TWI545312B - Lubricating oil deterioration sensor, industrial robot reducer and industrial robot - Google Patents

Lubricating oil deterioration sensor, industrial robot reducer and industrial robot Download PDF

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TWI545312B
TWI545312B TW101140856A TW101140856A TWI545312B TW I545312 B TWI545312 B TW I545312B TW 101140856 A TW101140856 A TW 101140856A TW 101140856 A TW101140856 A TW 101140856A TW I545312 B TWI545312 B TW I545312B
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Description

潤滑油劣化感測器、產業用機器人用減速機及產業用機器人
本發明係關於一種用以檢測機械之潤滑油的劣化之潤滑油劣化感測器。
先前，作為潤滑油感測器，已知有如下油劣化度感測器：將用以供潤滑油滲入之油滲入用空隙部形成於紅外LED(Light Emitting Diode：發光二極體)至光電二極體之光程上，藉由以光電二極體之受光量測定油滲入用空隙部內之潤滑油對於紅外LED之出射光之光吸收量，判斷與測定出之光吸收量有關之潤滑油之劣化度(例如參照專利文獻1、2)。
但專利文獻1、2記載之油劣化度感測器有雖可測定作為潤滑油之劣化度之潤滑油中不溶解成份之濃度，但無法特定潤滑油中污染物質之種類之問題。
作為特定潤滑油中污染物質之種類之技術，已知有如下技術：藉由LED對潤滑油過濾後之薄膜濾器照射光，將自薄膜濾器上之污染物質之反射光以受光元件轉換成RGB數位值，基於轉換之RGB數位值特定潤滑油中污染物質之種類(例如參照非專利文獻1、2)。
[先前專利文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平7-146233號公報
[專利文獻2]日本專利特開平10-104160號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]山口智彥、外4名、「潤滑油污染物質之色相判別法」、福井大學工學部 研究報告、2003年3月、第51卷、第1號、p.81-88
[非專利文獻2]本田知己、「潤滑油之劣化診斷．檢查技術」、精密工學會刊、2009年、第75卷、第3號、p.359-362
但非專利文獻1、2記載之技術需要自機械抽出潤滑油並以薄膜濾器過濾，有缺乏即時性之問題。
因此，本發明之目的在於提供一種可即時特定機械之潤滑油中的污染物質之種類及量的潤滑油劣化感測器。
根據本發明，提供一種潤滑油劣化感測器，其係設於機械上用以檢測上述機械之潤滑油的劣化者，且包括：發光元件，其以發出光之方式構成；彩色受光元件，其以接受自上述發光元件發出之光之方式構成，且以檢測接受到之光之顏色之方式構成；間隙形成構件，其形成有用以供上述潤滑油滲入之間隙即油用間隙；支持構件，其支持上述發光元件、上述彩色受光元件及上述間隙形成構件；固定構件，其用以固定於上述機械； 上述間隙形成構件使由上述發光元件發出之光透過；上述油用間隙配置於自上述發光元件至上述彩色受光元件之光程上；上述固定構件以於上述支持構件旋轉之情形下使上述油用間隙之開口方向改變之方式可旋轉地支持上述支持構件。
亦可為上述支持構件在上述固定構件固定於上述機械之情形下旋轉驅動力接受部不與上述潤滑油接觸之位置上，具備藉由接觸力而自外部接受相對於上述固定構件之旋轉的驅動力之部分即上述旋轉驅動力接受部。
亦可為上述潤滑油劣化感測器包含藉由與上述支持構件及上述固定構件兩者接觸，而防止上述支持構件相對於上述固定構件之旋轉之旋轉防止構件， 上述旋轉防止構件在上述固定構件固定於上述機械之情形下接觸用驅動力接受部不與上述潤滑油接觸之位置上，具備藉由接觸力而自外部接受用以與上述支持構件及上述固定構件兩者接觸之驅動力的部分即上述接觸用驅動力接受部。
亦可為上述發光元件為發出白色光之白色LED。
亦可為上述間隙形成構件具有將上述光程彎曲之反射面。
亦可為上述間隙形成構件包含分別形成有將上述光程90度彎曲之上述反射面之2個直角稜鏡，藉由上述2個直角稜鏡之上述反射面將上述光程180度彎曲，且上述油用間隙 形成於上述2個直角稜鏡間。
亦可為上述支持構件包含包圍上述光程之至少一部分之光程包圍部，上述光程包圍部具有實施有防止光反射之處理之表面。
亦可為上述間隙形成構件中形成上述油用間隙之面經施作有撥油處理。
