WO2013191273A1 - 状態判定方法、状態通知システムおよび状態判定プログラム - Google Patents

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WO2013191273A1
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恵則 大沼
卓也 白田
康仁 井田
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ナブテスコ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a state determination method for determining at least one of a state of machine oil deterioration and a state of machine breakage.
  • the state determination method described in Patent Document 2 is based on the difference between the light absorption rate of the red component of light detected by the light receiving element and the light absorption rate of the blue component, that is, the state of oil degradation, This is a method for determining the type and amount of foreign matter mixed in oil.
  • an object of the present invention is to provide a state determination method capable of determining at least one of a state of deterioration of machine oil and a state of breakage of a machine with higher accuracy than in the past.
  • the state determination method of the present invention is a state determination method for determining at least one of a state of deterioration of machine oil and a state of breakage of the machine, wherein the white light emitted by a light emitting element is A light emitting step for transmitting the oil; a light receiving step for detecting a color of the light transmitted through the oil in the light emitting step; and a lightness calculating step for calculating the lightness of the color detected by the light receiving step.
  • a color component calculated value calculating step for calculating a color component calculated value that is a value calculated based on the maximum value and the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the light receiving step; Based on the lightness calculated by the lightness calculation step and the color component calculation value calculated by the color component calculation value calculation step.
  • a state determination step for determining the state, and the color component calculation value includes a difference between the maximum value and the minimum value, a ratio between the maximum value and the minimum value, and the maximum value and the minimum value. It is one of an integrated value based on the lightness of the difference in values and an integrated value based on the lightness of the ratio between the maximum value and the minimum value.
  • the inventor of the present application has found through experiments that there is a strong relationship between the state of deterioration of machine oil and the lightness and color component calculated values of the light color detected by the light receiving element.
  • the inventor of the present application has also found through experiments that there is a strong relationship between the state of mechanical damage, the lightness of the color of light detected by the light receiving element, and the calculated value of the color component.
  • the state determination method of the present invention at least one of the state of deterioration of the machine oil and the state of breakage of the machine is determined based on the lightness of the color of the light detected by the light receiving element and the calculated value of the color component. Since the determination is made, at least one of the state of deterioration of the machine oil and the state of breakage of the machine can be determined with higher accuracy than in the past.
  • the state determination step includes an oil deterioration state determination step for determining a state of deterioration of the oil, and the oil deterioration state determination step is calculated by the lightness calculation step. Further, it may be a step of determining a state predetermined for the combination of the lightness and the color component calculated value calculated in the color component calculated value calculating step as a state of deterioration of the oil.
  • the state determination method of the present invention determines the state of deterioration of the machine oil based on the combination of the lightness of the color of the light detected by the light receiving element and the calculated value of the color component. No complicated processing is required to determine the state of Therefore, the state determination method of the present invention can reduce the burden of determining the state of deterioration of the machine oil.
  • the state determination method of the present invention determines the state of machine damage based on the combination of the lightness of the color of light detected by the light receiving element and the calculated color component value. No complicated processing is required. Therefore, the state determination method of the present invention can reduce the burden of determining the state of breakage of the machine.
  • the state determination step includes a machine breakage state determination step for determining a state of breakage of the machine, and the color component calculation values are the maximum value and the minimum value.
  • the mechanical breakage state determination step includes the time when the lightness calculated by the lightness calculation step and the color component calculation value calculated by the color component calculation value calculation step both start decreasing. It may be a step of determining the state of breakage of the machine according to the amount by which the calculated color component value is reduced.
  • the state determination method of the present invention allows the light receiving element to detect when the color component calculated value is the difference between the maximum value and the minimum value of the R value, G value, and B value of the color detected by the light receiving step. Because it is not a simple combination of the detected light color brightness and the calculated color component value, it determines the state of mechanical damage based on changes in the light color brightness and color component calculated value detected by the light receiving element. In addition, it is possible to reduce the influence of the individual difference of the machine and the individual difference of the oil on the determination of the state of the machine breakage. Therefore, the state determination method of the present invention can improve the accuracy of determination of the state of breakage of the machine.
  • the machine damage state determination step includes both the lightness calculated by the lightness calculation step and the color component calculation value calculated by the color component calculation value calculation step. If it has decreased, the time until the failure of the machine is determined as the state of the machine failure according to the execution period of the machine damage state determination step and the amount by which the color component calculation value has decreased in this period. It may be a step of determining.
  • the state determination method of the present invention adjusts the output of the light receiving element for each oil, the influence of individual oil differences on the state determination can be reduced.
  • the state determination method of the present invention needs to determine each time which is the maximum value and which is the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the light receiving step. Therefore, the burden of calculating the color component calculation value can be reduced.
  • the state notification system of the present invention is a state notification system that notifies at least one of a state of deterioration of machine oil and a state of breakage of the machine, a light emitting element that emits white light, and a receiver.
  • a light receiving element that detects the color of the light, and a gap forming member in which a gap for oil is formed, and a gap for oil disposed on an optical path from the light emitting element to the light receiving element is formed;
  • Lightness calculation means for calculating the lightness of the color detected by the light receiving element, and calculation based on the maximum value and the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the light receiving element.
  • a color component calculation value calculation unit that calculates a color component calculation value that is a value, the lightness calculated by the lightness calculation unit, and the color component calculation calculated by the color component calculation value calculation unit And a display device that notifies the state determined by the state determination unit, and the color component calculated value is a difference between the maximum value and the minimum value. Any one of a ratio between the maximum value and the minimum value, an integral value based on the brightness of the difference between the maximum value and the minimum value, and an integral value based on the brightness of the ratio between the maximum value and the minimum value. It is characterized by being.
  • the status notification system calculates the lightness and color component of the color of the light detected by the light receiving element in at least one of the state of deterioration of the machine oil and the state of breakage of the machine. Since the determination is based on the value, at least one of the state of deterioration of the machine oil and the state of breakage of the machine can be determined with higher accuracy than in the past.
  • the computer that executes the state determination program according to the present invention can detect at least one of the state of deterioration of the machine oil and the state of damage of the machine, and the brightness of the color of the light detected by the light receiving element.
  • the determination is based on the calculated color component value, it is possible to determine at least one of the state of deterioration of the machine oil and the state of breakage of the machine with higher accuracy than in the past.
  • the state determination method of the present invention can determine at least one of the state of machine oil deterioration and the state of machine breakage with higher accuracy than in the past.
  • FIG. 3 is a side view of the industrial robot shown in FIG. 2. It is sectional drawing of the joint part shown in FIG. It is front sectional drawing of the oil state sensor shown in FIG. 4 in the state attached to the arm.
  • FIG. 3 is a block diagram of the computer shown in FIG. 2. It is a figure which shows the structure of the experiment for confirming the relationship between the brightness computed by the computer shown in FIG. 2, and a color component calculation value. It is a graph which shows the output of the RGB sensor of the oil state sensor in the experiment by the structure shown in FIG.
  • FIG. 3 It is a graph which shows the result of the experiment by the structure shown in FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between brightness and color component maximum difference calculated by the computer shown in FIG. 2. It is a figure explaining an example of the threshold value for lubricating oil deterioration state determination shown in FIG. 6 in case a color component calculation value is a color component maximum difference.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a reduction gear breakage state determination threshold shown in FIG. 6 when a color component calculated value is a color component maximum difference.
  • 3 is a flowchart of the operation of the computer shown in FIG. It is a figure which shows an example of a display of the display part shown in FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between brightness and color component maximum difference integral value calculated by the computer shown in FIG. 2. It is a figure explaining an example of the threshold value for lubricating oil deterioration state determination shown in FIG. 6 in case a color component calculation value is a color component maximum difference integral value.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a reduction gear breakage state determination threshold shown in FIG. 6 when the color component calculated value is a color component maximum difference integral value. It is a graph which shows the example of the relationship between the brightness computed by the computer shown in FIG. 2, and a color component maximum ratio. It is a figure explaining an example of the threshold value for lubricating oil degradation state determination shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a reduction gear breakage state determination threshold shown in FIG. 6 when a color component calculated value is a color component maximum ratio.
  • 3 is a graph showing an example of the relationship between brightness and color component maximum ratio integrated value calculated by the computer shown in FIG. 2. It is a figure explaining an example of the threshold value for lubricating oil deterioration state determination shown in FIG. 6 in case a color component calculation value is a color component maximum ratio integral value. It is a figure explaining an example of the threshold for speed reducer damage state determination shown in FIG. 6 in case a color component calculation value is a color component maximum ratio integral value.
  • FIG. 1 is a block diagram of a configuration for realizing the state determination method according to the present embodiment.
  • the state determination method includes a light emitting element 1 that emits white light 1a, a light receiving element 2 that detects the color of the received light 1a in RGB, the light emitting element 1 and the light receiving element. Transmitting elements 3 and 4 that are arranged between the elements 2 to allow the oil 9 of the machine to enter between, and the state of deterioration of the oil 9 based on the color detected by the light receiving element 2 and the state of breakage of the machine This is realized by the arithmetic processing unit 5 for determination and the display device 6 for displaying the determination result by the arithmetic processing unit 5.
  • the state notification system 10 relays signals from an industrial robot 20, a computer 80 such as a PC (Personal Computer), and a plurality of oil state sensors (described later) of the industrial robot 20 to the computer 80.
  • the relay device 11 is provided.
  • FIG. 3 is a side view of the industrial robot 20.
  • the joint portion 32 reduces friction generated in the speed reducer 40 connecting the arm 22 and the arm 23, the motor 49 fixed to the arm 22 by the bolt 49 a, and the movable portion of the speed reducer 40.
  • an oil state sensor 50 for detecting the state of the lubricating oil 40a.
  • the speed reducer 40 is one of specific examples of the machine of the present invention.
  • the lubricating oil 40a is one of the specific examples of the oil 9 shown in FIG.
  • the speed reducer 40 includes a case 41 fixed to the arm 22 by a bolt 41a, a support 42 fixed to the arm 23 by a bolt 42a, a gear 43 fixed to the output shaft of the motor 49, and the center of the speed reducer 40.
  • Three gears 44 arranged at regular intervals around the shaft and meshing with the gear 43; a crankshaft 45 arranged at three regular intervals around the central axis of the speed reducer 40 and fixed to the gear 44;
  • Two external gears 46 that mesh with internal gears provided in the case 41 are provided.
  • the support 42 is rotatably supported by the case 41 via a bearing 41b.
  • a seal member 41c for preventing leakage of the lubricating oil 40a is provided between the case 41 and the support 42.
  • the crankshaft 45 is rotatably supported by the support 42 via a bearing 42b and is rotatably supported by the external gear 46 via a bearing 46a.
  • the oil condition sensor 50 is fixed to the arm 23.
  • FIG. 5 is a front cross-sectional view of the oil state sensor 50 in a state where it is attached to the arm 23.
  • the oil condition sensor 50 includes an aluminum alloy casing 51 that supports the components of the oil condition sensor 50, an aluminum alloy cover 52 fixed to the casing 51, and the casing 51.
  • a screw (not shown) for fixing the cover 52, a spacer 54 installed between the casing 51 and a circuit board 71 to be described later.
  • the housing 51 includes a screw part 51 a for fixing to the screw hole 23 a of the arm 23.
  • a plurality of electronic components are mounted on the circuit board 71.
  • the white LED 72 is an electronic component that emits white light, and is one specific example of the light-emitting element 1 shown in FIG.
  • NSPW500GS-K1 manufactured by Nichia Corporation may be used as the white LED 72.
  • the RGB sensor 73 is an electronic component that detects the color of received light, and is one specific example of the light receiving element 2 shown in FIG.
  • the RGB sensor 73 for example, S9032-02 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. may be used.
  • the waterproof connector 76 is connected to a connector of an external device of the oil condition sensor 50, is supplied with electric power from an external device via the connector of the external device, and uses the detection result of the oil condition sensor 50 as an electrical signal. Output to an external device via a connector of the external device.
  • the oil gap 60 a of the gap forming member 60 is disposed on the optical path 72 a from the white LED 72 to the RGB sensor 73.
  • the right-angle prisms 61 and 62 transmit light emitted by the white LED 72.
  • the right-angle prism 61 has an incident surface on which the light emitted by the white LED 72 is incident, a reflecting surface that reflects the light incident from the incident surface and bends the traveling direction of the light by 90 degrees, and the light reflected by the reflecting surface is emitted. And an outgoing surface to be formed.
  • the right-angle prism 62 includes an incident surface on which light emitted from the emission surface of the right-angle prism 61 is incident, a reflection surface that reflects the light incident from the incident surface and bends the traveling direction of the light by 90 degrees, and is reflected by the reflection surface. And an emission surface from which the emitted light is emitted.
  • the incident surface, reflecting surface, and exit surface of the right-angle prism 61 and the incident surface, reflecting surface, and exit surface of the right-angle prism 62 are optically polished.
  • the reflective surface of the right-angle prism 61 and the reflective surface of the right-angle prism 62 are provided with an aluminum vapor deposition film. And in order to protect the aluminum vapor deposition film with weak hardness and adhesion, MgF2 film or SiO2 film is further applied on the aluminum vapor deposition film.
  • the optical path 72a is bent 90 degrees at the reflecting surface of the right-angle prism 61, and is also bent 90 degrees at the reflecting surface of the right-angle prism 62. That is, the optical path 72 a is bent 180 degrees by the gap forming member 60.
  • the distance between the exit surface of the right-angle prism 61 and the incident surface of the right-angle prism 62, that is, the length of the oil gap 60a is, for example, 1 mm. If the length of the oil gap 60a is too short, it is difficult for the contaminants in the lubricating oil 40a to circulate properly through the oil gap 60a, so that the detection accuracy of the color of the contaminants in the lubricant 40a decreases. On the other hand, when the oil gap 60a is too long, the light emitted from the white LED 72 is too absorbed by the contaminants in the lubricating oil 40a in the oil gap 60a and hardly reaches the RGB sensor 73. The detection accuracy of the color of the contaminant in the oil 40a is lowered. Therefore, the length of the oil gap 60a is preferably set appropriately so that the color detection accuracy of the contaminant in the lubricating oil 40a is increased.
  • FIG. 6 is a block diagram of the computer 80.
  • the computer 80 includes an operation unit 81 that is an input device such as a mouse and a keyboard for inputting various operations by a user of the computer 80, and an LCD (Liquid Crystal Display) that displays various information.
  • a display unit 82 such as a display device, a network communication unit 83 that is a network communication device that communicates with the relay device 11 via a network such as a LAN (Local Area Network), and an HDD that stores various data (
  • a storage unit 84 that is a storage device such as Hard Disk Drive) and a control unit 85 that controls the entire computer 80.
  • the display unit 82 is one specific example of the display device 6 shown in FIG.
  • the control unit 85 is one specific example of the arithmetic processing unit 5 shown in FIG.
  • the storage unit 84 stores a state determination program 84a for determining the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40 of the industrial robot 20 and the state of damage of the speed reducer 40 of the industrial robot 20.
  • the state determination program 84a may be installed in the computer 80 at the manufacturing stage of the computer 80, or from a storage medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc) or the like. May be additionally installed, or may be additionally installed on the computer 80 from the network.
  • a storage medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc) or the like. May be additionally installed, or may be additionally installed on the computer 80 from the network.
  • the control unit 85 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores programs and various data in advance, and a RAM (Random Access Memory) that is used as a work area of the CPU. ing.
  • the CPU executes a program stored in the ROM or the storage unit 84.
  • the control unit 85 executes a state determination program 84 a stored in the storage unit 84, thereby calculating the lightness of the color detected by the RGB sensor 73 and the color detected by the RGB sensor 73.
