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DE102020007573A1 - Ausgleichvorrichtungs-anomalienerfassungssystem und ausgleichvorrichtungs-anomalienerfassungsverfahren - Google Patents

Ausgleichvorrichtungs-anomalienerfassungssystem und ausgleichvorrichtungs-anomalienerfassungsverfahren Download PDF

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DE102020007573A1
DE102020007573A1 DE102020007573.8A DE102020007573A DE102020007573A1 DE 102020007573 A1 DE102020007573 A1 DE 102020007573A1 DE 102020007573 A DE102020007573 A DE 102020007573A DE 102020007573 A1 DE102020007573 A1 DE 102020007573A1
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DE
Germany
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robot
balancer
motor
compensator
value
Prior art date
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DE102020007573.8A
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English (en)
Inventor
Yuusei Onodera
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Abstract

Ein leichtes Erfassen einer an einer Ausgleichvorrichtung aufgetretenen Anomalie wird ermöglicht. Ein Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystem umfasst: einen Roboter; einen Motor, der darauf ausgelegt ist, den Roboter anzutreiben; eine Ausgleichvorrichtung, die an dem Roboter vorgesehen und darauf ausgelegt ist, ein Hilfsdrehmoment zu erzeugen, das die Leistung des Motors durch eine von elastischen Körpern erzeugte Kraft unterstützt; und eine Steuerung, die darauf ausgelegt ist, durch Messen eines Stromwerts des Motors, der während eines Bereitschaftszustands des Roboters zum Halten einer Stellung des Roboters betätigt wird, und Vergleichen des Stromwerts mit einem zum Halten der Stellung des Roboters erforderlichen Strombefehlswert des Motors eine Anomalie der Ausgleichvorrichtung zu erfassen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystem und ein Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsverfahren.
  • Verwandte Technik
  • Herkömmlicherweise wird bei einem Gelenkroboter zur Unterstützung einer Leistung eines Servomotors, der eine Achse antreibt, auf die eine Gravitationslast wirkt, eine Ausgleichvorrichtung verwendet, die eine Kraft in einer der Gravitationslast entgegengesetzten Richtung erzeugt (siehe beispielsweise die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2019-98413).
  • Die Ausgleichvorrichtung erzeugt die Kraft zur Unterstützung der Leistung des Servomotors mittels der von einem elastischen Körper erzeugten Kraft. Als elastischer Körper sind eine Gasfeder, die durch die Komprimierung eines Gases eine elastische Kraft (eine Abstoßungskraft) erzeugt, eine Feder wie eine Spiralfeder und dergleichen bekannt. Nachstehend kann die Ausgleichvorrichtung, bei der die Gasfeder als elastischer Körper verwendet wird, als Gasausgleichvorrichtung bezeichnet werden, und die Ausgleichvorrichtung, bei der die Feder als elastischer Körper verwendet wird, kann als Federausgleichvorrichtung bezeichnet werden.
  • Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2019-98413
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Allgemeinen ist ein System, das einen Gelenkroboter umfasst, mit einer Kollisionserfassungsfunktion versehen. Die Kollisionserfassungsfunktion berechnet in einem vorgegebenen Steuerzyklus während des Betriebs eines Roboters eine Differenz zwischen einem zum Ausführen eines Betriebsplans des Roboters erforderlichen Strombefehlswert des Servomotors und einem zum tatsächlichen Betreiben des Roboters erforderlichen Stromwert des Servomotors als geschätzte Störgröße und bestimmt in einem Fall, in dem die geschätzte Störgröße einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, dass der Roboter mit einem Objekt zusammengestoßen ist.
  • In einem Fall, in dem eine Anomalie wie ein Bruch der Feder der Federausgleichvorrichtung auftritt, wird beispielsweise die Kraft (das Drehmoment), mit der die Federausgleichvorrichtung den Betrieb des Motors unterstützt, gering, wodurch der Stromwert bei einem tatsächlichen Betrieb des Servomotors höher als der dem Servomotor zugeführte Strombefehlswert wird. Daher ist es vorstellbar, dass die Anomalie der Federausgleichvorrichtung ähnlich wie im Fall der Erfassung einer Kollision durch Vergleichen der geschätzten Störgröße mit dem Schwellenwert erfasst werden kann.
  • Der Schwellenwert zur Bestimmung des Auftretens einer Kollision bei der Kollisionserfassungsfunktion weist jedoch beispielsweise zum Verhindern einer irrtümlichen Erfassung in einem Fall, in dem der Roboter mit einer starken Beschleunigung/Verlangsamung betrieben wird, oder in einem Fall, in dem der Roboter in einem weit von einer vorab eingestellten Last entfernten Zustand betrieben wird, einen festen Spielraum auf. Der Spielraum ist höher als ein durch die Anomalie der Ausgleichvorrichtung erzeugter Fluktuationsanteil des Drehmoments des Motors eingestellt. Dies bedeutet, dass eine durch die Anomalie der Ausgleichvorrichtung erzeugte Drehmomentschwankung des Motors geringer als die durch die Kollision während des Betriebs des Roboters erzeugte Drehmomentschwankung des Motors ist. Daher ist es schwierig, die Anomalie der Ausgleichvorrichtung mittels der Kollisionserfassungsfunktion zu erfassen. Daher besteht der Wunsch, das Auftreten der Anomalie an der Ausgleichvorrichtung leicht erfassen zu können.