根據本發明，提供一種產業用機器人用減速機，其包括上述潤滑油劣化感測器與作為上述機械之減速機本體。
根據本發明，提供一種產業用機器人，其包括上述潤滑油劣化感測器、與作為上述機械之產業用機器人本體，上述產業用機器人本體包含臂部與使用於上述臂部之關節部之減速機，上述潤滑油劣化感測器為用以檢測上述減速機之潤滑油的劣化之感測器。
本發明之潤滑油劣化感測器對於由發光元件發出之光中的在油用間隙中未由潤滑油中之鐵粉等污染物質吸收之波長的光，藉由彩色受光元件檢測其顏色，因此可即時檢測機械之潤滑油中之污染物質之顏色。即，本發明之潤滑油劣化感測器可基於由彩色受光元件檢測出之顏色即時特定機械之潤滑油中污染物質之種類及量。又，本發明之潤滑油劣化感測器在固定構件固定於機械之情形時，可以機械之潤滑油的劣化檢測精度變高之方式調整固定構件固定於機械之情形時之油用間隙之開口方向。
本發明之潤滑油劣化感測器可在固定構件固定於機械 後，以機械之潤滑油之劣化檢測器精度變高之方式調整固定構件固定於機械之情形時之油用間隙之開口方向。
本發明之潤滑油劣化感測器可在固定構件固定於機械後，以機械之潤滑油之劣化檢測精度變高之方式調整固定構件固定於機械之情形時之油用間隙之開口方向。
本發明之潤滑油劣化感測器與發光元件為例如LED以外之燈之構成相比可小型化。
本發明之潤滑油劣化感測器與發光元件至彩色受光元件之光程為一直線之構成相比，可將發光元件及彩色受光元件靠近配置，使全體小型化。又，間隙形成構件不僅有形成油用間隙之作用，亦具備彎曲光程之作用，因此與取代間隙形成構件另外具備彎曲光程之構件的構成相比可減少零件數。
本發明之潤滑油劣化感測器可為零件數較少之簡單構成且可小型化。
本發明之潤滑油劣化感測器防止彩色受光元件接受不需要之反射光，因此與彩色受光元件接受不需要之反射光的構成相比，可提高潤滑油中污染物質之顏色檢測精度。
本發明之潤滑油劣化感測器使潤滑油容易地流通油用間隙，因此與潤滑油易滯留於油用間隙之構成相比，可提高潤滑油中污染物質之顏色檢測精度。又，本發明之潤滑油劣化感測器於在形成油用間隙之面實施有撥油處理之情形時，污垢不易附著於形成油用間隙之面，因此可抑制潤滑油中污染物質之顏色檢測精度因污垢附著而下降。
產業用機器人用減速機之潤滑油劣化感測器可基於由彩色受光元件檢測出之顏色即時特定減速機本體之潤滑油中污染物質之種類及量。因此，本發明之產業用機器人用減速機可實現即時故障預知。又，產業用機器人用減速機之潤滑劣化感測器可調整固定構件固定於機械之情形時之油用間隙之開口方向。因此，本發明之產業用機器人用減速機可實現高精度之故障預知。
本發明之產業用機器人之潤滑油劣化感測器可基於由彩色受光元件檢測出之顏色即時特定減速機之潤滑油中污染物質之種類。因此，本發明之產業用機器人可實現即時故障預知。又，本發明之產業用機器人之潤滑油劣化感測器可調整固定構件固定於機械之情形時之油用間隙之開口方向。因此，本發明之產業用機器人可實現高精度之故障預知。
本發明之潤滑油劣化感測器可即時特定機械之潤滑油中污染物質之種類及量。
以下，使用圖式對本發明之一實施形態進行說明。
首先，對本實施形態之產業用機器人之構成進行說明。
圖1係本實施形態之產業用機器人100之側視圖。
如圖1所示，產業用機器人100具備：安裝於地面、頂棚等設置部分900之安裝部111、臂部112~116、連接安裝部111及臂部112之關節部120、連接臂部112及臂部113之關節部130、連接臂部113及臂部114之關節部140、連接臂部 114及臂部115之關節部150、連接臂部115及臂部116之關節部160、連接臂部116及未圖示之把手之關節部170。
再者，產業用機器人100中除後述之潤滑油劣化感測器137a、137b、139a、139b等潤滑油劣化感測器以外之部分構成本發明之產業用機器人本體。
圖2係關節部130之剖面圖。再者，以下雖對關節部130進行說明，但關於關節部120、140~170亦相同。
如圖2所示，關節部130具備：連接臂部112及臂部113之作為本發明之產業用機器人用減速機之減速機131；藉由螺栓138a而固定於臂部112之馬達138；用以檢測減速機131之潤滑油131a之劣化之潤滑油劣化感測器139a及潤滑油劣化感測器139b。
減速機131具備減速機本體132、與用以檢測減速機本體132之潤滑油131a的劣化之潤滑油劣化感測器137a及潤滑油劣化感測器137b。
減速機本體132具備：藉由螺栓133a而固定於臂部112之外殼133；藉由螺栓134a而固定於臂部113之支持體134；固定於馬達138之輸出軸之齒輪135a；圍繞減速機131之中心軸等間隔地配置有3個且與齒輪135a嚙合之齒輪135b；圍繞減速機131之中心軸等間隔地配置有3個且固定於齒輪135b之曲柄軸135c；及與設於外殼133之內齒輪嚙合之2個外齒輪136。
