하여 고장의 재판정을 실시하는 것을 특징으로 하는, 고장 진단 방법.
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