  • Color component calculated value calculating means 85b for calculating a color component calculated value that is a value calculated based on the maximum value and the minimum value among the R value, G value, and B value, and the brightness and color calculated by the lightness calculating means 85a
  • the state determination unit 85c for determining the state based on the color component calculation value calculated by the component calculation value calculation unit 85b, the state notification unit 85d for notifying the state determined by the state determination unit 85c, and the operation of the speed reducer 40 It functions as an operation status determination means 85e for determining the status.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit in which the maximum value of R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor of the oil state sensor is 1 and the minimum value is 0.
  • the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor of the oil state sensor decrease as the experiment progresses.
  • FIG. 9 is a graph showing the results of an experiment with the configuration shown in FIG.
  • FIG. 9 shows results of five experiments until the speed reducer 91 breaks down.
  • Each graph in FIG. 9 shows the result of each experiment.
  • the number of experiments is not limited to five, and the greater the number of experiments, the more appropriate the lubrication oil deterioration state determination threshold value 84b and the reduction gear breakage state determination threshold value 84c.
  • Graph 102 is a graph showing a result of an experiment in which the temperature of the lubricating oil 40a is maintained at a constant high temperature without driving the speed reducer 40.
  • the temperature of the lubricating oil 40a is kept at a constant high temperature without driving the speed reducer 40, that is, when the lubricating oil 40a is gradually deteriorated only by heat, it is based on the output of the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50.
  • the shape of the graph showing the relationship between the brightness and the color component maximum difference calculated by the computer 80 is a shape like the graph 102. In the graph 102, the brightness continues to decrease with the deterioration of the lubricating oil 40a.
  • Graph 103 is a graph showing the results of an experiment in which the amount of impurities mixed into the lubricating oil 40a is increased without driving the speed reducer 40.
  • the output of the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 is output.
  • the shape of the graph indicating the relationship between the brightness and the color component maximum difference calculated by the computer 80 is based on the shape of the graph 103. In the graph 103, the brightness continues to decrease with the deterioration of the lubricating oil 40a.
  • the maximum color component difference continues to increase as the lubricating oil 40a deteriorates.
  • the increase amount of the color component maximum difference with respect to the lightness decrease amount is extremely smaller than the initial stage of the graph 101. That is, when the lubricating oil 40a is deteriorated due to the mixing of impurities, it has been clarified through experiments that a decrease in brightness mainly occurs among changes in brightness and color component maximum difference.
  • the inventor of the present application described above that there is a strong relationship between the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40, the lightness of the color of light detected by the RGB sensor 73, and the maximum color component difference. Found by experiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state when the color component calculated value is the maximum color component difference.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit in which the maximum value of the color component maximum difference is 1 and the minimum value is 0.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the person who determines the threshold value 84b for determining the deterioration state of the lubricant is based on the result of the above-described experiment, and the brightness of the color and the maximum color component detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 as the lubricant 40a deteriorates.
  • the combinations that can make a difference are divided into, for example, eight ranges 111 to 118 as shown in FIG.
  • the range 111 is a range in which it is estimated that there is no deterioration of the lubricating oil 40a.
  • the range 112 is a range in which the deterioration degree of the lubricating oil 40a is estimated to be low.
  • the range 113 is a range in which the degree of deterioration of the lubricating oil 40a is estimated to be medium.
  • the range 114 is a range in which the deterioration degree of the lubricating oil 40a is estimated to be high.
  • the range 115 and the range 116 are ranges in which the lubricating oil 40a itself is estimated to be oxidized and deteriorated by heat.
  • the range 117 is a range in which it is estimated that the lubricating oil 40a itself is oxidized and abnormally deteriorated due to heat.
  • the range 118 is a range in which the lubricating oil 40a is estimated to be abnormally deteriorated due to the mixing of impurities.
  • the ranges 111, 112, 113, and 114 are determined based on the result of the experiment with the configuration shown in FIG.
  • the ranges 115, 116, and 117 are determined based on the result of the experiment with the configuration shown in FIG. 7 and the result of the experiment in which the temperature of the lubricating oil 40 a is maintained at a constant high temperature without driving the speed reducer 40.
  • the range 118 is determined based on the result of the experiment with the configuration shown in FIG. 7 and the result of the experiment in which the amount of impurities mixed into the lubricating oil 40a is increased without driving the speed reducer 40.
  • the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state is determined so that it is possible to determine in which of the ranges 111 to 118 the brightness of the color and the maximum color component difference detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 exist. Is done.
  • the inventor of the present application indicates that there is a strong relationship between the state of breakage of the speed reducer 40 and the lightness and color component maximum difference of light detected by the RGB sensor 73. Found by experiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of the reduction gear breakage state determination threshold 84c when the color component calculated value is the color component maximum difference.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit in which the maximum value of the color component maximum difference is 1 and the minimum value is 0.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the person who determines the threshold value 84c for determining the speed reducer breakage is based on the result of the experiment with the configuration shown in FIG. 7 and the brightness of the color detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 as the lubricating oil 40a deteriorates.
  • the range 122 of the estimated combination is based on the result of the experiment with the configuration shown in FIG. 7 and the brightness of the color detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 as the lubricating oil 40a deteriorates.
  • the reduction gear breakage state determination threshold value 84c is determined for each type of the reduction gear 40 and for each type of the lubricating oil 40a.
  • the oil state sensor 50 emits white light from the white LED 72 by electric power supplied from an external device via the waterproof connector 76.
  • the oil condition sensor 50 outputs the RGB light amounts of the light received by the RGB sensor 73 as an electrical signal to an external device via the waterproof connector 76.
  • Oil state sensor 50 may be equipped with a sensor other than RGB sensor 73 and temperature sensor 78 separately.
  • the oil state sensor 50 can also output a detection result by a separately mounted sensor to an external device via the waterproof connector 76 as an electrical signal.
  • the computer 80 can specify the type and amount of contaminants in the lubricating oil 40a of the speed reducer 40 based on the color detected by the RGB sensor 73. That is, the oil state sensor 50 can detect the degree of deterioration of the lubricating oil 40a by detecting the color of the contaminant in the lubricating oil 40a.
  • the computer 80 then outputs the full-scale output R, G, and B values of the colors detected by the RGB sensor 73 in a state where the light emitted by the white LED 72 is blocked from reaching the RGB sensor 73.
  • the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73 in the state where the minimum value, that is, black, and the lubricating oil 40a is introduced into the speed reducer 40 are the maximum values of the full scale of the output, that is, white.
  • the output of the RGB sensor 73 is adjusted in accordance with an instruction from the user of the oil state sensor 50.
  • the output of the RGB sensor 73 is black when the light emitted from the white LED 72 is blocked from reaching the RGB sensor 73 and the lubricating oil 40 a is introduced into the speed reducer 40.
  • the output of the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 is adjusted so that the output of the RGB sensor 73 becomes White.
  • FIG. 13 is a flowchart of the operation of the computer 80.
  • the computer 80 executes the operation shown in FIG. 13 in a predetermined cycle for each oil state sensor 50 by executing the state determination program 84a. This period can be arbitrarily set by the user of the computer 80, for example, every 6 hours.
  • the lightness calculation means 85a of the control unit 85 calculates the lightness of the color detected by the RGB sensor 73 (S201). That is, the lightness calculation means 85a can calculate the lightness by the equation shown in Equation 1 using the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor 73.
  • the color component calculated value calculation means 85b of the control unit 85 calculates a color component maximum difference that is a difference between the maximum value and the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73. (S202).
  • the color component calculated value calculation means 85b can calculate the maximum color component difference using the equation (2) using the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor 73.
  • the state determination unit 85c determines that there is no deterioration of the lubricating oil 40a. Further, when the combination of the brightness calculated in S201 and the color component maximum difference calculated in S202 exists in the range 112, the state determination unit 85c determines that the deterioration level of the lubricating oil 40a is low. Further, when the combination of the brightness calculated in S201 and the color component maximum difference calculated in S202 exists in the range 113, the state determination unit 85c determines that the deterioration level of the lubricating oil 40a is medium. .
  • the state determination unit 85c determines that the deterioration degree of the lubricating oil 40a is high when the combination of the lightness calculated in S201 and the color component maximum difference calculated in S202 exists in the range 114. Further, when the combination of the brightness calculated in S201 and the color component maximum difference calculated in S202 exists in the range 115 or the range 116, the state determination unit 85c oxidizes and deteriorates the lubricating oil 40a itself due to heat. It is determined that In addition, when the combination of the brightness calculated in S201 and the color component maximum difference calculated in S202 exists in the range 117, the state determination unit 85c oxidizes the lubricating oil 40a itself due to heat and abnormally deteriorates.
  • the state determination unit 85c has the lubricating oil 40a abnormally deteriorated due to the mixing of impurities. Is determined.
  • the state notifying unit 85d of the control unit 85 notifies the display unit 82 of the deterioration state of the lubricating oil 40a determined in S203, for example, as shown in FIG. 14 (S204).
  • the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the reduction gear A is displayed as “no deterioration”.
  • the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer B and the speed reducer C is displayed as “high degree of deterioration”.
  • the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the reduction gear D is displayed as “abnormality due to contamination with impurities”.
  • the state notification means 85d determines whether or not the lubricating oil 40a is abnormally deteriorated after the processing of S204 (S205).
  • the state notification unit 85d determines in S204 that the lubricating oil 40a itself is oxidized and abnormally deteriorated due to heat, or in S204 that the lubricating oil 40a is abnormally deteriorated due to the mixing of impurities. In this case, it is determined that the lubricating oil 40a has deteriorated abnormally.
  • the state notification unit 85d determines in S205 that the lubricating oil 40a has deteriorated abnormally, the state notification unit 85d performs an alarm by inverting the display on the display unit 82 (S206).
  • the alarm is executed by reversing the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer D. Therefore, the user of the computer 80 can easily recognize that impurities such as sludge and wear powder are mixed in the lubricating oil 40a due to a failure of the speed reducer D or the like.
  • the state notifying unit 85d of the control unit 85 notifies the display unit 82 of the state of damage to the speed reducer 40 determined in S207, for example, as “speed reducer state” as shown in FIG. 14 (S208).
  • the state of the reducer A is displayed as “normal”.
  • the state of the reduction gear B is displayed as “Needs inspection / repair”.
  • the state of the reduction gear C is displayed as “failure”.
  • the state of the reduction gear is not displayed.
  • the alarm is executed by reversing the state of the reduction gear B and the state of the reduction gear C. Therefore, the user of the computer 80 can easily recognize that the reduction gear B needs to be inspected and repaired and that the reduction gear C is out of order.
  • Lubricating oil 40a has a friction reducing agent such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and molybdenum dithiophosphate (MoDTP) for reducing friction on the friction surface, and performance to suppress seizure of the friction surface.
  • a friction reducing agent such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and molybdenum dithiophosphate (MoDTP) for reducing friction on the friction surface, and performance to suppress seizure of the friction surface.
  • Various additives such as an extreme pressure additive such as an SP-based additive for improving extreme pressure properties and a dispersant such as Ca sulfonate for suppressing the generation and adhesion of sludge may be added. These additives are separated from the lubricating oil 40a as the lubricating oil 40a deteriorates, for example, by adhering to, bonding to, or sinking to the metal surfaces of the industrial robot 20 and the speed reducer 40.
  • the oil state sensor 50 is not only the amount of iron powder in the lubricating oil 40a, but also the degree of deterioration of the base oil and the increase in contaminants such as sludge due to the reduction of various additives added to the lubricating oil 40a. Identification can be made based on the detected color.
  • the state determination method determines the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40 based on the combination of the lightness of the color of light detected by the RGB sensor 73 and the maximum difference in color components (S203). Therefore, complicated processing is not required to determine the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40. Therefore, the state determination method according to the present embodiment can reduce the burden of determining the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40.
  • the accuracy of the arm trajectory and the like of an industrial robot is greatly affected by the performance of the speed reducer used at the joint. Therefore, it is important that the reducer for the industrial robot is appropriately replaced when the performance deteriorates.
  • the reducer for an industrial robot is replaced, the industrial robot equipped with the reducer and the production line where the industrial robot is installed must be stopped. Therefore, in order to grasp the replacement time of the reducer for the industrial robot, it is very important that the failure of the reducer for the industrial robot is appropriately predicted.
  • the accuracy of the prediction of the failure of the speed reducer 40 is monitored by monitoring the color of light detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50, the temperature sensor 78 for measuring the temperature of the lubricating oil 40a, the current value of the motor 49, and the like. Further improvement can be achieved by using a mechanism together.
  • the state determination method according to the present embodiment determines the damage state of the speed reducer 40 based on the combination of the lightness of the color of light detected by the RGB sensor 73 and the maximum difference in color components (S207). Complex processing is not necessary to determine the state of damage to the speed reducer 40. Therefore, the state determination method according to the present embodiment can reduce the burden of determining the damage state of the speed reducer 40.
  • any of the R value, G value, and B value of the color of the light detected by the RGB sensor 73 is the maximum.
  • the color component maximum difference is calculated by judging each time which is the minimum value.
  • the maximum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73 is the normal R value (see FIG. 8).
  • the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73 is the normal B value (see FIG. 8).
  • the state determination method according to the present embodiment has a configuration in which the color component calculated value calculation unit 85b calculates the difference between the R value and B value of the color detected by the RGB sensor 73 as the maximum color component difference in S202. May be.
  • the state determination method according to the present embodiment determines which of the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73 is the maximum value and which is the minimum value. Therefore, the burden of calculating the maximum color component difference can be reduced.
  • the lubricating oil 40a is introduced into the speed reducer 40. Since the output of the RGB sensor 73 is adjusted for each lubricating oil 40a so that the output of the RGB sensor 73 becomes white, the influence of individual differences of the lubricating oil 40a on the determination of the state can be reduced.
  • the brightness calculated by the brightness calculation means 85a is significantly higher after the replacement of the lubricating oil 40a, when the lubricating oil 40a is replaced, than before the replacement of the lubricating oil 40a. Therefore, the control unit 85 of the computer 80 can automatically determine that the lubricating oil 40a has been replaced based on the change in brightness calculated by the brightness calculation means 85a.
  • the lightness is described.
  • the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor 73 are also compared with those before the replacement of the lubricant 40a when the lubricant 40a is replaced. Thus, it becomes significantly higher after the replacement of the lubricating oil 40a. Therefore, the control unit 85 of the computer 80 automatically determines that the lubricating oil 40a has been replaced based on any change in the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73. You can also
  • the speed reducer 40 when the speed reducer 40 is operating (YES in S200), that is, the lubricating oil 40a of the speed reducer 40 is agitated by the operation of the speed reducer 40, so Calculation of the brightness of the color detected by the RGB sensor 73 (S201) and the R value, G value, and B of the color detected by the RGB sensor 73 when the impurities are uniformly present in the lubricating oil 40a. Since the color component maximum difference calculation (S202), which is the difference between the maximum value and the minimum value among the values, is executed, the brightness accuracy calculated in S201 and the accuracy of the color component maximum difference calculated in S202 are improved. .
  • the state determination method according to the present embodiment can execute the determination of the deterioration state of the lubricating oil 40a (S203) and the determination of the damage state of the speed reducer 40 (S207) with high accuracy.
  • the state determination method according to the present embodiment may omit determining whether or not the speed reducer 40 is operating in the operation shown in FIG.
  • the operation state determination unit 85e receives from the sensor that detects the air pressure that drives the machine. Based on the signal, it may be determined whether or not the speed reducer 40 is operating. In addition, when the machine that is the detection target of the oil state sensor 50 is a machine that is driven by hydraulic pressure, the operation state determination unit 85e is based on the signal from the sensor that detects the hydraulic pressure that drives the machine. It may be configured to determine whether or not 40 is operating.
  • the installation position of the oil state sensor 50 is not limited to the position shown in the present embodiment, and is preferably set as appropriate in accordance with the application of the industrial robot 20 or the like.
  • the oil state sensor 50 may use, for example, wireless communication as a means for outputting a detection result to an external device.
  • the color component calculated value that is a value calculated based on the maximum value and the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73 is the color component maximum difference.