支持體134經由軸承133b可旋轉地支持於外殼133。於外殼133與支持體134之間設有用以防止潤滑油131a之洩漏之 密封構件133c。
曲柄軸135c經由軸承134b可旋轉地支持於支持體134，且經由軸承136a可旋轉地支持於外齒輪136。
潤滑油劣化感測器137a及潤滑油劣化感測器137b固定於外殼133。潤滑油劣化感測器139a固定於臂部112。潤滑油劣化感測器139b固定於臂部113。
圖3係潤滑油劣化感測器139b之前視圖。圖4係安裝於臂部113之狀態下之潤滑油劣化感測器139b之前視剖面圖。 圖5(a)係潤滑油劣化感測器139b之俯視圖。圖5(b)係潤滑油劣化感測器139b之仰視圖。再者，以下雖針對潤滑油劣化感測器139b進行說明，但關於潤滑油劣化感測器137a、137b、139a等除潤滑油劣化感測器139b以外之潤滑油劣化感測器亦相同。
如圖3~圖5所示，潤滑油劣化感測器139b具備：支持潤滑油劣化感測器139b之各零件之鋁合金製殼體20；支持後述之白色LED72、RGB感測器73及間隙形成構件60之支持構件30；保持於支持構件30之間隙形成構件60；及具備白色LED72及RGB感測器73之電子零件群70。
支持構件30藉由附六角孔螺栓12而固定於殼體20。支持構件30具備鋁合金製支架40、及藉由附六角孔螺栓13而固定於支架40之鋁合金製支架蓋50。
間隙形成構件60藉由2個玻璃製直角稜鏡61、62構成，用以供潤滑油131a滲入之間隙即油用間隙60a形成於2個直角稜鏡61、62之間。
電子零件群70具備：藉由螺絲11而固定於支持構件30之電路基板71；安裝於電路基板71之白色LED72；安裝於電路基板71之RGB感測器73；相對於電路基板71配置於白色LED72及RGB感測器73側之相反側之電路基板74；固定電路基板71及電路基板74之複數條柱75；相對於電路基板74配置於電路基板71側之相反側之電路基板76；固定電路基板74及電路基板76之複數條柱77；於電路基板74側之相反側安裝於電路基板76之連接器78。電路基板71、電路基板74及電路基板76安裝有複數個電子零件。又，電路基板71、電路基板74及電路基板76互相電性連接。
潤滑油劣化感測器139b具備：防止潤滑油131a自殼體20及臂部113間漏出之O型環14；防止潤滑油131a自殼體20及支架40間漏出之O型環15；配置於殼體20及支架蓋50間之O型環16。
圖6(a)係殼體20之前視圖。圖6(b)係殼體20之前視剖面圖。圖7(a)係殼體20之側視圖。圖7(b)係殼體20之側視剖面圖。圖8(a)係殼體20之俯視圖。圖8(b)係殼體20之仰視圖。
如圖3~圖8所示，殼體20具備：用以固定於臂部113之螺孔113a之螺紋部21；使螺紋部21相對於臂部113之螺孔113a旋轉時用於藉由扳手等工具夾持之工具接觸部22；收納支架40之支架收納部23。又，殼體20形成有用以擰入附六角孔螺栓12之螺孔24；O型環14所嵌入之槽25；O型環16所嵌入之槽26。殼體20固定於產業用機器人100之臂部 113即產業用機器人本體，構成本發明之固定構件。
圖9(a)係支架40之前視圖。圖9(b)係支架40之前視剖面圖。圖10(a)係支架40之側視圖。圖10(b)係支架40之側視剖面圖。圖11(a)係支架40之俯視圖。圖11(b)係支架40之仰視圖。圖12係表示白色LED72至RGB感測器73之光程10a之圖。
如圖3~圖5及圖9~圖12所示，支架40具備：收納直角稜鏡61之稜鏡收納部41；收納直角稜鏡62之稜鏡收納部42；收納白色LED72之LED收納部43；收納RGB感測器73之RGB感測器收納部44。又，支架40形成有連通稜鏡收納部41及LED收納部43之孔45；連通稜鏡收納部42及RGB感測器收納部44之孔46；用以擰入螺絲11之螺孔47；用以擰入附六角孔螺栓13之螺孔48；O型環15所嵌入之槽49。
稜鏡收納部41具備夾入直角稜鏡61之2個壁41a，壁41a中藉由接著劑而固定有直角稜鏡61。稜鏡收納部42具備夾入直角稜鏡62之2個壁42a，壁42a中藉由接著劑而固定有直角稜鏡62。
支架40藉由LED收納部43、孔45、稜鏡收納部41、稜鏡收納部42、孔46及RGB感測器收納部44，包圍白色LED72至RGB感測器73之光程10a之至少一部分，構成本發明之光程包圍部。
支架40於表面實施有例如消光之黑色氧化鋁膜處理般防止光反射之處理。
再者，支架40經由電路基板71支持白色LED72及RGB感 測器73。又，支架40直接支持間隙形成構件60。
如圖12所示，間隙形成構件60之油用間隙60a配置於白色LED72至RGB感測器73之光程10a上。
直角稜鏡61、62使由白色LED72發出之光透過。直角稜鏡61形成有由白色LED72發出之光所入射之入射面61a；將自入射面61a入射之光反射，90度彎曲光之行進方向之反射面61b；於反射面61b反射之光所出射之出射面61c。 直角稜鏡62形成有自直角稜鏡61之出射面61c出射之光所入射之入射面62a；將自入射面62a入射之光反射，90度彎曲光之行進方向之反射面62b；於反射面62b反射之光所出射之出射面62c。