  • the color component calculated value may be a value other than the color component maximum difference.
  • the color component calculated value is the ratio of the maximum value and the minimum value of the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73.
  • the color component calculated value calculation means 85b uses the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor 73 to calculate the color component maximum difference integrated value, which is an integrated value based on the brightness of the color component maximum difference. It can be calculated as a component calculation value. Specifically, the color component calculation value calculation unit 85b uses the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor 73 each time the lightness calculated by the lightness calculation unit 85a changes. The color component maximum difference integrated value is calculated by adding the color component maximum difference that is the difference between the maximum value and the minimum value of the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73 at that time. can do.
  • FIG. 15 is a graph showing an example of the relationship between the brightness calculated by the computer 80 and the color component maximum difference integral value.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the shape of the graph showing the relationship between the brightness and the color component maximum difference integral value calculated by the computer 80 based on the output of the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 is, for example, the shape of three graphs shown in FIG. Become.
  • FIG. 15 shows the results of three experiments until the speed reducer 91 breaks down.
  • Each graph in FIG. 15 shows the result of each experiment.
  • the number of experiments is not limited to three, but the greater the number of experiments, the better the appropriateness of the threshold value 84b for determining a lubricant deterioration state and the threshold value 84c for determining a speed reducer breakage state.
  • the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor of the oil state sensor are the maximum values of the full scale of the output, so the lightness is 1.0. It is.
  • the color component maximum difference integral value at the start of the experiment is zero.
  • the color component maximum difference integral value continues to increase with the deterioration of the lubricating oil until the speed reducer 91 fails.
  • the person who determines the threshold value 84b for determining the deterioration state of the lubricant is based on the result of the above-described experiment, and the brightness of the color and the maximum color component detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 as the lubricant 40a deteriorates.
  • the combinations that can be the difference integral value are divided into a plurality of ranges.
  • the range 131 is a range in which it is estimated that the lubricating oil 40a itself is oxidized and abnormally deteriorated due to heat.
  • the range 132 is a range in which the lubricating oil 40a is estimated to be abnormally deteriorated due to the mixing of impurities.
  • the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state determines whether the color brightness and the color component maximum difference integrated value detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 exist in a plurality of ranges including the ranges 131 and 132. Determined to be able to.
  • the inventor of the present application indicates that there is a strong relationship between the state of breakage of the speed reducer 40, the lightness of the color of light detected by the RGB sensor 73, and the color component maximum difference integral value. Were found by experiments similar to those described above.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining an example of the reduction gear breakage state determination threshold 84c when the color component calculated value is the color component maximum difference integral value.
  • the person who determines the reduction gear breakage state determination threshold value 84c determines the brightness of the color and the maximum color component detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 with the deterioration of the lubricating oil 40a.
  • the combination range 142 to be determined is determined.
  • the reduction gear breakage state determination threshold value 84c can determine whether the color brightness detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 and the color component maximum difference integral value exist in the range 141 or the range 142. To be determined.
  • control unit 85 executes the operation shown in FIG. 13 assuming that the color component calculated value is not the color component maximum difference but the color component maximum difference integral value.
  • the color component calculated value calculation means 85b is the color component maximum that is an integrated value based on the brightness of the difference between the maximum value and the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73.
  • the difference integration value is calculated as a color component calculation value (S202).
  • the state determination unit 85c determines in which of a plurality of ranges including the ranges 131 and 132 shown in FIG. 16 the combination of the brightness calculated in S201 and the color component maximum difference integral value calculated in S202. Is determined based on the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state. That is, the state determination unit 85c determines a state predetermined for the combination of the lightness calculated in S201 and the color component maximum difference integral value calculated in S202 as the deterioration state of the lubricating oil 40a. (S203).
  • the color component calculation value is the color component maximum ratio
  • the color component calculated value calculation means 85b calculates the color component maximum ratio as the color component calculated value by the following equation (3) using the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor 73. can do.
  • FIG. 18 is a graph showing an example of the relationship between brightness and color component maximum ratio calculated by the computer 80.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the shape of the graph showing the relationship between the brightness and the color component maximum ratio calculated by the computer 80 based on the output of the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 is, for example, the shape of three graphs shown in FIG.
  • the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor of the oil state sensor are the maximum values of the full scale of the output, so the lightness is 1.0. It is.
  • the maximum color component ratio at the start of the experiment is 1.
  • the maximum color component ratio continues to increase with the deterioration of the lubricating oil until the speed reducer 91 fails.
  • the inventor of the present application indicates that there is a strong relationship between the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40 and the lightness and color component maximum ratio of the light color detected by the RGB sensor 73. It was found by experiments similar to those described above for the maximum difference.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the person who determines the threshold value 84b for determining the deterioration state of the lubricant is based on the result of the above-described experiment, and the brightness of the color and the maximum color component detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 as the lubricant 40a deteriorates. Divide the possible combinations into multiple ranges.
  • the range 151 is a range in which the lubricating oil 40a is estimated to be abnormally deteriorated due to the mixing of impurities.
  • the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state can determine in which of a plurality of ranges including the range 151 the color brightness and the color component maximum ratio detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 exist. To be determined.
  • the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state is determined for each type of the speed reducer 40 and each type of the lubricant oil 40a.
  • the inventor of the present application indicates that there is a strong relationship between the state of breakage of the speed reducer 40 and the lightness and color component maximum ratio of the light color detected by the RGB sensor 73. It was found by an experiment similar to the experiment performed.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining an example of the speed reducer breakage state determination threshold value 84c when the color component calculated value is the color component maximum ratio.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the reduction gear breakage state determination threshold value 84c can determine whether the color brightness and the color component maximum ratio detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 exist in the range 161 or the range 162. It is determined.
  • control unit 85 performs the operation shown in FIG. 13 assuming that the color component calculated value is not the color component maximum difference but the color component maximum ratio.
  • the color component calculation value calculation means 85b calculates a color component maximum ratio that is a ratio of the maximum value and the minimum value among the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73. Calculated as a value (S202).
  • the state determining unit 85c determines the brightness calculated in S201 and the color component maximum ratio calculated in S202. Is determined in the range 161 or the range 162 shown in FIG. 20 based on the reduction gear breakage state determination threshold 84c. That is, the state determination unit 85c determines a state predetermined for the combination of the lightness calculated in S201 and the color component maximum ratio calculated in S202 as a damaged state of the speed reducer 40 (S207). ).
  • the color component calculation value is the color component maximum ratio integral value
  • FIG. 21 is a graph showing an example of the relationship between the brightness calculated by the computer 80 and the color component maximum ratio integral value.
  • the shape of the graph showing the relationship between the brightness and the color component maximum ratio integral value calculated by the computer 80 based on the output of the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 is, for example, the shape shown in the three graphs shown in FIG. Become.
  • the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor of the oil state sensor are the maximum values of the full scale of the output, so the lightness is 1.0. It is.
  • the color component maximum ratio integral value at the start of the experiment is zero.
  • the color component maximum ratio integral value continues to increase with the deterioration of the lubricating oil until the speed reducer 91 fails.
  • the inventor of the present application indicates that there is a strong relationship between the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40, the lightness of the color of light detected by the RGB sensor 73, and the color component maximum ratio integral value. It was found by an experiment similar to the above-described experiment regarding the color component maximum difference.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining an example of the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state when the color component calculated value is the color component maximum ratio integral value.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the person who determines the threshold value 84b for determining the deterioration state of the lubricant is based on the result of the above-described experiment, and the brightness of the color and the maximum color component detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 as the lubricant 40a deteriorates.
  • the possible combinations of ratio integral values are divided into a plurality of ranges.
  • the range 171 is a range in which the lubricating oil 40a is estimated to be abnormally deteriorated due to the mixing of impurities.
  • the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state is used to determine in which of a plurality of ranges including the range 171 the color brightness and the color component maximum ratio integrated value detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 exist. Is determined to be able to.
  • the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state is determined for each type of the speed reducer 40 and each type of the lubricant oil 40a.
  • the inventor of the present application indicates that there is a strong relationship between the state of breakage of the speed reducer 40 and the lightness and color component maximum ratio integrated value of the light color detected by the RGB sensor 73. Were found by experiments similar to those described above.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining an example of the reduction gear breakage state determination threshold 84c when the color component calculated value is the color component maximum ratio integral value.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • the person who determines the reduction gear breakage state determination threshold value 84c determines the brightness of the color and the maximum color component detected by the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 with the deterioration of the lubricating oil 40a.
  • the combinations that can have a specific integral value it is estimated that the range 181 of combinations in which the speed reducer 40 is estimated to be broken, and that the speed reducer 40 is not broken but needs to be inspected and repaired.
  • the combination range 182 to be determined is determined.
  • the reduction gear breakage state determination threshold value 84c is determined for each type of the reduction gear 40 and for each type of the lubricating oil 40a.
  • control unit 85 performs the operation shown in FIG. 13 assuming that the color component calculated value is not the color component maximum difference but the color component maximum ratio integral value.
  • the color component calculated value calculation means 85b is a color component maximum that is an integrated value based on the brightness of the ratio between the maximum value and the minimum value of the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73.
  • the ratio integration value is calculated as a color component calculation value (S202).
  • the state determination unit 85c determines in which of a plurality of ranges including the range 171 shown in FIG. 22 the combination of the brightness calculated in S201 and the color component maximum ratio integrated value calculated in S202 exists. Judgment is made based on the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state. That is, the state determination unit 85c determines a state predetermined for the combination of the lightness calculated in S201 and the color component maximum ratio integral value calculated in S202 as the deterioration state of the lubricating oil 40a. (S203).
  • the state determining unit 85c determines the lightness calculated in S201 and the color component maximum ratio integral calculated in S202. Whether the combination with the value exists in the range 181 or 182 shown in FIG. 23 is determined based on the reduction gear breakage state determination threshold value 84c. That is, the state determination unit 85c determines a state predetermined for the combination of the lightness calculated in S201 and the color component maximum ratio integral value calculated in S202 as a damaged state of the speed reducer 40. (S207).
  • the configuration for realizing the state determination method according to the present embodiment is substantially the same as the configuration for realizing the state determination method according to the first embodiment.
  • the configuration similar to the configuration for realizing the state determination method according to the first embodiment is the state according to the first embodiment.
  • the same reference numerals as in the configuration for realizing the determination method are attached, and detailed description thereof is omitted.
  • portions different from the configuration for realizing the state determination method according to the first embodiment will be described.
  • the configuration of the status notification system which is one specific example of the configuration for realizing the status determination method according to the present embodiment, is the computer of the status notification system 10 (see FIG. 2) according to the first embodiment. It is the same as that of the structure provided with the computer 380 shown in FIG. 24 instead of 80 (see FIG. 6).
  • FIG. 24 is a block diagram of the computer 380.
  • the computer 380 is compared with the computer 80 (see FIG. 6), the state of deterioration of the lubricating oil 40a of the speed reducer 40 of the industrial robot 20, and the speed reducer 40 of the industrial robot 20.
  • State determination program 384a for determining the state of damage of the speed reducer
  • threshold value 384b for determining the state of reduction gear damage for determining the state of damage to the speed reducer 40
  • a state determination unit 385a for determining a state based on the color component maximum difference calculated by the calculation unit 85b, a state determination program 84a (see FIG. 6), and a reduction gear breakage state determination threshold 84c (see FIG. 6).
  • a state determination means 85c see FIG. 6).
  • the storage unit 84 of the computer 380 stores the previous lightness 384c, which is the previous lightness, the previous color component maximum difference 384d, which is the previous color component maximum difference, and the reference color component which is a reference for the damage state of the speed reducer 40.
  • the maximum difference 384e can be stored.
  • the storage unit 84 can store the previous brightness 384c, the previous color component maximum difference 384d, and the reference color component maximum difference 384e for each of the plurality of oil state sensors 50 included in the industrial robot 20.
  • the control unit 85 executes the state determination program 384a stored in the storage unit 84, thereby performing lightness calculation unit 85a, color component calculation value calculation unit 85b, state determination unit 385a, state notification unit 85d, and operation state determination unit. It functions as 85e.
  • the inventor of the present application indicates that there is a strong relationship between the state of breakage of the speed reducer 40 and the lightness and color component maximum difference of light detected by the RGB sensor 73. Found by experiment.
  • the unit of the vertical axis is an arbitrary unit in which the maximum value of the color component maximum difference is 1 and the minimum value is 0.
  • the unit of the horizontal axis is an arbitrary unit in which the maximum value of brightness is 1 and the minimum value is 0.
  • a person who determines the threshold value 384b for determining the speed reducer breakage state is based on the result of the experiment with the configuration shown in FIG. 7, and as shown in FIG. 25, the RGB sensor 73 of the oil state sensor 50 with the deterioration of the lubricating oil 40a. After the start of the decrease in both the brightness of the color detected by the color and the maximum color component difference, it is estimated that the speed reducer 40 has failed.
  • the threshold value for determination 384b is determined. For example, the reduction gear breakage state determination threshold value 384b is “0.05”.
  • the computer 380 executes the same operation as S200 to S206 shown in FIG.
  • the state determining unit 385a operates based on the current brightness calculated in S201 and the operations shown in FIGS.
  • the brightness change is calculated by subtracting the previous brightness 384c stored in S232, which will be described later (S221).
  • the state determination means 385a sets the lightness change to zero when the previous lightness 384c is not stored.
  • the state determination unit 385a subtracts the previous color component maximum difference 384d stored in S233, which will be described later, from the previous operation shown in FIGS. 26 and 27 from the current color component maximum difference calculated in S202.
  • the color component maximum difference change is calculated (S222). However, if the previous color component maximum difference 384d is not stored, the state determination unit 385a sets the color component maximum difference change to zero.
  • the state determination unit 385a calculates the inclination by dividing the change in the color component maximum difference calculated in S222 by the change in brightness calculated in S221 (S223). However, when the change in brightness calculated in S221 is zero, the state determination unit 385a sets the slope to a negative value when the change in maximum color component difference calculated in S222 is a positive value, and is calculated in S222. When the color component maximum difference change is zero, the slope is zero, and when the color component maximum difference change calculated in S222 is a negative value, the slope is positive.
  • the state determination unit 385a determines whether or not the slope calculated in S223 is a positive value (S224).
  • the state determination means 385a determines in S224 that the inclination calculated in S223 is not a positive value, it determines that the speed reducer 40 has not failed (S225).
  • the state determination unit 385a determines in S224 that the slope calculated in S223 is a positive value, it determines whether or not the reference color component maximum difference 384e is stored (S226).
  • the state determination unit 385a stores the current color component maximum difference calculated in S202 in the storage unit 84 as the reference color component maximum difference 384e (S227). ).
  • the state determination unit 385a determines that the reference color component maximum difference 384e is stored, or when the process of S227 ends, the current color component maximum difference calculated in S202 is calculated from the reference color component maximum difference 384e. Is subtracted, the amount of decrease in the color component maximum difference from the reference color component maximum difference 384e is calculated (S228).
  • the state determination means 385a determines whether or not the amount of decrease calculated in S228 is equal to or greater than the reduction gear breakage state determination threshold 384b (S229).
  • the state determination means 385a determines in S229 that the reduction amount calculated in S228 is less than the reduction gear breakage state determination threshold value 384b, the state of execution of the operations shown in FIG. 26 and FIG. Based on the threshold value 384b, the color component maximum difference change calculated in S222, and the amount of decrease calculated in S228, the time to failure of the speed reducer 40 is determined (S230). That is, the state determination means 385a calculates the reduction amount of the color component maximum difference from the present time to the failure of the speed reducer 40 by subtracting the amount of decrease calculated in S228 from the speed reducer damage state determination threshold value 384b. The number of remaining executions of the operations shown in FIGS.