直角稜鏡61之入射面61a、反射面61b及出射面61c，與直角稜鏡62之入射面62a、反射面62b及出射面62c經光學研磨。又，直角稜鏡61之反射面61b與直角稜鏡62之反射面62b實施有鋁蒸鍍膜。並且，為保護硬度及密接力較弱之鋁蒸鍍膜而於鋁蒸鍍膜上進而實施有SiO2膜。
光程10a於直角稜鏡61之反射面61b上90度彎曲，於直角稜鏡62之反射面62b上亦90度彎曲。即，光程10a藉由間隙形成構件60而180度彎曲。
於油用間隙60a之長度過短之情形時，潤滑油131a中之污染物質難以適當流通油用間隙60a，因此潤滑油131a中之污染物質之顏色檢測精度下降。另一方面，於油用間隙60a之長度過長之情形時，自白色LED72發出之光藉由油用間隙60a內之潤滑油131a中之污染物質過度地吸收，而 難以到達RGB感測器73，因此潤滑油131a中之污染物質之顏色檢測精度仍然下降。因此，油用間隙60a之長度較佳為以潤滑油131a中之污染物質之顏色檢測精度變高之方式適當設定。直角稜鏡61之出射面61c與直角稜鏡62之入射面62a之距離、即油用間隙60a之長度例如為1 mm。
白色LED72為發出白色光之電子零件，構成本發明之發光元件。作為白色LED72，例如可使用日亞化學工業股份有限公司製之NSPW500GS-K1。
RGB感測器73為檢測所接受之光之顏色之電子零件，構成本發明之彩色受光元件。作為RGB感測器73，例如可使用Hamamatsu Photonics股份有限公司製之S9032-02。
如圖4所示，連接器78連接潤滑油劣化感測器139b之外部裝置之連接器95，自外部裝置經由連接器95被供給電力，且將潤滑油劣化感測器139b之檢測結果作為電信號經由連接器95向外部裝置輸出。
圖13(a)係支架蓋50之前視圖。圖13(b)係支架蓋50之前視剖面圖。圖14(a)係支架蓋50之俯視圖。圖14(b)係支架蓋50之仰視圖。
如圖3~圖5、圖13及圖14所示，支架蓋50具備使支持構件30相對於殼體20旋轉時用以與六角扳手等工具接觸之工具接觸部51。工具接觸部51為藉由接觸力而自外部接受支持構件30相對於殼體20之旋轉之驅動力的部分，構成本發明之旋轉驅動力接受部。工具接觸部51配置於在殼體20固定於臂部113之情形時不與潤滑油131a接觸之位置。又， 支架蓋50形成有插入接觸器78之孔52、及用以插入附六角孔螺栓13之孔53。
支架蓋50於表面實施有例如消光之黑色氧化鋁膜處理般防止光反射之處理。
如圖3及圖4所示，附六角孔螺栓12藉由與支持構件30及殼體20兩者接觸，而防止支持構件30相對於殼體20之旋轉，構成本發明之旋轉防止構件。附六角孔螺栓12具備用以與六角扳手等工具接觸之工具接觸部12a。工具接觸部12a為藉由接觸力而自外部接受用以與支持構件30及殼體20兩者接觸的驅動力之部分，構成本發明之接觸用驅動力接受部。工具接觸部12a配置於在殼體20固定於臂部113之情形時不與潤滑油131a接觸之位置。
其次，對潤滑油劣化感測器139b之組裝方法進行說明。再者，以下雖對潤滑油劣化感測器139b進行說明，但關於潤滑油劣化感測器137a、137b、139a等除潤滑油劣化感測器139b以外之潤滑油劣化感測器亦相同。
首先，於支架40之稜鏡收納部41中與直角稜鏡61之入射面61a接觸之面、及直角稜鏡61之面中與稜鏡收納部41之2個壁41a分別接觸之2個面塗佈接著劑，利用該接著劑於稜鏡收納部41固定直角稜鏡61。又，於支架40之稜鏡收納部42中與直角稜鏡62之出射面62c接觸之面、及直角稜鏡62之面中與稜鏡收納部42之2個壁42a分別接觸之2個面塗佈接著劑，利用該接著劑於稜鏡收納部42固定直角稜鏡62。又，於支架40之LED收納部43利用接著劑固定白色 LED72。
繼而，安裝有RGB感測器73之電路基板71藉由螺絲11而固定於支架40，白色LED72藉由焊錫而固定於電路基板71。進而，組裝連接器78等各種電子零件，而由支架40支持電子零件群70。
繼而，支架蓋50藉由附六角孔螺栓13而固定於支架40。
最後，安裝有O型環15之支架40藉由附六角孔螺栓12而固定於安裝有O型環14及O型環16之殼體20之支架收納部23。
其次，對潤滑油劣化感測器139b向臂部113之設置方法進行說明。再者，以下雖對潤滑油劣化感測器139b進行說明，但關於潤滑油劣化感測器137a、137b、139a等除潤滑油劣化感測器139b以外之潤滑油劣化感測器亦相同。
首先，利用工具夾持殼體20之工具接觸部22，藉由將殼體20之螺紋部21擰入臂部113之螺孔113a中，而於臂部113固定潤滑油劣化感測器139b。
並且，將潤滑油劣化感測器139b之外部裝置之連接器95連接於連接器78。
其次，對產業用機器人100之動作進行說明。