  • 26 and 27 from the current time to the failure of the speed reducer 40 is calculated by dividing the reduction amount by the change in the color component maximum difference calculated in S222. Is multiplied by the period of execution of the operation shown in FIG. 26 and FIG. 27 to calculate the time from the current time to the failure of the speed reducer 40.
  • the execution cycle of the operations shown in FIGS. 26 and 27 is “6 hours”, the reduction gear breakage state determination threshold 384b is “0.05”, and the color component maximum difference calculated in S222 is calculated.
  • the state determination unit 385a starts from “0.05” which is the reduction gear breakage state determination threshold 384b.
  • “0.03” which is the reduction amount calculated in S228, “0.02”, which is the reduction amount of the color component maximum difference from the current time until the failure of the speed reducer 40, is calculated.
  • state determination means 385a determines in S229 that the amount of decrease calculated in S228 is greater than or equal to the speed reducer breakage state determination threshold 384b, it determines that the speed reducer 40 has failed (S231).
  • the state determination unit 385a stores the current brightness calculated in S201 in the storage unit 84 as the previous brightness 384c (S232).
  • the state determination unit 385a overwrites the current brightness calculated in S201 as the new previous brightness 384c.
  • the state determination unit 385a stores the current color component maximum difference calculated in S202 in the storage unit 84 as the previous color component maximum difference 384d (S233). If the storage unit 84 has already stored the previous color component maximum difference 384d, the state determination unit 385a overwrites the current color component maximum difference calculated in S202 as a new previous color component maximum difference 384d. .
  • the state notification unit 85d indicates the state of damage of the reduction gear 40 determined in S225, S230, or S231, for example, as shown in FIG. Is displayed on the display unit 82 (S208).
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of display on the display unit 82.
  • the state of the reduction gear A is displayed as “normal”.
  • the state of the reduction gear B is displayed as “24 hours until failure”.
  • the state of the reduction gear C is displayed as “failure”.
  • the state notification unit 85d determines whether or not an alarm is necessary after the processing of S208 (S209).
  • the time until the failure of the reduction gear 40 determined in S230 is, for example, one week or less, or if it is determined in S231 that the reduction gear 40 has failed, the state notification unit 85d needs an alarm. It is judged that.
  • the status notification means 85d determines in S209 that the alarm is necessary, the status notification means 85d executes the alarm by inverting the display on the display unit 82 (S206).
  • the alarm is executed by reversing the state of the speed reducer B and the state of the speed reducer C. Accordingly, the user of the computer 380 can easily recognize that the reduction gear B is in 24 hours until the failure and that the reduction gear B needs to be inspected and repaired, or that the reduction gear C is broken. it can.
  • the control unit 85 of the computer 380 deletes the previous lightness 384c, the previous color component maximum difference 384d, and the reference color component maximum difference 384e from the storage unit 84 in accordance with an instruction from the user.
  • the brightness calculated by the brightness calculation means 85a is significantly higher after the replacement of the lubricating oil 40a, when the lubricating oil 40a is replaced, than before the replacement of the lubricating oil 40a. Therefore, the control unit 85 of the computer 380 can automatically determine that the lubricating oil 40a has been replaced based on the change in lightness calculated by the lightness calculation means 85a. In the above description, the lightness is described. However, the R, G, and B values of the color detected by the RGB sensor 73 are also compared with those before the replacement of the lubricant 40a when the lubricant 40a is replaced. Thus, it becomes significantly higher after the replacement of the lubricating oil 40a.
  • the control unit 85 of the computer 380 automatically determines that the lubricating oil 40a has been replaced based on any change in the R value, G value, and B value of the color detected by the RGB sensor 73. You can also. If the control unit 85 of the computer 380 is configured to automatically determine the replacement of the lubricating oil 40a, when determining that the lubricating oil 40a has been replaced, the previous brightness 384c, the previous color component maximum difference 384d, and the reference The color component maximum difference 384e can be automatically deleted from the storage unit 84.
  • the state determination method can reduce the influence of the individual difference of the reduction gear 40 and the individual difference of the lubricating oil 40a on the determination of the damaged state of the reduction gear 40. It is possible to improve the accuracy of determining the state of breakage.
  • the state determination method when both the brightness calculated in S201 and the color component maximum difference calculated in S202 are reduced (YES in S224), FIG. 26 and FIG. And the amount of decrease in the color component maximum difference in this cycle, that is, the change in the color component maximum difference calculated in S222, the state of the speed reducer 40 as a state of damage to the speed reducer 40.
  • the time until failure is determined (S230). Therefore, since the state determination method according to the present embodiment determines the time until failure of the speed reducer 40, the convenience of the user of the speed reducer 40 can be improved.
  • the arithmetic processing unit 5 shown in FIG. 1 is realized by the computer 80 or the control unit 85 of the computer 380 in each of the above-described embodiments, but is realized by a configuration other than the control unit of the computer. May be.
  • the arithmetic processing unit 5 illustrated in FIG. 1 may be realized by electronic components in the electronic component group 70 of the oil state sensor 50.
  • this electronic component stores various data such as the threshold value 84b for determining the lubricant deterioration state, executes the operation shown in FIG. 13 or the operation shown in FIG. 26 and FIG.
  • the determination result may be displayed on the external display device 6.
  • the machine of the present invention is a speed reducer for an industrial robot in each of the above-described embodiments, but may be a machine other than the speed reducer for an industrial robot.
  • the oil of the present invention may be a lubricating oil of the air compressor.
  • the oil of the present invention is a lubricant for the construction machine travel motor or a hydraulic oil for the building machine valve. May be.
  • the oil of this invention may be lubricating oil of this windmill.
  • the oil of the present invention may be the engine oil of this engine.
  • the oil of the present invention may be a working oil of the flight control actuator.
  • the oil of the present invention may be a cutting oil of this machine tool.
  • the oil of the present invention may be a lubricating oil for this vacuum pump.

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Abstract

 機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を従来より高精度に判定することができる状態判定方法を提供する。 減速機の潤滑油の劣化の状態と、減速機の破損の状態とを判定する状態判定方法であって、白色LEDによって発せられる白色の光を潤滑油に透過させ、白色LEDによって潤滑油を透過させた光の色をRGBセンサーに検出させ、RGBセンサーによって検出された色の明度を算出し(S201)、RGBセンサーによって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の差である色成分最大差を算出し(S202)、S201によって算出された明度、および、S202によって算出された色成分最大差に基づいて状態を判定する(S203、S207)ことを特徴とする。

Description

状態判定方法、状態通知システムおよび状態判定プログラム
 本発明は、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を判定する状態判定方法に関する。
 従来、機械のオイルの劣化の状態を判定する状態判定方法として、発光素子によって発せられる白色の光をオイルに透過させて、オイルを透過させた光の色を受光素子に検出させた後、受光素子の出力に基づいてオイルの劣化の状態を判定する方法が知られている(例えば、特許文献1-3参照。)。
 特許文献1に記載されている状態判定方法は、受光素子によって検出された光の赤色、緑色および青色の成分のうちオイル毎に適合する1色を選択し、選択した1色に対する吸光度に基づいてオイルの劣化の状態を判定する方法である。
 特許文献2に記載されている状態判定方法は、受光素子によって検出された光の赤色の成分の光吸収率と、青色の成分の光吸収率との違いに基づいてオイルの劣化の状態、すなわち、オイルに混入している異物の種類および量を判定する方法である。
 特許文献3に記載されている状態判定方法は、受光素子によって検出された光の赤色の成分の値と、緑色の成分の値との比に基づいてオイルの化学的な劣化の状態を判定するとともに、受光素子によって検出された光の赤色、緑色および青色の各成分の吸光度の変化に基づいてオイルに混入している異物の量を判定する方法である。
特開平6-34541号公報 特開2007-198767号公報 米国特許第7612874号明細書
 しかしながら、本願の発明者は、特許文献1-3に記載されている方法において判定されるオイルの劣化の状態の精度に満足することができなかった。
 また、特許文献1-3に記載されている方法においては、機械の破損の状態を判定することができなかった。
 そこで、本発明は、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を従来より高精度に判定することができる状態判定方法を提供することを目的とする。
 本発明の状態判定方法は、機械のオイルの劣化の状態と、前記機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を判定する状態判定方法であって、発光素子によって発せられる白色の光を前記オイルに透過させる発光ステップと、前記発光ステップによって前記オイルを透過させた前記光の色を受光素子に検出させる受光ステップと、前記受光ステップによって検出された前記色の明度を算出する明度算出ステップと、前記受光ステップによって検出された前記色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値を算出する色成分算出値算出ステップと、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値に基づいて前記状態を判定する状態判定ステップとを備えており、前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差と、前記最大値および前記最小値の比と、前記最大値および前記最小値の差の前記明度による積分値と、前記最大値および前記最小値の比の前記明度による積分値との何れかであることを特徴とする。
 本願の発明者は、機械のオイルの劣化の状態と、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値との間に強い関連が存在することを実験によって見出した。また、本願の発明者は、機械の破損の状態と、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値との間に強い関連が存在することも実験によって見出した。本発明の状態判定方法は、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値に基づいて判定するので、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を従来より高精度に判定することができる。
 また、本発明の状態判定方法において、前記状態判定ステップは、前記オイルの劣化の状態を判定するオイル劣化状態判定ステップを備えており、前記オイル劣化状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値の組み合わせに対して予め定められている状態を前記オイルの劣化の状態として判定するステップであっても良い。
 この構成により、本発明の状態判定方法は、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値の組み合わせに基づいて機械のオイルの劣化の状態を判定するので、機械のオイルの劣化の状態を判定するために複雑な処理が必要ない。したがって、本発明の状態判定方法は、機械のオイルの劣化の状態を判定する負担を低減することができる。
 また、本発明の状態判定方法において、前記状態判定ステップは、前記機械の破損の状態を判定する機械破損状態判定ステップを備えており、前記機械破損状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値の組み合わせに対して予め定められている状態を前記機械の破損の状態として判定するステップであっても良い。
 この構成により、本発明の状態判定方法は、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値の組み合わせに基づいて機械の破損の状態を判定するので、機械の破損の状態を判定するために複雑な処理が必要ない。したがって、本発明の状態判定方法は、機械の破損の状態を判定する負担を低減することができる。
 また、本発明の状態判定方法において、前記状態判定ステップは、前記機械の破損の状態を判定する機械破損状態判定ステップを備えており、前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差であり、前記機械破損状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値が両方とも低下を開始した時点と比較して前記色成分算出値が低下した量に応じて、前記機械の破損の状態を判定するステップであっても良い。