首先，對關節部130之動作進行說明。再者，以下雖對關節部130進行說明，但關於關節部120、140~170亦相同。
若關節部130之馬達138之輸出軸旋轉，則馬達138之旋轉力藉由減速機131減速，並相對於固定於減速機131之外 殼133之臂部112，移動固定於減速機131之支持體134之臂部113。
其次，對潤滑油劣化感測器139b之動作進行說明。再者，以下雖對潤滑油劣化感測器139b進行說明，但關於潤滑油劣化感測器137a、137b、139a等除潤滑油劣化感測器139b以外之潤滑油劣化感測器亦相同。
潤滑油劣化感測器139b藉由經由連接器78自外部裝置供給之電力而自白色LED72發出白色光。
並且，潤滑油劣化感測器139b將由RGB感測器73接受之光之RGB各色的光量作為電信號經由連接器78向外部裝置輸出。
再者，潤滑油劣化感測器139b亦可另外搭載RGB感測器73以外之感測器。例如，潤滑油劣化感測器139b於檢測潤滑油131a溫度之溫度感測器包含於電子零件群70中之情形時，由溫度感測器檢測出之溫度亦可作為電信號經由連接器78向外部裝置輸出。
其次，對潤滑油劣化感測器139b之油用間隙60a之開口60b之方向的調整方法進行說明。再者，以下雖對潤滑油劣化感測器139b進行說明，但關於潤滑油劣化感測器137a、137b、139a等除潤滑油劣化感測器139b以外之潤滑油劣化感測器亦相同。
潤滑油劣化感測器139b之外部裝置可基於由RGB感測器73檢測出之顏色，特定減速機131之潤滑油131a中污染物質之種類及量。即，潤滑油劣化感測器139b可藉由檢測潤 滑油131a中污染物質之顏色而檢測潤滑油131a之劣化程度。
圖15係表示油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向與由RGB感測器73檢測出之顏色相對於黑色之色差△E之關係的一例之圖。圖16(a)係表示油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向為0°之狀態之圖。圖16(b)係表示油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向為45°之狀態之圖。圖16(c)係表示油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向為90°之狀態之圖。
再者，由RGB感測器73檢測出之顏色相對於黑色之色差△E可使用由RGB感測器73檢測出之顏色之R、G、B各值，利用以下數1所示式進行計算。
於導出圖15所示關係之實驗中，潤滑油131a使用劣化程度較少之新油。
又，圖15中，所謂「靜止時」，表示潤滑油131a之流動停止之時。潤滑油131之流動停止時，油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向不會對由RGB感測器73檢測出之顏色相對於黑色的色差△E產生影響。因此，「靜止時」由RGB感測器73檢測出之顏色相對於黑色之色差△E成為油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向、與由RGB感測器73檢測出之顏色相對於黑色之色差△E的關係之判斷基準。
又，圖15中，36[rpm]及45[rpm]係以每分鐘之旋轉數表示臂部113相對於臂部112之旋轉速度。由於潤滑油劣化感測器139b安裝於臂部113，故而藉由臂部113相對於臂部112之旋轉而於潤滑油131a中移動。即，36[rpnm]及45[rpm]間接表示潤滑油131a相對於潤滑油劣化感測器139b之流動速度。
圖16中，表示油用間隙60a之箭頭以外之箭頭表示潤滑油131a之流向。
潤滑油131a之劣化檢測精度可以由RGB感測器73檢測出之顏色相對於黑色之色差△E判斷。即，圖15中，潤滑油131a之劣化檢測精度在臂部113相對於臂部112之旋轉數為45[rpm]之情形、且油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向為0°及45°之情形時下降。如上所述，潤滑油131a之劣化檢測精度有根據油用間隙60a相對於潤滑油131a流向之開口60b方向而下降之情形。
潤滑油劣化感測器139b可調整油用間隙60a之開口60b之方向。
首先，利用插入於工具接觸部12a之工具放鬆附六角孔螺栓12，以使支持構件30相對於殼體20可旋轉。
繼而，藉由利用工具夾持殼體20之工具接觸部22而防止殼體20相對於臂部113之旋轉，於該狀態下，藉由插入於工具接觸部51之工具使支持構件30相對於殼體20旋轉。油用間隙60a之開口60b之方向藉由支持構件30相對於殼體20之旋轉而改變。
最後，藉由插入於工具接觸部12a之工具收緊附六角孔螺栓12，以使得支持構件30相對於殼體20無法旋轉。
如上說明，潤滑油劣化感測器139b等各潤滑油劣化感測器對於由白色LED72發出之白色光中的在油用間隙60a中未由潤滑油131a中之污染物質吸收之波長的光，利用RGB感測器73檢測其顏色，因此可即時檢測減速機131之潤滑油131a中污染物質之顏色。即，各潤滑油劣化感測器可基於由RGB感到器73檢測出之顏色，由電腦等外部裝置即時特定減速機131之潤滑油131a中污染物質之種類及量。再者，各潤滑油劣化感測器亦可於電子零件群70中包含基於由RGB感測器73檢測出之顏色特定潤滑油中污染物質之種類及量之電子零件。
一般而言，產業用機器人之臂部之軌跡之精度等受到關節部所使用之減速機之性能較大影響。因此，產業用機器人用減速機在性能下降之情形時適當予以更換較為重要。但更換產業用機器人用減速機之情形時，具備該產業用機器人用減速機之產業用機器人、或設置有該產業用機器人之生產線必須停止。因此，為掌握產業用機器人用減速機之更換時期，適當預知產業用機器人用減速機之故障非常重要。此處，產業用機器人100之各潤滑油劣化感測器如上述，可基於由RGB感測器73檢測出之顏色，由電腦等外部裝置即時特定減速機131之潤滑油131a中污染物質之種類及量。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機可實現即時故障預知。
有時會於潤滑油131a中添加用以降低摩擦面之摩擦的MoDTC、MoDTP等有機鋇等摩擦降低劑、用以提高抑制摩擦面燒結之性能即極壓性之SP系添加劑等極壓添加劑、用以抑制污垢產生或附著之Ca磺酸鹽等分散劑等各種添加劑。該等添加劑隨著潤滑油131a之劣化而自潤滑油131a分離，而於例如產業用機器人100及減速機之金屬表面附著、結合或者沈澱。即，潤滑油131a中添加劑之減少量可活用於產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機之故障預知。各潤滑油劣化感測器不僅可基於檢測出之顏色而特定潤滑油131a中鐵粉之量，亦可特定伴隨添加於潤滑油131a中之各種添加劑減少之基油劣化度或污垢等污染物質之增加。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機與僅基於鐵粉濃度預知減速機故障之技術相比，可提高故障預知之精度。
又，潤滑油劣化感測器139b等各潤滑油劣化感測器中，由於殼體20係以於支持構件30旋轉之情形下使油用間隙60a之開口60b的改變之方式可旋轉地對支持構件30進行支持，因此在殼體20固定於產業用機器人100之情形時，可以產業用機器人100之潤滑油131a之劣化檢測精度變高之方式調整殼體20固定於產業用機器人100之情形時之油用間隙60a之開口60b的方向。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機可實現高精度之故障預知。
又，潤滑油劣化感測器139b等各潤滑油劣化感測器中，支持構件30係在殼體20固定於產業用機器人100之情形時 不與潤滑油131a接觸之位置上，具備藉由接觸力而自外部接受相對於殼體20之旋轉的驅動力之部分即工具接觸部51。因此，各潤滑油劣化感測器在殼體20固定於產業用機器人100後，可以產業用機器人100之潤滑油131a的劣化檢測精度變高之方式調整殼體20固定於產業用機器人100之情形時之油用間隙60a的開口60b之方向。
又，潤滑油劣化感測器139b等各潤滑油劣化感測器中，藉由與支持構件30及殼體20兩者接觸而防止支持構件30相對於殼體20的旋轉之附六角孔螺栓12在殼體20固定於產業用機器人100之情形時不與潤滑油131a接觸之位置上，具備藉由接觸力而自外部接受用以與支持構件30及殼體20兩者接觸之驅動力的部分即工具接觸部12a。因此，各潤滑油劣化感測器在殼體20固定於產業用機器人100後，可以產業用機器人100之潤滑油131a的劣化檢測精度變高之方式調整殼體20固定於產業用機器人100之情形時之油用間隙60a的開口60b之方向。
又，各潤滑油劣化感測器中，發光元件為發出白色光之白色LED，因此發光元件與例如LED以外之燈之構成相比可小型化。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機可小型化。再者，本發明之發光元件亦可為白色LED以外者。例如，發光元件亦可為LED以外之燈。又，發光元件亦可為具備紅色LED或LED以外之紅色燈、綠色LED或LED以外之綠色燈、及藍色LED或LED以外之藍色燈，並將自該等LED或LED以外之燈發出之各色光合成而 發出白色光者。
又，各潤滑油劣化感測器於間隙形成構件60形成有彎曲光程10a之反射面61b、62b，因此與白色LED72至RGB感測器73之光程10a為一直線之構成相比，可將白色LED72及RGB感測器73靠近配置，使全體小型化。又，各潤滑油劣化感測器中，間隙形成構件60不僅有形成油用間隙60a之作用，亦具備彎曲光程10a之作用，因此與取代間隙形成構件60另外具備彎曲光程10a之構件的構成相比可減少零件數。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機可小型化且可減少零件數。