 この構成により、本発明の状態判定方法は、色成分算出値が受光ステップによって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の差である場合に、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値の単純な組み合わせではなく、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値の変化に基づいて機械の破損の状態を判定するので、機械の破損の状態の判定に対する機械の個体差およびオイルの個体差の影響を低減することができる。したがって、本発明の状態判定方法は、機械の破損の状態の判定の精度を向上することができる。
 また、本発明の状態判定方法において、前記機械破損状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値が両方とも低下している場合、前記機械破損状態判定ステップの実行の周期と、この周期で前記色成分算出値が低下した量とに応じて、前記機械の破損の状態として前記機械の故障までの時間を判定するステップであっても良い。
 この構成により、本発明の状態判定方法は、機械の故障までの時間を判定するので、機械の使用者の利便性を向上することができる。
 また、本発明の状態判定方法は、前記受光素子の出力を調整する受光出力調整ステップを備えており、前記受光出力調整ステップは、前記受光素子への前記光の到達が遮られた時点での前記受光素子の出力を黒色とし、前記オイルが前記機械に導入された時点での前記受光素子の出力を白色とするステップであっても良い。
 この構成により、本発明の状態判定方法は、オイル毎に受光素子の出力を調整するので、状態の判定に対するオイルの個体差の影響を低減することができる。
 また、本発明の状態判定方法において、前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差であり、前記色成分算出値算出ステップは、前記受光ステップによって検出された前記色のR値およびB値の差を前記色成分算出値として算出するステップであっても良い。
 この構成により、本発明の状態判定方法は、受光ステップによって検出された色のR値、G値およびB値のうち何れが最大値であって何れが最小値であるかを都度判断する必要がないので、色成分算出値を算出する負担を低減することができる。
 本発明の状態通知システムは、機械のオイルの劣化の状態と、前記機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を通知する状態通知システムであって、白色の光を発する発光素子と、受けた光の色を検出する受光素子と、前記オイルが侵入するための隙間であって前記発光素子から前記受光素子までの光路上に配置されている油用隙間が形成された隙間形成部材と、前記受光素子によって検出された前記色の明度を算出する明度算出手段と、前記受光素子によって検出された前記色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値を算出する色成分算出値算出手段と、前記明度算出手段によって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出手段によって算出された前記色成分算出値に基づいて前記状態を判定する状態判定手段と、前記状態判定手段によって判定された前記状態を通知する表示装置とを備えており、前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差と、前記最大値および前記最小値の比と、前記最大値および前記最小値の差の前記明度による積分値と、前記最大値および前記最小値の比の前記明度による積分値との何れかであることを特徴とする。
 この構成により、本発明の状態通知システムは、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値に基づいて判定するので、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を従来より高精度に判定することができる。
 本発明の状態判定プログラムは、機械のオイルの劣化の状態と、前記機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を判定する状態判定プログラムであって、発光素子によって発せられた白色の光が前記オイルを透過してから到達する受光素子によって検出された前記光の色の明度を算出する明度算出ステップと、前記受光素子によって検出された前記色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値を算出する色成分算出値算出ステップと、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値に基づいて前記状態を判定する状態判定ステップとをコンピューターに実行させ、前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差と、前記最大値および前記最小値の比と、前記最大値および前記最小値の差の前記明度による積分値と、前記最大値および前記最小値の比の前記明度による積分値との何れかであることを特徴とする。
 この構成により、本発明の状態判定プログラムを実行するコンピューターは、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を、受光素子によって検出された光の色の明度および色成分算出値に基づいて判定するので、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を従来より高精度に判定することができる
 本発明の状態判定方法は、機械のオイルの劣化の状態と、機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を従来より高精度に判定することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成のブロック図である。 図1に示す構成の具体例の1つである状態通知システムのブロック図である。 図2に示す産業用ロボットの側面図である。 図3に示す関節部の断面図である。 アームに取り付けられた状態での図4に示すオイル状態センサーの正面断面図である。 図2に示すコンピューターのブロック図である。 図2に示すコンピューターによって算出される明度および色成分算出値の関係を確認するための実験の構成を示す図である。 図7に示す構成による実験におけるオイル状態センサーのRGBセンサーの出力を示すグラフである。 図7に示す構成による実験の結果を示すグラフである。 図2に示すコンピューターによって算出される明度および色成分最大差の関係の例を示すグラフである。 色成分算出値が色成分最大差である場合の図6に示す潤滑油劣化状態判定用閾値の一例を説明する図である。 色成分算出値が色成分最大差である場合の図6に示す減速機破損状態判定用閾値の一例を説明する図である。 図2に示すコンピューターの動作のフローチャートである。 図6に示す表示部の表示の一例を示す図である。 図2に示すコンピューターによって算出される明度および色成分最大差積分値の関係の例を示すグラフである。 色成分算出値が色成分最大差積分値である場合の図6に示す潤滑油劣化状態判定用閾値の一例を説明する図である。 色成分算出値が色成分最大差積分値である場合の図6に示す減速機破損状態判定用閾値の一例を説明する図である。 図2に示すコンピューターによって算出される明度および色成分最大比の関係の例を示すグラフである。 色成分算出値が色成分最大比である場合の図6に示す潤滑油劣化状態判定用閾値の一例を説明する図である。 色成分算出値が色成分最大比である場合の図6に示す減速機破損状態判定用閾値の一例を説明する図である。 図2に示すコンピューターによって算出される明度および色成分最大比積分値の関係の例を示すグラフである。 色成分算出値が色成分最大比積分値である場合の図6に示す潤滑油劣化状態判定用閾値の一例を説明する図である。 色成分算出値が色成分最大比積分値である場合の図6に示す減速機破損状態判定用閾値の一例を説明する図である。 本発明の第2の実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成の具体例の1つである状態通知システムのコンピューターのブロック図である。 図24に示す減速機破損状態判定用閾値の一例を説明する図である。 図24に示すコンピューターの動作のフローチャートである。 図26に示す動作の続きの動作のフローチャートである。 図24に示す表示部の表示の一例を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
 まず、本実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成について説明する。
 図1は、本実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成のブロック図である。
 図1に示すように、本実施の形態に係る状態判定方法は、白色の光1aを発する発光素子1と、受けた光1aの色をRGBで検出する受光素子2と、発光素子1および受光素子2の間に配置されて間に機械のオイル9を侵入させる透過素子3、4と、受光素子2によって検出された色に基づいてオイル9の劣化の状態と、機械の破損の状態とを判定する演算処理部5と、演算処理部5による判定結果を表示する表示装置6とによって実現される。
 図2は、図1に示す構成の具体例の1つである状態通知システム10のブロック図である。
 図2に示すように、状態通知システム10は、産業用ロボット20と、PC(Personal Computer)などのコンピューター80と、産業用ロボット20の後述の複数のオイル状態センサーからの信号をコンピューター80に中継する中継装置11とを備えている。
 図3は、産業用ロボット20の側面図である。
 図3に示すように、産業用ロボット20は、床、天井などの設置部分に取り付けられる取付部21と、アーム22~26と、取付部21およびアーム22を接続する関節部31と、アーム22およびアーム23を接続する関節部32と、アーム23およびアーム24を接続する関節部33と、アーム24およびアーム25を接続する関節部34と、アーム25およびアーム26を接続する関節部35と、アーム26および図示していないハンドを接続する関節部36とを備えている。
 図4は、関節部32の断面図である。なお、以下においては、関節部32について説明するが、関節部31、33~36についても同様である。
 図4に示すように、関節部32は、アーム22およびアーム23を接続する減速機40と、ボルト49aによってアーム22に固定されたモーター49と、減速機40の可動部に生じる摩擦を軽減するための潤滑油40aの状態を検出するためのオイル状態センサー50とを備えている。減速機40は、本発明の機械の具体例の1つである。潤滑油40aは、図1に示すオイル9の具体例の1つである。
 減速機40は、ボルト41aによってアーム22に固定されたケース41と、ボルト42aによってアーム23に固定された支持体42と、モーター49の出力軸に固定された歯車43と、減速機40の中心軸の周りに等間隔に3個配置されていて歯車43と噛み合う歯車44と、減速機40の中心軸の周りに等間隔に3個配置されていて歯車44に固定されたクランク軸45と、ケース41に設けられた内歯歯車と噛み合う2個の外歯歯車46とを備えている。
 支持体42は、ケース41に軸受41bを介して回転可能に支持されている。ケース41と、支持体42との間には、潤滑油40aの漏れを防止するためのシール部材41cが設けられている。
 クランク軸45は、支持体42に軸受42bを介して回転可能に支持されているとともに、外歯歯車46に軸受46aを介して回転可能に支持されている。
 オイル状態センサー50は、アーム23に固定されている。
 図5は、アーム23に取り付けられた状態でのオイル状態センサー50の正面断面図である。
 図5に示すように、オイル状態センサー50は、オイル状態センサー50の各部品を支持するアルミニウム合金製の筐体51と、筐体51に固定されたアルミニウム合金製のカバー52と、筐体51にカバー52を固定するための図示していないネジと、筐体51および後述の回路基板71の間に設置されるスペーサー54と、スペーサー54を介して回路基板71を筐体51に固定するための六角穴付ボルト55と、筐体51およびアーム23の間からの潤滑油40aの漏れを防止するOリング56と、筐体51に保持された隙間形成部材60と、電子部品群70とを備えている。
 筐体51は、アーム23のネジ穴23aに固定されるためのネジ部51aを備えている。
 隙間形成部材60は、2つのガラス製の直角プリズム61、62によって構成されており、潤滑油40aが侵入するための隙間である油用隙間60aが2つの直角プリズム61、62の間に形成されている。直角プリズム61は、図1に示す透過素子3の具体例の1つである。直角プリズム62は、図1に示す透過素子4の具体例の1つである。
 電子部品群70は、スペーサー54を介して六角穴付ボルト55によって筐体51に固定された回路基板71と、回路基板71に実装された白色LED(Light Emitting Diode)72と、回路基板71に実装されたRGBセンサー73と、カバー52に固定された防水コネクター76と、回路基板71および防水コネクター76を電気的に接続する複数本のリード線77と、筐体51に固定された温度センサー78と、回路基板71および温度センサー78を電気的に接続するリード線79とを備えている。
 回路基板71には、白色LED72およびRGBセンサー73以外にも、複数の電子部品が実装されている。
 白色LED72は、白色の光を発する電子部品であり、図1に示す発光素子1の具体例の1つである。白色LED72として、例えば、日亜化学工業株式会社製のNSPW500GS-K1が使用されても良い。
 RGBセンサー73は、受けた光の色を検出する電子部品であり、図1に示す受光素子2の具体例の1つである。RGBセンサー73として、例えば、浜松ホトニクス株式会社製のS9032-02が使用されても良い。
 防水コネクター76は、オイル状態センサー50の外部の装置のコネクターが接続されて、外部の装置のコネクターを介して外部の装置から電力が供給されるとともに、オイル状態センサー50の検出結果を電気信号として外部の装置のコネクターを介して外部の装置に出力するようになっている。
 温度センサー78は、筐体51を介して潤滑油40aの温度を検出する電子部品である。
 隙間形成部材60の油用隙間60aは、白色LED72からRGBセンサー73までの光路72a上に配置されている。
 直角プリズム61、62は、白色LED72によって発せられる光を透過させる。直角プリズム61は、白色LED72によって発せられる光が入射する入射面と、この入射面から入射した光を反射して光の進行方向を90度曲げる反射面と、この反射面で反射した光が出射する出射面とが形成されている。直角プリズム62は、直角プリズム61の出射面から出射した光が入射する入射面と、この入射面から入射した光を反射して光の進行方向を90度曲げる反射面と、この反射面で反射した光が出射する出射面とが形成されている。
 直角プリズム61の入射面、反射面および出射面と、直角プリズム62の入射面、反射面および出射面とは、光学研磨されている。また、直角プリズム61の反射面と、直角プリズム62の反射面とは、アルミ蒸着膜が施されている。そして、硬度や密着力が弱いアルミ蒸着膜を保護するために、MgF2膜、もしくはSiO2膜がアルミ蒸着膜上に更に施されている。
 光路72aは、直角プリズム61の反射面で90度曲げられていて、直角プリズム62の反射面でも90度曲げられている。すなわち、光路72aは、隙間形成部材60によって180度曲げられている。
 直角プリズム61の出射面と、直角プリズム62の入射面との距離、すなわち、油用隙間60aの長さは、例えば1mmである。油用隙間60aの長さが短過ぎる場合、潤滑油40a中の汚染物質が油用隙間60aを適切に流通し難いので、潤滑油40a中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。一方、油用隙間60aの長さが長過ぎる場合、白色LED72から発せられた光が油用隙間60a内の潤滑油40a中の汚染物質によって吸収され過ぎてRGBセンサー73まで届き難いので、やはり潤滑油40a中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。したがって、油用隙間60aの長さは、潤滑油40a中の汚染物質の色の検出精度が高くなるように、適切に設定されることが好ましい。
 図6は、コンピューター80のブロック図である。
 図6に示すように、コンピューター80は、コンピューター80の使用者による種々の操作が入力されるマウス、キーボードなどの入力デバイスである操作部81と、種々の情報を表示するLCD(Liquid Crystal Display)などの表示デバイスである表示部82と、LAN(Local Area Network)などのネットワーク経由で中継装置11と通信を行うネットワーク通信デバイスであるネットワーク通信部83と、各種のデータを記憶しているHDD(Hard Disk Drive)などの記憶デバイスである記憶部84と、コンピューター80全体を制御する制御部85とを備えている。表示部82は、図1に示す表示装置6の具体例の1つである。制御部85は、図1に示す演算処理部5の具体例の1つである。
 記憶部84は、産業用ロボット20の減速機40の潤滑油40aの劣化の状態と、産業用ロボット20の減速機40の破損の状態とを判定する状態判定プログラム84aを記憶している。
 状態判定プログラム84aは、コンピューター80の製造段階でコンピューター80にインストールされていても良いし、USB(Universal Serial Bus)メモリー、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記憶媒体からコンピューター80に追加でインストールされても良いし、ネットワーク上からコンピューター80に追加でインストールされても良い。
 また、記憶部84は、潤滑油40aの劣化の状態を判定するための潤滑油劣化状態判定用閾値84bと、減速機40の破損の状態を判定するための減速機破損状態判定用閾値84cとを記憶している。
 制御部85は、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、プログラムおよび各種のデータを予め記憶しているROM(Read Only Memory)と、CPUの作業領域として用いられるRAM(Random Access Memory)とを備えている。CPUは、ROMまたは記憶部84に記憶されているプログラムを実行するようになっている。
 制御部85は、記憶部84に記憶されている状態判定プログラム84aを実行することによって、RGBセンサー73によって検出された色の明度を算出する明度算出手段85a、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値を算出する色成分算出値算出手段85b、明度算出手段85aによって算出された明度および色成分算出値算出手段85bによって算出された色成分算出値に基づいて状態を判定する状態判定手段85c、状態判定手段85cによって判定された状態を通知する状態通知手段85d、および、減速機40の動作状況を判定する動作状況判定手段85eとして機能する。
 明度算出手段85aは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して、次の数1で示す式で明度を算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR、Bの各値を使用して、次の数2で示す式で色成分最大差を色成分算出値として算出することができる。数2において、MAX(R,G,B)は、RGBセンサー73によって検出された光の色のR値、G値およびB値のうち最大値を示している。MIN(R,G,B)は、RGBセンサー73によって検出された光の色のR値、G値およびB値のうち最小値を示している。すなわち、色成分最大差は、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の差である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 次に、潤滑油劣化状態判定用閾値84bの決定方法について説明する。
 図7は、コンピューター80によって算出される明度および色成分算出値の関係を確認するための実験の構成を示す図である。
 図7に示す構成は、減速機40と同一の種類の減速機91と、減速機91に回転力を入力するモーター92と、減速機91にトルクを付加するトルク付加装置93と、トルク付加装置93によって減速機91に付加されているトルクを計測するトルクメーター94とを備えている。
 減速機91は、ケースが固定されているとともに、支持体がトルクメーター94を介してトルク付加装置93に接続されている。減速機91は、オイル状態センサー50と同一の種類のオイル状態センサーが取り付けられている。
 減速機91に一定のトルクを付加しながら、オイル状態センサーのRGBセンサーの出力をコンピューター80と同一の構成であるコンピューターに入力する。ここで、オイル状態センサーのRGBセンサーの出力は、後述の調整と同一の調整が実行されたものである。
 図8は、図7に示す構成による実験におけるオイル状態センサーのRGBセンサーの出力を示すグラフである。
 図8において、縦軸の単位は、オイル状態センサーのRGBセンサーによって検出された色のR、G、Bの各値の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 図8に示すように、オイル状態センサーのRGBセンサーによって検出された色のR、G、Bの各値は、実験の経過とともに減少する。
 図9は、図7に示す構成による実験の結果を示すグラフである。
 図9において、縦軸の単位は、色成分最大差の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 図9においては、減速機91が故障するまでの実験の5回分の結果を示している。図9における各グラフが各回の実験の結果を示している。実際には、実験の回数は、5回に限らず、多いほど潤滑油劣化状態判定用閾値84bおよび減速機破損状態判定用閾値84cの適切性が向上する。
 図9に示すように、実験の開始時は、オイル状態センサーのRGBセンサーによって検出された色のR、G、Bの各値が出力のフルスケールの最大値であるので、明度が1.0であり、色成分最大差が0である
 図9に示す実験の結果によれば、明度は、減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って減少し続ける。
 一方、色成分最大差は、初期の段階では潤滑油の劣化に伴って増加し続けて、ある時点からは減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って減少し続ける。
 図10は、コンピューター80によって算出される明度および色成分最大差の関係の例を示すグラフである。
 図10において、縦軸の単位は、色成分最大差の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 上述したように、オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力に基づいてコンピューター80によって算出される明度および色成分最大差の関係を示すグラフの形状は、図10に示すグラフ101のような形状になる。
 グラフ102は、減速機40を駆動させずに潤滑油40aの温度を一定の高温に保った実験の結果を示すグラフである。減速機40を駆動させずに潤滑油40aの温度を一定の高温に保った場合、すなわち、潤滑油40aを熱のみによって徐々に劣化させた場合、オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力に基づいてコンピューター80によって算出される明度および色成分最大差の関係を示すグラフの形状は、グラフ102のような形状になる。グラフ102において、明度は、潤滑油40aの劣化に伴って減少し続ける。また、色成分最大差は、潤滑油40aの劣化に伴って増加し続ける。しかしながら、明度の減少量に対する色成分最大差の増加量は、グラフ101の初期の段階より極端に多い。すなわち、熱によって潤滑油40a自体が酸化して劣化した場合、明度および色成分最大差の変化のうち主に色成分最大差の増加が生じることが実験によって明らかになった。