尤其，各潤滑油劣化感測器構成為藉由分別形成有90度彎曲光程10a之反射面61b、62b之2個直角稜鏡61、62構成間隙形成構件60，藉由2個直角稜鏡61、62之反射面61b、62b而180度彎曲光程10a，且於2個直角稜鏡61、62間形成有油用間隙60a，因此可為零件數較少之簡單構成且可小型化。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機可為零件數較少之構成且可小型化。
又，各潤滑油劣化感測器構成為具備包圍光程10a之至少一部分之支架40，且於支架40表面實施有防止光反射之處理，因此可防止RGB感測器73接受不需要之反射光。因此，各潤滑油劣化感測器與RGB感測器73接受不需要之反射光之構成相比，可提高潤滑油131a中之污染物質之顏色檢測精度。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機可提高故障之預知精度。
又，各潤滑油劣化感測器亦可於間隙形成構件60中形成油用間隙60a之面，即直角稜鏡61之出射面61c及直角稜鏡62之入射面62a實施撥油處理。各潤滑油劣化感測器於在直角稜鏡61之出射面61c及直角稜鏡62之入射面62a實施有撥油處理之情形時，可使潤滑油131a容易地流通油用間隙60a，因此與潤滑油131a易滯留於油用間隙60a之構成相比，可提高潤滑油131a中之污染物質之顏色檢測精度。又，各潤滑油劣化感測器於在直角稜鏡61之出射面61c及直角稜鏡62之入射面62a實施有撥油處理之情形時，污垢不易附著於直角稜鏡61之出射面61c及直角稜鏡62之入射面62a，因此可抑制因污垢之附著而降低潤滑油131a中之污染物質之顏色檢測精度。因此，產業用機器人100及產業用機器人100之各減速機可提高故障之預知精度。
再者，間隙形成構件60之直角稜鏡61、62在本實施形態中為玻璃製，但亦可以例如矽樹脂等玻璃以外之材質形成。藉由以矽樹脂形成稜鏡61、62，可使污垢不易附著於形成油用間隙60a之面。
又，間隙形成構件60在本實施形態中係藉由2個直角稜鏡61、62構成，但亦可藉由3個以上稜鏡構成。
再者，各潤滑油劣化感測器之白色LED72及RGB感測器73之配置亦可為本實施形態中說明的配置以外之配置。例如，各潤滑油劣化感測器之白色LED72至RGB感測器73之光程10a亦可為一直線。
又，各潤滑油劣化感測器亦可藉由直角稜鏡以外之構成 彎曲光程10a。
又，各潤滑油劣化感測器亦可使用例如電池等蓄電池作為電力之供給機構，亦可使用例如無線通信作為向外部裝置之檢測結果之輸出機構。
又，潤滑油劣化感測器之設置位置不限於本實施形態中所示位置，較佳為配合產業用機器人100之用途等適當設定。
本申請案係基於2011年11月4日申請之日本專利申請案(日本專利特願2011-242852)者，並將其內容作為參照併入於此。
[產業上之可利用性]
根據本發明，可提供可即時特定機械之潤滑油中污染物質之種類及量之潤滑油劣化感測器。
10a‧‧‧光程
11‧‧‧螺絲
12‧‧‧附六角孔螺栓(旋轉防止構件)
12a‧‧‧工具接觸部(接觸用驅動力接受部)
13‧‧‧附六角孔螺栓
14‧‧‧O型環
15‧‧‧O型環
16‧‧‧O型環
20‧‧‧殼體(固定構件)
21‧‧‧螺紋部
30‧‧‧支持構件
40‧‧‧支架(光程包圍部)
50‧‧‧支架蓋
51‧‧‧工具接觸部(旋轉驅動力接受部)
60‧‧‧間隙形成構件
60a‧‧‧油用間隙
60b‧‧‧開口
61‧‧‧直角稜鏡
61b‧‧‧反射面
61c‧‧‧出射面(形成油用間隙之面)
62‧‧‧直角稜鏡
62a‧‧‧入射面(形成油用間隙之面)
62b‧‧‧反射面
70‧‧‧電子零件群
71‧‧‧電路基板
72‧‧‧白色LED(發光元件)
73‧‧‧RGB感測器(彩色受光元件)
74‧‧‧電路基板
75‧‧‧柱
76‧‧‧電路基板
77‧‧‧柱
78‧‧‧連接器
95‧‧‧連接器
100‧‧‧產業用機器人(機械)
112‧‧‧臂部
113‧‧‧臂部
113a‧‧‧螺孔
114‧‧‧臂部
115‧‧‧臂部
116‧‧‧臂部
120‧‧‧關節部
130‧‧‧關節部
140‧‧‧關節部
150‧‧‧關節部
160‧‧‧關節部
170‧‧‧關節部
131‧‧‧減速機(產業用機器人用減速機)
131a‧‧‧潤滑油
132‧‧‧減速機本體(機械)
137a‧‧‧潤滑油劣化感測器
137b‧‧‧潤滑油劣化感測器
139a‧‧‧潤滑油劣化感測器
139b‧‧‧潤滑油劣化感測器
圖1係本發明之一實施形態之產業用機器人之側視圖。
圖2係圖1所示之產業用機器人之關節部之剖面圖。
圖3係圖2所示之潤滑油劣化感測器之前視圖。
圖4係安裝於臂部之狀態下之圖3所示之潤滑油劣化感測器之前視剖面圖。