 グラフ103は、減速機40を駆動させずに潤滑油40aへの不純物の混入量を増加させた実験の結果を示すグラフである。減速機40を駆動させずに潤滑油40aへの不純物の混入量を増加させた場合、すなわち、潤滑油40aを不純物の混入のみによって劣化させた場合、オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力に基づいてコンピューター80によって算出される明度および色成分最大差の関係を示すグラフの形状は、グラフ103のような形状になる。グラフ103において、明度は、潤滑油40aの劣化に伴って減少し続ける。また、色成分最大差は、潤滑油40aの劣化に伴って増加し続ける。しかしながら、明度の減少量に対する色成分最大差の増加量は、グラフ101の初期の段階より極端に少ない。すなわち、潤滑油40aが不純物の混入によって劣化した場合、明度および色成分最大差の変化のうち主に明度の減少が生じることが実験によって明らかになった。
 本願の発明者は、減速機40の潤滑油40aの劣化の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差との間に強い関連が存在することを、上述した実験によって見出した。
 図11は、色成分算出値が色成分最大差である場合の潤滑油劣化状態判定用閾値84bの一例を説明する図である。
 図11において、縦軸の単位は、色成分最大差の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bを決定する者は、上述した実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差がなり得る組み合わせを、図11に示すように例えば8つの範囲111~118に分ける。範囲111は、潤滑油40aの劣化が無いと推定される範囲である。範囲112は、潤滑油40aの劣化度が低いと推定される範囲である。範囲113は、潤滑油40aの劣化度が中程度であると推定される範囲である。範囲114は、潤滑油40aの劣化度が高いと推定される範囲である。範囲115および範囲116は、熱によって潤滑油40a自体が酸化して劣化していると推定される範囲である。範囲117は、熱によって潤滑油40a自体が酸化して異常に劣化していると推定される範囲である。範囲118は、潤滑油40aが不純物の混入によって異常に劣化していると推定される範囲である。
 範囲111、112、113、114は、図7に示す構成による実験の結果に基づいて決定される。範囲115、116、117は、図7に示す構成による実験の結果と、減速機40を駆動させずに潤滑油40aの温度を一定の高温に保った実験の結果とに基づいて決定される。範囲118は、図7に示す構成による実験の結果と、減速機40を駆動させずに潤滑油40aへの不純物の混入量を増加させた実験の結果とに基づいて決定される。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差が範囲111~118の何れに存在するかを判断することができるように決定される。
 なお、上述した実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 次に、減速機破損状態判定用閾値84cの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の破損の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差との間に強い関連が存在することを、図7に示す構成による実験によって見出した。
 図12は、色成分算出値が色成分最大差である場合の減速機破損状態判定用閾値84cの一例を説明する図である。
 図12において、縦軸の単位は、色成分最大差の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 減速機破損状態判定用閾値84cを決定する者は、図7に示す構成による実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差がなり得る組み合わせのうち、減速機40が故障していると推定される組み合わせの範囲121と、減速機40が故障していないが減速機40の点検・修理が必要であると推定される組み合わせの範囲122とを決定する。
 減速機破損状態判定用閾値84cは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差が範囲121または範囲122に存在するか否かを判断することができるように決定される。
 なお、図7に示す構成による実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、減速機破損状態判定用閾値84cは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 次に、産業用ロボット20の関節部32の動作について説明する。なお、以下においては、関節部32について説明するが、関節部31、33~36についても同様である。
 関節部32のモーター49の出力軸が回転すると、モーター49の回転力は、減速機40によって減速されて、減速機40のケース41に固定されたアーム22に対して、減速機40の支持体42に固定されたアーム23を動かす。
 次に、オイル状態センサー50の動作について説明する。
 オイル状態センサー50は、防水コネクター76を介して外部の装置から供給される電力によって白色LED72から白色の光を発する。
 そして、オイル状態センサー50は、RGBセンサー73によって受けた光のRGBの各色の光量を電気信号として防水コネクター76を介して外部の装置に出力する。
 なお、オイル状態センサー50は、温度センサー78によって検出された温度も電気信号として防水コネクター76を介して外部の装置に出力することができる。
 オイル状態センサー50は、RGBセンサー73および温度センサー78以外のセンサーを別途搭載していても良い。オイル状態センサー50は、別途搭載しているセンサーによる検出結果も電気信号として防水コネクター76を介して外部の装置に出力することができる。
 なお、コンピューター80は、RGBセンサー73によって検出された色に基づいて減速機40の潤滑油40a中の汚染物質の種類および量を特定することができる。すなわち、オイル状態センサー50は、潤滑油40a中の汚染物質の色を検出することによって、潤滑油40aの劣化の程度を検出することができる。
 次に、オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力の調整について説明する。
 オイル状態センサー50の使用者は、白色LED72によって発せられた光を油用隙間60aにおいて遮った状態で、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値をコンピューター80に取得させることができる。すなわち、コンピューター80は、白色LED72によって発せられた光のRGBセンサー73への到達が遮られた状態でRGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値を取得することができる。
 また、オイル状態センサー50の使用者は、潤滑油40aが未使用である状態で、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値をコンピューター80に取得させることができる。すなわち、コンピューター80は、潤滑油40aが減速機40に導入された状態でRGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値を取得することができる。
 そして、コンピューター80は、白色LED72によって発せられた光のRGBセンサー73への到達が遮られた状態でRGBセンサー73によって検出された色のR値、G値、B値がそれぞれ出力のフルスケールの最小値、すなわち黒色になり、潤滑油40aが減速機40に導入された状態でRGBセンサー73によって検出された色のR値、G値、B値がそれぞれ出力のフルスケールの最大値、すなわち白色になるように、オイル状態センサー50の使用者の指示に応じてRGBセンサー73の出力を調整する。すなわち、コンピューター80は、白色LED72によって発せられた光のRGBセンサー73への到達が遮られた時点でのRGBセンサー73の出力がBlackになり、潤滑油40aが減速機40に導入された時点でのRGBセンサー73の出力がWhiteになるように、オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力を調整する。
 次に、本実施の形態に係る状態判定方法について説明する。
 図13は、コンピューター80の動作のフローチャートである。
 なお、コンピューター80は、産業用ロボット20に含まれる複数のオイル状態センサー50毎に図13に示す動作を実行する。以下においては、1つのオイル状態センサー50に対するコンピューター80の動作について説明する。
 コンピューター80は、状態判定プログラム84aを実行することによって、オイル状態センサー50毎に所定の周期で図13に示す動作を実行する。この周期は、例えば6時間毎など、コンピューター80の使用者によって任意に設定可能である。
 図13に示すように、コンピューター80の制御部85の動作状況判定手段85eは、減速機40が動作しているか否かを判定する(S200)。ここで、動作状況判定手段85eは、温度センサー78によって検出された潤滑油40aの温度が所定の温度以上である場合に、減速機40が動作していると判定し、温度センサー78によって検出された潤滑油40aの温度が所定の温度未満である場合に、減速機40が動作していると判定する。
 制御部85の明度算出手段85aは、減速機40が動作しているとS200において判定されると、RGBセンサー73によって検出された色の明度を算出する(S201)。すなわち、明度算出手段85aは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して、数1で示す式で明度を算出することができる。
 次いで、制御部85の色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の差である色成分最大差を算出する(S202)。すなわち、色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して、数2で示す式で色成分最大差を算出することができる。
 次いで、制御部85の状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが図11に示す範囲111~118の何れに存在するかを、潤滑油劣化状態判定用閾値84bに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせに対して予め定められている状態を潤滑油40aの劣化の状態として判定する(S203)。
 例えば、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲111に存在する場合、潤滑油40aの劣化が無いと判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲112に存在する場合、潤滑油40aの劣化度が低いと判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲113に存在する場合、潤滑油40aの劣化度が中程度であると判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲114に存在する場合、潤滑油40aの劣化度が高いと判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲115または範囲116に存在する場合、熱によって潤滑油40a自体が酸化して劣化していると判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲117に存在する場合、熱によって潤滑油40a自体が酸化して異常に劣化していると判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲118に存在する場合、潤滑油40aが不純物の混入によって異常に劣化していると判定する。
 次いで、制御部85の状態通知手段85dは、S203において判定された潤滑油40aの劣化の状態を、例えば図14に示すように表示部82に通知する(S204)。
 図14は、表示部82の表示の一例を示す図である。
 図14において、減速機Aの潤滑油40aの劣化の状態は、「劣化無し」と表示されている。減速機Bおよび減速機Cの潤滑油40aの劣化の状態は、「劣化度高」と表示されている。減速機Dの潤滑油40aの劣化の状態は、「不純物混入による異常」と表示されている。
 図13に示すように、状態通知手段85dは、S204の処理の後、潤滑油40aが異常に劣化しているか否かを判断する(S205)。ここで、状態通知手段85dは、熱によって潤滑油40a自体が酸化して異常に劣化しているとS204において判定したか、潤滑油40aが不純物の混入によって異常に劣化しているとS204において判定した場合、潤滑油40aが異常に劣化していると判断する。
 状態通知手段85dは、潤滑油40aが異常に劣化しているとS205において判断した場合、表示部82の表示を反転させるなどして警報を実行する(S206)。
 図14に示す表示においては、減速機Dの潤滑油40aの劣化の状態が反転されることによって警報が実行されている。したがって、コンピューター80の使用者は、減速機Dの故障などによって潤滑油40aにスラッジや摩耗粉などの不純物が大量に混入していることを容易に認識することができる。
 図13に示すように、潤滑油40aが異常に劣化しているとS205において状態通知手段85dが判断しなかった場合、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが図12に示す範囲121または範囲122に存在するか否かを、減速機破損状態判定用閾値84cに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせに対して予め定められている状態を減速機40の破損の状態として判定する(S207)。
 例えば、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲121に存在する場合、減速機40が故障していると判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲122に存在する場合、減速機40の点検・修理が必要であると判定する。また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差との組み合わせが範囲121および範囲122の何れにも存在しない場合、減速機40が故障していないと判定する。
 次いで、制御部85の状態通知手段85dは、S207において判定された減速機40の破損の状態を、例えば図14に示すように「減速機の状態」として表示部82に通知する(S208)。
 図14において、減速機Aの状態は、「正常」と表示されている。減速機Bの状態は、「点検・修理が必要」と表示されている。減速機Cの状態は、「故障」と表示されている。なお、減速機Dについては、潤滑油40aが異常に劣化しているので、減速機の状態が表示されていない。
 図13に示すように、状態通知手段85dは、S208の処理の後、警報が必要であるか否かを判断する(S209)。ここで、状態通知手段85dは、減速機40の点検・修理が必要であるとS207において判定した場合、または、減速機40が故障しているとS207において判定した場合、警報が必要であると判断する。
 状態通知手段85dは、警報が必要であるとS209において判断した場合、表示部82の表示を反転させるなどして警報を実行する(S206)。
 図14に示す表示においては、減速機Bの状態および減速機Cの状態が反転されることによって警報が実行されている。したがって、コンピューター80の使用者は、減速機Bの点検・修理が必要であることや、減速機Cが故障していることを容易に認識することができる。
 図13に示すように、制御部85は、減速機40が動作していないとS200において判定されるか、S206の処理が終了するか、警報が必要ではないとS209において判断されると、図13に示す処理を終了する。
 以上に説明したように、本実施の形態に係る状態判定方法は、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差に基づいて減速機40の潤滑油40aの劣化の状態を判定する(S203)ので、減速機40の潤滑油40aの劣化の状態を即時に、しかも従来より高精度に判定することができる。
 潤滑油40aには、摩擦面の摩擦を低減するためのモリブデンジチオカルバメート(MoDTC)、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)などの有機モリブデン(Mo)などの摩擦低減剤、摩擦面の焼き付きを抑える性能である極圧性を向上するためのSP系添加剤などの極圧添加剤、スラッジの発生や付着を抑えるためのCaスルフォネートなどの分散剤など、各種の添加剤が添加される場合がある。これらの添加剤は、潤滑油40aの劣化とともに、例えば、産業用ロボット20および減速機40の金属表面に付着、結合したり、沈降したりして潤滑油40aから分離される。オイル状態センサー50は、潤滑油40a中の鉄粉の量だけでなく、潤滑油40aに添加されている各種の添加剤の減少に伴う基油の劣化度やスラッジ等の汚染物質の増加を、検出した色に基づいて特定することができる。
 本実施の形態に係る状態判定方法は、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差の組み合わせに基づいて減速機40の潤滑油40aの劣化の状態を判定する(S203)ので、減速機40の潤滑油40aの劣化の状態を判定するために複雑な処理が必要ない。したがって、本実施の形態に係る状態判定方法は、減速機40の潤滑油40aの劣化の状態を判定する負担を低減することができる。
 一般的に、産業用ロボットは、関節部に使用されている減速機の性能によってアームの軌跡の精度などが大きく左右される。したがって、産業用ロボット用の減速機は、性能が落ちた場合に適切に交換されることが大切である。しかしながら、産業用ロボット用の減速機が交換される場合、その減速機を備えている産業用ロボットや、その産業用ロボットが設置されている生産ラインが停止されなければならない。そこで、産業用ロボット用の減速機の交換時期を把握するために、産業用ロボット用の減速機の故障が適切に予知されることは非常に重要である。
 本実施の形態に係る状態判定方法は、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差に基づいて減速機40の破損の状態を判定する(S207)ので、減速機40の破損の状態を即時に、しかも従来より高精度に判定することができる。
 なお、減速機40の故障の予知の精度は、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された光の色と、潤滑油40aの温度を測定する温度センサー78やモーター49の電流値等のモニタリング機構などとが併用されることによって、更に向上させられることができる。
 また、本実施の形態に係る状態判定方法は、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差の組み合わせに基づいて減速機40の破損の状態を判定する(S207)ので、減速機40の破損の状態を判定するために複雑な処理が必要ない。したがって、本実施の形態に係る状態判定方法は、減速機40の破損の状態を判定する負担を低減することができる。
 また、本実施の形態に係る状態判定方法は、色成分最大差を算出する際(S202)に、RGBセンサー73によって検出された光の色のR値、G値およびB値のうち何れが最大値であって何れが最小値であるかを都度判断して色成分最大差を算出している。しかしながら、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値が通常R値であることが実験によって判明している(図8参照。)。また、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最小値が通常B値であることも実験によって判明している(図8参照。)。したがって、本実施の形態に係る状態判定方法は、RGBセンサー73によって検出された色のR値およびB値の差を色成分最大差として色成分算出値算出手段85bがS202において算出する構成であっても良い。この構成である場合、本実施の形態に係る状態判定方法は、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち何れが最大値であって何れが最小値であるかを都度判断する必要がないので、色成分最大差を算出する負担を低減することができる。
 また、本実施の形態に係る状態判定方法は、RGBセンサー73への光の到達が遮られた時点でのRGBセンサー73の出力が黒色となり、潤滑油40aが減速機40に導入された時点でのRGBセンサー73の出力が白色となるように、潤滑油40a毎にRGBセンサー73の出力を調整するので、状態の判定に対する潤滑油40aの個体差の影響を低減することができる。
 明度算出手段85aによって算出される明度は、潤滑油40aが交換された場合、潤滑油40aの交換前と比較して、潤滑油40aの交換後に大幅に高くなる。そのため、コンピューター80の制御部85は、明度算出手段85aによって算出される明度の変化に基づいて、潤滑油40aが交換されたことを自動的に判断することができる。なお、以上においては、明度について説明しているが、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値も、潤滑油40aが交換された場合、潤滑油40aの交換前と比較して、潤滑油40aの交換後に大幅に高くなる。そのため、コンピューター80の制御部85は、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値の何れかの変化に基づいて、潤滑油40aが交換されたことを自動的に判断することもできる。
 本実施の形態に係る状態判定方法は、減速機40が動作している場合(S200でYES)、すなわち、減速機40の動作によって減速機40の潤滑油40aが攪拌されて潤滑油40a内の不純物が潤滑油40a内で均一に存在させられている場合に、RGBセンサー73によって検出された色の明度の算出(S201)と、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の差である色成分最大差の算出(S202)とを実行するので、S201において算出する明度の精度と、S202において算出する色成分最大差の精度とが向上する。したがって、本実施の形態に係る状態判定方法は、潤滑油40aの劣化の状態の判定(S203)と、減速機40の破損の状態の判定(S207)とを高精度に実行することができる。しかしながら、本実施の形態に係る状態判定方法は、図13に示す動作において、減速機40が動作しているか否かの判断を省略するようになっていても良い。
 なお、減速機40が動作している場合には、減速機40の動作によって潤滑油40aの温度が上昇するので、動作状況判定手段85eは、本実施の形態において、減速機40が動作しているか否かを潤滑油40aの温度に基づいて判定するようになっている。しかしながら、動作状況判定手段85eは、潤滑油40aの温度以外の情報に基づいて、減速機40が動作しているか否かを判定するようになっていても良い。例えば、動作状況判定手段85eは、減速機40に取り付けられた振動センサーからの信号、減速機40に取り付けられた加速度センサーからの信号、減速機40を駆動するモーター49の駆動電流を示す信号などの情報に基づいて、減速機40が動作しているか否かを判定するようになっていても良い。また、オイル状態センサー50の検出対象である機械が減速機40ではなく空圧で駆動される機械である場合には、動作状況判定手段85eは、機械を駆動させる空圧を検出するセンサーからの信号に基づいて、減速機40が動作しているか否かを判定するようになっていても良い。また、オイル状態センサー50の検出対象である機械が油圧で駆動される機械である場合には、動作状況判定手段85eは、機械を駆動させる油圧を検出するセンサーからの信号に基づいて、減速機40が動作しているか否かを判定するようになっていても良い。
 動作状況判定手段85eは、本実施の形態において、オイル状態センサー50の筐体51に固定されている温度センサー78によって検出された温度に基づいて、減速機40が動作しているか否かを判定するようになっている。しかしながら、動作状況判定手段85eは、温度センサー78によって検出された温度から、図示していない温度センサーによって検出された、オイル状態センサー50の周囲の空気の温度を差し引いた温度差に基づいて、減速機40が動作しているか否かを判定する構成であっても良い。この構成である場合、動作状況判定手段85eは、潤滑油40aの温度の変化のうち、オイル状態センサー50の周囲の空気の温度に影響された変化の分を除外することができるので、減速機40が動作しているか否かを更に正確に判定することができる。
 なお、オイル状態センサー50の設置位置は、本実施の形態において示した位置に限らず、産業用ロボット20の用途などに合わせて適宜設定されることが好ましい。
 また、オイル状態センサー50は、電力の供給手段として、例えば、電池を使用しても良い。
 また、オイル状態センサー50は、外部の装置への検出結果の出力手段として、例えば、ワイヤレス通信を使用しても良い。
 以上においては、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値が色成分最大差である例について説明している。しかしながら、本実施の形態に係る状態判定方法は、色成分算出値が色成分最大差以外の値であっても良い。例えば、本実施の形態に係る状態判定方法は、色成分算出値が、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の比である色成分最大比であっても良いし、色成分最大差の明度による積分値(以下「色成分最大差積分値」と言う。)であっても良いし、色成分最大比の明度による積分値(以下「色成分最大比積分値」と言う。)であっても良いし、色成分最大差の明度による微分値であっても良いし、色成分最大比の明度による微分値であっても良い。
 以下、色成分算出値が色成分最大差積分値である場合について説明する。
 色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して、色成分最大差の明度による積分値である色成分最大差積分値を色成分算出値として算出することができる。具体的には、色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して明度算出手段85aによって算出された明度が変化する度に、その時点でRGBセンサー73によって検出されている色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の差である色成分最大差を加算することによって、色成分最大差積分値を算出することができる。
 図15は、コンピューター80によって算出される明度および色成分最大差積分値の関係の例を示すグラフである。
 図15において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力に基づいてコンピューター80によって算出される明度および色成分最大差積分値の関係を示すグラフの形状は、例えば、図15に示す3つのグラフのような形状になる。
 図15においては、減速機91が故障するまでの実験の3回分の結果を示している。図15における各グラフが各回の実験の結果を示している。実際には、実験の回数は、3回に限らず、多いほど潤滑油劣化状態判定用閾値84bおよび減速機破損状態判定用閾値84cの適切性が向上する。
 図15に示すように、実験の開始時は、オイル状態センサーのRGBセンサーによって検出された色のR、G、Bの各値が出力のフルスケールの最大値であるので、明度が1.0である。また、実験の開始時の色成分最大差積分値は0である。
 図15に示す実験の結果によれば、明度は、減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って減少し続ける。
 一方、色成分最大差積分値は、減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って増加し続ける。
 次に、潤滑油劣化状態判定用閾値84bの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の潤滑油40aの劣化の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差積分値との間に強い関連が存在することを、色成分最大差に関する上述した実験と同様の実験によって見出した。
 図16は、色成分算出値が色成分最大差積分値である場合の潤滑油劣化状態判定用閾値84bの一例を説明する図である。
 図16において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bを決定する者は、上述した実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差積分値がなり得る組み合わせを、複数の範囲に分ける。範囲131は、熱によって潤滑油40a自体が酸化して異常に劣化していると推定される範囲である。範囲132は、潤滑油40aが不純物の混入によって異常に劣化していると推定される範囲である。図16には、示していないが、図11に示す例と同様に、潤滑油40aの劣化が無いと推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が低いと推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が中程度であると推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が高いと推定される範囲などの範囲も設けられる。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差積分値が範囲131、132を含む複数の範囲の何れに存在するかを判断することができるように決定される。
 なお、上述した実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 次に、減速機破損状態判定用閾値84cの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の破損の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差積分値との間に強い関連が存在することを、色成分最大差に関する上述した実験と同様の実験によって見出した。
 図17は、色成分算出値が色成分最大差積分値である場合の減速機破損状態判定用閾値84cの一例を説明する図である。
 図17において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 減速機破損状態判定用閾値84cを決定する者は、上述した実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差積分値がなり得る組み合わせのうち、減速機40が故障していると推定される組み合わせの範囲141と、減速機40が故障していないが減速機40の点検・修理が必要であると推定される組み合わせの範囲142とを決定する。
 減速機破損状態判定用閾値84cは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差積分値が範囲141または範囲142に存在するか否かを判断することができるように決定される。
 なお、上述した実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、減速機破損状態判定用閾値84cは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 そして、制御部85は、色成分算出値が色成分最大差ではなく色成分最大差積分値であるとして図13に示す動作を実行する。
 具体的には、色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の差の明度による積分値である色成分最大差積分値を色成分算出値として算出する(S202)。
 また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差積分値との組み合わせが図16に示す範囲131、132を含む複数の範囲の何れに存在するかを、潤滑油劣化状態判定用閾値84bに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差積分値との組み合わせに対して予め定められている状態を潤滑油40aの劣化の状態として判定する(S203)。
 また、潤滑油40aが異常に劣化しているとS205において状態通知手段85dが判断しなかった場合、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差積分値との組み合わせが図17に示す範囲141または範囲142に存在するか否かを、減速機破損状態判定用閾値84cに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大差積分値との組み合わせに対して予め定められている状態を減速機40の破損の状態として判定する(S207)。
 以下、色成分算出値が色成分最大比である場合について説明する。
 色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して、次の数3で示す式で色成分算出値として色成分最大比を算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 図18は、コンピューター80によって算出される明度および色成分最大比の関係の例を示すグラフである。
 図18において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力に基づいてコンピューター80によって算出される明度および色成分最大比の関係を示すグラフの形状は、例えば、図18に示す3つのグラフのような形状になる。
 図18においては、減速機91が故障するまでの実験の3回分の結果を示している。図18における各グラフが各回の実験の結果を示している。実際には、実験の回数は、3回に限らず、多いほど潤滑油劣化状態判定用閾値84bおよび減速機破損状態判定用閾値84cの適切性が向上する。
 図18に示すように、実験の開始時は、オイル状態センサーのRGBセンサーによって検出された色のR、G、Bの各値が出力のフルスケールの最大値であるので、明度が1.0である。また、実験の開始時の色成分最大比は1である。
 図18に示す実験の結果によれば、明度は、減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って減少し続ける。
 一方、色成分最大比は、減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って増加し続ける。
 次に、潤滑油劣化状態判定用閾値84bの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の潤滑油40aの劣化の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大比との間に強い関連が存在することを、色成分最大差に関する上述した実験と同様の実験によって見出した。
 図19は、色成分算出値が色成分最大比である場合の潤滑油劣化状態判定用閾値84bの一例を説明する図である。
 図19において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bを決定する者は、上述した実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比がなり得る組み合わせを、複数の範囲に分ける。範囲151は、潤滑油40aが不純物の混入によって異常に劣化していると推定される範囲である。図19には、示していないが、図11に示す例と同様に、潤滑油40aの劣化が無いと推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が低いと推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が中程度であると推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が高いと推定される範囲などの範囲も設けられる。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比が範囲151を含む複数の範囲の何れに存在するかを判断することができるように決定される。
 なお、上述した実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 次に、減速機破損状態判定用閾値84cの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の破損の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大比との間に強い関連が存在することを、色成分最大差に関する上述した実験と同様の実験によって見出した。
 図20は、色成分算出値が色成分最大比である場合の減速機破損状態判定用閾値84cの一例を説明する図である。
 図20において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 減速機破損状態判定用閾値84cを決定する者は、上述した実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比がなり得る組み合わせのうち、減速機40が故障していると推定される組み合わせの範囲161と、減速機40が故障していないが減速機40の点検・修理が必要であると推定される組み合わせの範囲162とを決定する。
 減速機破損状態判定用閾値84cは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比が範囲161または範囲162に存在するか否かを判断することができるように決定される。
 なお、上述した実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、減速機破損状態判定用閾値84cは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 そして、制御部85は、色成分算出値が色成分最大差ではなく色成分最大比であるとして図13に示す動作を実行する。
 具体的には、色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の比である色成分最大比を色成分算出値として算出する(S202)。
 また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比との組み合わせが図19に示す範囲151を含む複数の範囲の何れに存在するかを、潤滑油劣化状態判定用閾値84bに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比との組み合わせに対して予め定められている状態を潤滑油40aの劣化の状態として判定する(S203)。
 また、潤滑油40aが異常に劣化しているとS205において状態通知手段85dが判断しなかった場合、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比との組み合わせが図20に示す範囲161または範囲162に存在するか否かを、減速機破損状態判定用閾値84cに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比との組み合わせに対して予め定められている状態を減速機40の破損の状態として判定する(S207)。
 以下、色成分算出値が色成分最大比積分値である場合について説明する。
 色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して、色成分最大比の明度による積分値である色成分最大比積分値を色成分算出値として算出することができる。具体的には、色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値を使用して明度算出手段85aによって算出された明度が変化する度に、その時点でRGBセンサー73によって検出されている色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の比である色成分最大比を加算することによって、色成分最大比積分値を算出することができる。
 図21は、コンピューター80によって算出される明度および色成分最大比積分値の関係の例を示すグラフである。
 図21において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 オイル状態センサー50のRGBセンサー73の出力に基づいてコンピューター80によって算出される明度および色成分最大比積分値の関係を示すグラフの形状は、例えば、図21に示す3つのグラフのような形状になる。
 図21においては、減速機91が故障するまでの実験の3回分の結果を示している。図21における各グラフが各回の実験の結果を示している。実際には、実験の回数は、3回に限らず、多いほど潤滑油劣化状態判定用閾値84bおよび減速機破損状態判定用閾値84cの適切性が向上する。
 図21に示すように、実験の開始時は、オイル状態センサーのRGBセンサーによって検出された色のR、G、Bの各値が出力のフルスケールの最大値であるので、明度が1.0である。また、実験の開始時の色成分最大比積分値は0である。
 図21に示す実験の結果によれば、明度は、減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って減少し続ける。
 一方、色成分最大比積分値は、減速機91が故障するまで、潤滑油の劣化に伴って増加し続ける。
 次に、潤滑油劣化状態判定用閾値84bの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の潤滑油40aの劣化の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大比積分値との間に強い関連が存在することを、色成分最大差に関する上述した実験と同様の実験によって見出した。
 図22は、色成分算出値が色成分最大比積分値である場合の潤滑油劣化状態判定用閾値84bの一例を説明する図である。
 図22において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bを決定する者は、上述した実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比積分値がなり得る組み合わせを、複数の範囲に分ける。範囲171は、潤滑油40aが不純物の混入によって異常に劣化していると推定される範囲である。図22には、示していないが、図11に示す例と同様に、潤滑油40aの劣化が無いと推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が低いと推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が中程度であると推定される範囲、潤滑油40aの劣化度が高いと推定される範囲などの範囲も設けられる。
 潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比積分値が範囲171を含む複数の範囲の何れに存在するかを判断することができるように決定される。
 なお、上述した実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、潤滑油劣化状態判定用閾値84bは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 次に、減速機破損状態判定用閾値84cの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の破損の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大比積分値との間に強い関連が存在することを、色成分最大差に関する上述した実験と同様の実験によって見出した。
 図23は、色成分算出値が色成分最大比積分値である場合の減速機破損状態判定用閾値84cの一例を説明する図である。
 図23において、縦軸の単位は、任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 減速機破損状態判定用閾値84cを決定する者は、上述した実験の結果に基づいて、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比積分値がなり得る組み合わせのうち、減速機40が故障していると推定される組み合わせの範囲181と、減速機40が故障していないが減速機40の点検・修理が必要であると推定される組み合わせの範囲182とを決定する。
 減速機破損状態判定用閾値84cは、オイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大比積分値が範囲181または範囲182に存在するか否かを判断することができるように決定される。
 なお、上述した実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、減速機破損状態判定用閾値84cは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 そして、制御部85は、色成分算出値が色成分最大差ではなく色成分最大比積分値であるとして図13に示す動作を実行する。
 具体的には、色成分算出値算出手段85bは、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値の比の明度による積分値である色成分最大比積分値を色成分算出値として算出する(S202)。
 また、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比積分値との組み合わせが図22に示す範囲171を含む複数の範囲の何れに存在するかを、潤滑油劣化状態判定用閾値84bに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比積分値との組み合わせに対して予め定められている状態を潤滑油40aの劣化の状態として判定する(S203)。
 また、潤滑油40aが異常に劣化しているとS205において状態通知手段85dが判断しなかった場合、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比積分値との組み合わせが図23に示す範囲181または範囲182に存在するか否かを、減速機破損状態判定用閾値84cに基づいて判断する。すなわち、状態判定手段85cは、S201において算出された明度と、S202において算出された色成分最大比積分値との組み合わせに対して予め定められている状態を減速機40の破損の状態として判定する(S207)。
(第2の実施の形態)
 まず、本実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成について説明する。