圖5(a)係圖3所示之潤滑油劣化感測器之俯視圖。圖5(b)係圖3所示之潤滑油劣化感測器之仰視圖。
圖6(a)係圖3所示之殼體之前視圖。圖6(b)係圖3所示之殼體之前視剖面圖。
圖7(a)係圖3所示之殼體之側視圖。圖7(b)係圖3所示之 殼體之側視剖面圖。
圖8(a)係圖3所示之殼體之俯視圖。圖8(b)係圖3所示之殼體之仰視圖。
圖9(a)係圖3所示之支架之前視圖。圖9(b)係圖3所示之支架之前視剖面圖。
圖10(a)係圖3所示之支架之側視圖。圖10(b)係圖3所示之支架之側視剖面圖。
圖11(a)係圖3所示之支架之俯視圖。圖11(b)係圖3所示之支架之仰視圖。
圖12係表示圖4所示之白色LED至RGB感測器之光程之圖。
圖13(a)係圖4所示之支架蓋之前視圖。圖13(b)係圖4所示之支架蓋之前視剖面圖。
圖14(a)係圖4所示之支架蓋之俯視圖。圖14(b)係圖4所示之支架蓋之仰視圖。
圖15係表示圖3所示之油用間隙相對於潤滑油流向之開口方向與由RGB感測器檢測出之顏色相對於黑色之色差△E之關係的一例之圖。
圖16(a)係表示圖3所示之油用間隙相對於潤滑油流向之開口方向為0°之狀態之圖。圖16(b)係表示圖3所示之油用間隙相對於潤滑油流向之開口方向為45°之狀態之圖。圖16(c)係表示圖3所示之油用間隙相對於潤滑油流向之開口方向為90°之狀態之圖。
11‧‧‧螺絲
12‧‧‧附六角孔螺栓(旋轉防止構件)
13‧‧‧附六角孔螺栓
14‧‧‧O型環
15‧‧‧O型環
16‧‧‧O型環
20‧‧‧殼體(固定構件)
21‧‧‧螺紋部
30‧‧‧支持構件
40‧‧‧支架(光程包圍部)
50‧‧‧支架蓋
51‧‧‧工具接觸部(旋轉驅動力接受部)
60‧‧‧間隙形成構件
60a‧‧‧油用間隙
61‧‧‧直角稜鏡
62‧‧‧直角稜鏡
70‧‧‧電子零件群
71‧‧‧電路基板
72‧‧‧白色LED(發光元件)
73‧‧‧RGB感測器(彩色受光元件)
74‧‧‧電路基板
75‧‧‧柱
76‧‧‧電路基板
77‧‧‧柱
78‧‧‧連接器
95‧‧‧連接器
113‧‧‧臂部
113a‧‧‧螺孔
131a‧‧‧潤滑油
139b‧‧‧潤滑油劣化感測器

Claims (10)

  1. 一種潤滑油劣化感測器，其係設於機械上用以檢測上述機械之潤滑油的劣化者，且包括：發光元件，其以發出光之方式構成；彩色受光元件，其以接受自上述發光元件發出之光之方式構成，且以檢測接受到之光之顏色之方式構成；間隙形成構件，其形成有用以供上述潤滑油滲入之間隙即油用間隙；支持構件，其支持上述發光元件、上述彩色受光元件及上述間隙形成構件；及固定構件，其用以固定於上述機械；上述間隙形成構件使由上述發光元件發出之光透過；上述油用間隙配置於自上述發光元件至上述彩色受光元件之光程上；上述固定構件以於上述支持構件旋轉之情形下使上述油用間隙之開口方向改變之方式可旋轉地支持上述支持構件。
  2. 如請求項1之潤滑油劣化感測器，其中上述支持構件在上述固定構件固定於上述機械之情形下旋轉驅動力接受部不與上述潤滑油接觸之位置上，具備藉由接觸力而自外部接受相對於上述固定構件之旋轉的驅動力之部分即上述旋轉驅動力接受部。
  3. 如請求項1或2之潤滑油劣化感測器，其包括藉由與上述支持構件及上述固定構件兩者接觸，而防止上述支持構 件相對於上述固定構件之旋轉之旋轉防止構件，上述旋轉防止構件在上述固定構件固定於上述機械之情形下接觸用驅動力接受部不與上述潤滑油接觸之位置上，具備藉由接觸力而自外部接受用以與上述支持構件及上述固定構件兩者接觸之驅動力的部分即上述接觸用驅動力接受部。
  4. 如請求項1至3中任一項之潤滑油劣化感測器，其中上述發光元件為發出白色光之白色LED。
  5. 如請求項1至4中任一項之潤滑油劣化感測器，其中上述間隙形成構件具有將上述光程彎曲之反射面。
  6. 如請求項5之潤滑油劣化感測器，其中上述間隙形成構件包含分別形成有將上述光程90度彎曲之上述反射面之2個直角稜鏡，藉由上述2個直角稜鏡之上述反射面將上述光程180度彎曲；上述油用間隙形成於上述2個直角稜鏡間。
  7. 如請求項1至6中任一項之潤滑油劣化感測器，其中上述支持構件包含包圍上述光程之至少一部分之光程包圍部，上述光程包圍部具有實施有防止光反射之處理之表面。
  8. 如請求項1至7中任一項之潤滑油劣化感測器，其中上述間隙形成構件中形成上述油用間隙之面經施作有撥油處理。
  9. 一種產業用機器人用減速機，其包括如請求項1至8中任 一項之潤滑油劣化感測器、及作為上述機械之減速機本體。
  10. 一種產業用機器人，其包括如請求項1至8中任一項之潤滑油劣化感測器、及作為上述機械之產業用機器人本體，上述產業用機器人本體包含臂部及使用於上述臂部之關節部之減速機；上述潤滑油劣化感測器為用以檢測上述減速機之潤滑油的劣化之感測器。
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