 本実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成は、第1の実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成とほぼ同様である。本実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成のうち第1の実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成と同様の構成については、第1の実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。以下、本実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成のうち、第1の実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成と異なる箇所について説明する。
 本実施の形態に係る状態判定方法を実現するための構成の具体例の1つである状態通知システムの構成は、第1の実施の形態に係る状態通知システム10(図2参照。)がコンピューター80(図6参照。)に代えて図24に示すコンピューター380を備えた構成と同様である。
 図24は、コンピューター380のブロック図である。
 図24に示すように、コンピューター380は、コンピューター80(図6参照。)と比較して、産業用ロボット20の減速機40の潤滑油40aの劣化の状態と、産業用ロボット20の減速機40の破損の状態とを判定する状態判定プログラム384aと、減速機40の破損の状態を判定するための減速機破損状態判定用閾値384bと、明度算出手段85aによって算出された明度および色成分算出値算出手段85bによって算出された色成分最大差に基づいて状態を判定する状態判定手段385aとを、状態判定プログラム84a(図6参照。)、減速機破損状態判定用閾値84c(図6参照。)および状態判定手段85c(図6参照。)に代えて備えている。
 また、コンピューター380の記憶部84は、前回の明度である前回明度384cと、前回の色成分最大差である前回色成分最大差384dと、減速機40の破損の状態の基準となる基準色成分最大差384eとを記憶することができる。記憶部84は、産業用ロボット20に含まれる複数のオイル状態センサー50毎に前回明度384c、前回色成分最大差384dおよび基準色成分最大差384eを記憶することができる。
 制御部85は、記憶部84に記憶されている状態判定プログラム384aを実行することによって、明度算出手段85a、色成分算出値算出手段85b、状態判定手段385a、状態通知手段85dおよび動作状況判定手段85eとして機能する。
 次に、減速機破損状態判定用閾値384bの決定方法について説明する。
 本願の発明者は、減速機40の破損の状態と、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差との間に強い関連が存在することを、図7に示す構成による実験によって見出した。
 図25は、減速機破損状態判定用閾値384bの一例を説明する図である。
 図25において、縦軸の単位は、色成分最大差の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。横軸の単位は、明度の最大値を1とし最小値を0とした任意単位である。
 減速機破損状態判定用閾値384bを決定する者は、図7に示す構成による実験の結果に基づいて、図25に示すように、潤滑油40aの劣化に伴ってオイル状態センサー50のRGBセンサー73によって検出された色の明度および色成分最大差が両方とも低下を開始してから、減速機40が故障していると推定されるまでに、低下した色成分最大差の量を減速機破損状態判定用閾値384bとして決定する。例えば、減速機破損状態判定用閾値384bは、“0.05”である。
 なお、図7に示す構成による実験の結果は、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に異なる。したがって、減速機破損状態判定用閾値384bは、減速機40の種類毎、および、潤滑油40aの種類毎に決定される。
 次に、本実施の形態に係る状態判定方法について説明する。
 図26は、コンピューター380の動作のフローチャートである。図27は、図26に示す動作の続きの動作のフローチャートである。
 なお、コンピューター380は、産業用ロボット20に含まれる複数のオイル状態センサー50毎に図26および図27に示す動作を実行する。以下においては、1つのオイル状態センサー50に対するコンピューター380の動作について説明する。
 また、図26および図27に示す動作のうち図13に示す動作と同様の動作については、図13に示す動作と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
 コンピューター380は、状態判定プログラム384aを実行することによって、オイル状態センサー50毎に所定の周期で図26および図27に示す動作を実行する。この周期は、例えば6時間毎など、コンピューター380の使用者によって任意に設定可能である。
 図26および図27に示すように、コンピューター380は、図13に示すS200~S206と同様の動作を実行する。
 潤滑油40aが異常に劣化しているとS205において状態通知手段85dが判断しなかった場合、状態判定手段385aは、S201において算出された現在の明度から、前回の図26および図27に示す動作の後述するS232において記憶された前回明度384cを引くことによって、明度変化を算出する(S221)。ただし、状態判定手段385aは、前回明度384cが記憶されていない場合、明度変化をゼロとする。
 次いで、状態判定手段385aは、S202において算出された現在の色成分最大差から、前回の図26および図27に示す動作の後述するS233において記憶された前回色成分最大差384dを引くことによって、色成分最大差変化を算出する(S222)。ただし、状態判定手段385aは、前回色成分最大差384dが記憶されていない場合、色成分最大差変化をゼロとする。
 次いで、状態判定手段385aは、S222において算出された色成分最大差変化を、S221において算出された明度変化で割ることによって、傾きを算出する(S223)。ただし、状態判定手段385aは、S221において算出された明度変化がゼロである場合、S222において算出された色成分最大差変化が正の値であるときに傾きを負の値とし、S222において算出された色成分最大差変化がゼロであるときに傾きをゼロとし、S222において算出された色成分最大差変化が負の値であるときに傾きを正の値とする。
 次いで、状態判定手段385aは、S223において算出した傾きが正の値であるか否かを判断する(S224)。
 状態判定手段385aは、S223において算出した傾きが正の値ではないとS224において判断すると、減速機40が故障していないと判定する(S225)。
 一方、状態判定手段385aは、S223において算出した傾きが正の値であるとS224において判断すると、基準色成分最大差384eが記憶されているか否かを判断する(S226)。
 状態判定手段385aは、基準色成分最大差384eが記憶されていないとS226において判断すると、S202において算出された現在の色成分最大差を基準色成分最大差384eとして記憶部84に記憶させる(S227)。
 状態判定手段385aは、基準色成分最大差384eが記憶されているとS226において判断するか、S227の処理を終了すると、基準色成分最大差384eから、S202において算出された現在の色成分最大差を引くことによって、基準色成分最大差384eからの色成分最大差の低下量を算出する(S228)。
 次いで、状態判定手段385aは、S228において算出した低下量が減速機破損状態判定用閾値384b以上であるか否かを判断する(S229)。
 状態判定手段385aは、S228において算出した低下量が減速機破損状態判定用閾値384b未満であるとS229において判断すると、図26および図27に示す動作の実行の周期と、減速機破損状態判定用閾値384bと、S222において算出された色成分最大差変化と、S228において算出した低下量とに基づいて、減速機40の故障までの時間を判定する(S230)。すなわち、状態判定手段385aは、減速機破損状態判定用閾値384bから、S228において算出した低下量を引くことによって、現時点から減速機40の故障までの色成分最大差の減少量を算出し、この減少量を、S222において算出された色成分最大差変化で割ることによって、現時点から減速機40の故障までの図26および図27に示す動作の残りの実行の回数を算出し、この残りの実行の回数に、図26および図27に示す動作の実行の周期を掛けることによって、現時点から減速機40の故障までの時間を算出する。
 例えば、図26および図27に示す動作の実行の周期が“6時間”であって、減速機破損状態判定用閾値384bが“0.05”であって、S222において算出された色成分最大差変化が“0.005”であって、S228において算出した低下量が“0.03”である場合、状態判定手段385aは、減速機破損状態判定用閾値384bである“0.05”から、S228において算出した低下量である“0.03”を引くことによって、現時点から減速機40の故障までの色成分最大差の減少量である“0.02”を算出し、この減少量を、S222において算出された色成分最大差変化である“0.005”で割ることによって、現時点から減速機40の故障までの図26および図27に示す動作の残りの実行の回数である“4”を算出し、この残りの実行の回数に、図26および図27に示す動作の実行の周期である“6時間”を掛けることによって、現時点から減速機40の故障までの時間である“24時間”を算出する。
 状態判定手段385aは、S228において算出した低下量が減速機破損状態判定用閾値384b以上であるとS229において判断すると、減速機40が故障していると判定する(S231)。
 状態判定手段385aは、S225またはS230の処理を終了すると、S201において算出された現在の明度を、前回明度384cとして記憶部84に記憶させる(S232)。ここで、状態判定手段385aは、記憶部84が既に前回明度384cを記憶している場合、S201において算出された現在の明度を新たな前回明度384cとして上書きする。
 次いで、状態判定手段385aは、S202において算出された現在の色成分最大差を、前回色成分最大差384dとして記憶部84に記憶させる(S233)。ここで、状態判定手段385aは、記憶部84が既に前回色成分最大差384dを記憶している場合、S202において算出された現在の色成分最大差を新たな前回色成分最大差384dとして上書きする。
 状態判定手段385aがS231またはS233の処理を終了すると、状態通知手段85dは、S225、S230またはS231において判定された減速機40の破損の状態を、例えば図28に示すように「減速機の状態」として表示部82に通知する(S208)。
 図28は、表示部82の表示の一例を示す図である。
 図28において、減速機Aの状態は、「正常」と表示されている。減速機Bの状態は、「故障まで24時間」と表示されている。減速機Cの状態は、「故障」と表示されている。
 図26および図27に示すように、状態通知手段85dは、S208の処理の後、警報が必要であるか否かを判断する(S209)。ここで、状態通知手段85dは、S230において判定した減速機40の故障までの時間が例えば1週間以下である場合、または、減速機40が故障しているとS231において判定した場合、警報が必要であると判断する。
 状態通知手段85dは、警報が必要であるとS209において判断した場合、表示部82の表示を反転させるなどして警報を実行する(S206)。
 図28に示す表示においては、減速機Bの状態および減速機Cの状態が反転されることによって警報が実行されている。したがって、コンピューター380の使用者は、減速機Bが故障まで24時間であって減速機Bの点検・修理が必要であることや、減速機Cが故障していることを容易に認識することができる。
 図26および図27に示すように、制御部85は、減速機40が動作していないとS200において判定されるか、S206の処理が終了するか、警報が必要ではないとS209において判断されると、図26および図27に示す動作を終了する。
 なお、コンピューター380の使用者は、潤滑油40aまたは減速機40を交換した場合、交換した潤滑油40aまたは減速機40に対応する前回明度384c、前回色成分最大差384dおよび基準色成分最大差384eを記憶部84から削除するように、操作部81を介してコンピューター380に指示する。したがって、コンピューター380の制御部85は、使用者からの指示に応じた前回明度384c、前回色成分最大差384dおよび基準色成分最大差384eを記憶部84から削除する。
 明度算出手段85aによって算出される明度は、潤滑油40aが交換された場合、潤滑油40aの交換前と比較して、潤滑油40aの交換後に大幅に高くなる。そのため、コンピューター380の制御部85は、明度算出手段85aによって算出される明度の変化に基づいて、潤滑油40aが交換されたことを自動的に判断することができる。なお、以上においては、明度について説明しているが、RGBセンサー73によって検出された色のR、G、Bの各値も、潤滑油40aが交換された場合、潤滑油40aの交換前と比較して、潤滑油40aの交換後に大幅に高くなる。そのため、コンピューター380の制御部85は、RGBセンサー73によって検出された色のR値、G値およびB値の何れかの変化に基づいて、潤滑油40aが交換されたことを自動的に判断することもできる。コンピューター380の制御部85は、潤滑油40aの交換を自動的に判断する構成である場合には、潤滑油40aが交換されたと判断したときに、前回明度384c、前回色成分最大差384dおよび基準色成分最大差384eを記憶部84から自動的に削除することもできる。
 以上に説明したように、本実施の形態に係る状態判定方法は、S201によって算出された明度と、S202によって算出された色成分最大差とが両方とも低下を開始した(S224でYES)時点と比較して色成分最大差が低下した量、すなわち、S228において算出した低下量に応じて、減速機40の破損の状態を判定する(S229)。すなわち、本実施の形態に係る状態判定方法は、第1の実施の形態に係る状態判定方法のようにRGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差の単純な組み合わせではなく、RGBセンサー73によって検出された光の色の明度および色成分最大差の変化に基づいて減速機40の破損の状態を判定する。したがって、本実施の形態に係る状態判定方法は、減速機40の破損の状態の判定に対する減速機40の個体差および潤滑油40aの個体差の影響を低減することができるので、減速機40の破損の状態の判定の精度を向上することができる。
 また、本実施の形態に係る状態判定方法は、S201によって算出された明度と、S202によって算出された色成分最大差とが両方とも低下している場合(S224でYES)、図26および図27に示す動作の実行の周期と、この周期で色成分最大差が低下した量、すなわち、S222において算出された色成分最大差変化とに応じて、減速機40の破損の状態として減速機40の故障までの時間を判定する(S230)。したがって、本実施の形態に係る状態判定方法は、減速機40の故障までの時間を判定するので、減速機40の使用者の利便性を向上することができる。
 なお、図1に示す演算処理部5は、上述した各実施の形態においてコンピューター80またはコンピューター380の制御部85によって実現されているが、コンピューターの制御部以外の構成によって実現されるようになっていても良い。例えば、図1に示す演算処理部5は、オイル状態センサー50の電子部品群70内の電子部品によって実現されるようになっていても良い。この場合、この電子部品は、潤滑油劣化状態判定用閾値84bなどの各種のデータを記憶し、図13に示す動作、または、図26および図27に示す動作を実行し、PCの表示部などの外部の表示装置6に判定結果を表示させるようになっていれば良い。
 また、本発明の機械は、上述した各実施の形態において産業用ロボット用の減速機であるが、産業用ロボット用の減速機以外の機械であっても良い。例えば、鉄道車両において用いられる圧縮空気を生成する空気圧縮装置が本発明の機械として採用される場合、本発明のオイルは、この空気圧縮装置の潤滑油であっても良い。また、建築機械用走行モーターや建築機械用バルブが本発明の機械として採用される場合、本発明のオイルは、この建築機械用走行モーターの潤滑油や、この建築機械用バルブの作動油であっても良い。また、本発明の機械として風車が採用される場合、本発明のオイルは、この風車の潤滑油であっても良い。また、船舶などの乗り物のエンジンが本発明の機械として採用される場合、本発明のオイルは、このエンジンのエンジンオイルであっても良い。また、航空機の飛行姿勢を制御するフライトコントロールアクチュエーターが本発明の機械として採用される場合、本発明のオイルは、このフライトコントロールアクチュエーターの作動油であっても良い。また、本発明の機械として工作機械が採用される場合、本発明のオイルは、この工作機械の切削油であっても良い。また、本発明の機械として真空ポンプが採用される場合、本発明のオイルは、この真空ポンプの潤滑油であっても良い。
 1 発光素子
 1a 光
 2 受光素子
 6 表示装置
 9 オイル
 10 状態通知システム
 40 減速機(機械)
 40a 潤滑油(オイル)
 60 隙間形成部材
 60a 油用隙間
 72 白色LED(発光素子)
 72a 光路
 73 RGBセンサー(受光素子)
 80 コンピューター
 82 表示部
 84a 状態判定プログラム
 85a 明度算出手段
 85b 色成分算出値算出手段
 85c 状態判定手段
 380 コンピューター
 384a 状態判定プログラム
 385a 状態判定手段

Claims (9)

  1.  機械のオイルの劣化の状態と、前記機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を判定する状態判定方法であって、
     発光素子によって発せられる白色の光を前記オイルに透過させる発光ステップと、前記発光ステップによって前記オイルを透過させた前記光の色を受光素子に検出させる受光ステップと、前記受光ステップによって検出された前記色の明度を算出する明度算出ステップと、前記受光ステップによって検出された前記色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値を算出する色成分算出値算出ステップと、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値に基づいて前記状態を判定する状態判定ステップとを備えており、
     前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差と、前記最大値および前記最小値の比と、前記最大値および前記最小値の差の前記明度による積分値と、前記最大値および前記最小値の比の前記明度による積分値との何れかであることを特徴とする状態判定方法。
  2.  前記状態判定ステップは、前記オイルの劣化の状態を判定するオイル劣化状態判定ステップを備えており、
     前記オイル劣化状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値の組み合わせに対して予め定められている状態を前記オイルの劣化の状態として判定するステップであることを特徴とする請求項1に記載の状態判定方法。
  3.  前記状態判定ステップは、前記機械の破損の状態を判定する機械破損状態判定ステップを備えており、
     前記機械破損状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値の組み合わせに対して予め定められている状態を前記機械の破損の状態として判定するステップであることを特徴とする請求項1に記載の状態判定方法。
  4.  前記状態判定ステップは、前記機械の破損の状態を判定する機械破損状態判定ステップを備えており、
     前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差であり、
     前記機械破損状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値が両方とも低下を開始した時点と比較して前記色成分算出値が低下した量に応じて、前記機械の破損の状態を判定するステップであることを特徴とする請求項1に記載の状態判定方法。
  5.  前記機械破損状態判定ステップは、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値が両方とも低下している場合、前記機械破損状態判定ステップの実行の周期と、この周期で前記色成分算出値が低下した量とに応じて、前記機械の破損の状態として前記機械の故障までの時間を判定するステップであることを特徴とする請求項4に記載の状態判定方法。
  6.  前記受光素子の出力を調整する受光出力調整ステップを備えており、
     前記受光出力調整ステップは、前記受光素子への前記光の到達が遮られた時点での前記受光素子の出力を黒色とし、前記オイルが前記機械に導入された時点での前記受光素子の出力を白色とするステップであることを特徴とする請求項1に記載の状態判定方法。
  7.  前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差であり、
     前記色成分算出値算出ステップは、前記受光ステップによって検出された前記色のR値およびB値の差を前記色成分算出値として算出するステップであることを特徴とする請求項1に記載の状態判定方法。
  8.  機械のオイルの劣化の状態と、前記機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を通知する状態通知システムであって、
     白色の光を発する発光素子と、受けた光の色を検出する受光素子と、前記オイルが侵入するための隙間であって前記発光素子から前記受光素子までの光路上に配置されている油用隙間が形成された隙間形成部材と、前記受光素子によって検出された前記色の明度を算出する明度算出手段と、前記受光素子によって検出された前記色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値を算出する色成分算出値算出手段と、前記明度算出手段によって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出手段によって算出された前記色成分算出値に基づいて前記状態を判定する状態判定手段と、前記状態判定手段によって判定された前記状態を通知する表示装置とを備えており、
     前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差と、前記最大値および前記最小値の比と、前記最大値および前記最小値の差の前記明度による積分値と、前記最大値および前記最小値の比の前記明度による積分値との何れかであることを特徴とする状態通知システム。
  9.  機械のオイルの劣化の状態と、前記機械の破損の状態とのうち少なくとも一方の状態を判定する状態判定プログラムであって、
     発光素子によって発せられた白色の光が前記オイルを透過してから到達する受光素子によって検出された前記光の色の明度を算出する明度算出ステップと、前記受光素子によって検出された前記色のR値、G値およびB値のうち最大値および最小値に基づいて算出される値である色成分算出値を算出する色成分算出値算出ステップと、前記明度算出ステップによって算出された前記明度、および、前記色成分算出値算出ステップによって算出された前記色成分算出値に基づいて前記状態を判定する状態判定ステップとをコンピューターに実行させ、
     前記色成分算出値は、前記最大値および前記最小値の差と、前記最大値および前記最小値の比と、前記最大値および前記最小値の差の前記明度による積分値と、前記最大値および前記最小値の比の前記明度による積分値との何れかであることを特徴とする状態判定プログラム。
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