  • Ein Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Roboter; einen Motor, der darauf ausgelegt ist, den Roboter anzutreiben; eine Ausgleichvorrichtung, die an dem Roboter vorgesehen, mit elastischen Körpern versehen und darauf ausgelegt ist, ein Hilfsdrehmoment zu erzeugen, das die Leistung des Motors durch die von den elastischen Körpern erzeugte Kraft unterstützt; und eine Steuerung, die darauf ausgelegt ist, durch Messen eines Stromwerts des Motors, der während eines Bereitschaftszustands des Roboters zum Halten einer Stellung des Roboters betätigt wird, und Vergleichen des Stromwerts mit einem zum Halten der Stellung des Roboters erforderlichen Strombefehlswert des Motors eine Anomalie der Ausgleichvorrichtung zu erfassen.
  • Ein Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Anomalienerfassungsverfahren für eine Ausgleichvorrichtung, die in einem von einem Motor angetriebenen Roboter vorgesehen und darauf ausgelegt ist, ein Hilfsdrehmoment zu erzeugen, das die Leistung des Motors durch eine von elastischen Körpern erzeugte Kraft unterstützt, wobei das Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsverfahren umfasst: die Erfassung einer Anomalie der Ausgleichvorrichtung durch Messen eines Stromwerts des Motors, der während eines Bereitschaftszustands des Roboters zum Halten einer Stellung des Roboters betätigt wird, und das Vergleichen des Stromwerts mit einem zum Halten der Stellung des Roboters erforderlichen Strombefehlswert des Motors.
  • Gemäß einem Aspekt kann das Auftreten einer Anomalie an der Ausgleichvorrichtung leicht erfasst werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 2 ist ein Diagramm, das einen inneren Aufbau einer Ausgleichvorrichtung darstellt;
    • 3 ist ein Graph, der eine mit einer Anomalie an der Ausgleichvorrichtung einhergehende Veränderung des Drehmoments eines Motors beschreibt;
    • 4 ist ein Graph, der eine Veränderung einer geschätzten Störgröße in einer normalen Situation und in einer anomalen Situation der Ausgleichvorrichtung beschreibt; und
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Roboterkollisions-Erfassungsvorgang und einen Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsvorgang beschreibt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nachstehend wird ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Wie in 1 dargestellt, ist ein Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystem 1 mit einem Roboter 2; einer Ausgleichvorrichtung 3 und einer Steuerung 4 versehen, die darauf ausgelegt ist, den Roboter 2 zu steuern.
  • Der Roboter 2 umfasst: ein Fußelement 21, das an einer Bodenfläche befestigt ist; ein Drehelement 22, das so gehalten wird, dass es um eine zu dem Fußelement 21 vertikale erste Achse X1 drehbar ist; ein erstes Armelement 23, das um eine zu dem Drehelement 22 horizontale zweite Achse X2 drehbar ist; ein zweites Armelement 24, das an einer Vorderseite des ersten Armelements 23 um eine dritte Achse X3 drehbar ist; und eine Handgelenkeinheit 25, die an einer Vorderseite des zweiten Armelements 24 gehalten wird. Im Inneren des ersten Armelements 23 ist ein Servomotor 26 angeordnet, der das erste Armelement 23 antreibt.
  • Die Ausgleichvorrichtung 3 ist zwischen dem Drehelement 22 und dem ersten Armelement 23 des Roboters 2 vorgesehen. Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Ausgleichvorrichtung 3 ist, wie in 2 dargestellt, eine Federausgleichvorrichtung, bei der als elastische Körper zwei Spiralfedern 33 und 34 im Inneren eines Gehäuses 31 untergebracht sind. Im Inneren des Gehäuses 31 ist ein Stabelement 32 vorgesehen, dessen vorderer Teil 32a nach außen aus dem Gehäuse 31 vorsteht. An einem im Inneren des Gehäuses 31 angeordneten hinteren Endteil 32b des Stabelements 32 ist ein Anschlagelement 35 angebracht.
  • Die Federkonstanten der Spiralfeder 33 und der Spiralfeder 34 unterscheiden sich voneinander. Die Spiralfeder 33 weist einen größeren Durchmesser als den der der Spiralfeder 34 auf und ist um einen Umfang der Spiralfeder 34 angeordnet. Die Spiralfedern 33 und 34 sind koaxial um den Umfang des Stabelements 32 angeordnet. Die Spiralfedern 33 und 34 sind in einem Bereich von einer auf einer Seite des vorderen Teils 32a des Stabelements 32 angeordneten inneren Wandfläche 31a des Gehäuses 31 bis zu dem Anschlagelement 35 montiert. Die Spiralfedern 33 und 34 erzeugen über das Anschlagelement 35 eine Spannkraft in einer Richtung des Rückzugs in das Gehäuse 31 an dem Stabelement 32.
  • Das Gehäuse 31 der Ausgleichvorrichtung 3 ist an dem Drehelement 22 des Roboters 2 angebracht, und der vordere Teil 32a des Stabelements 32 der Ausgleichvorrichtung 3 ist an dem ersten Armelement 23 des Roboters 2 angebracht. Die Ausgleichvorrichtung 3 erzeugt ein Hilfsdrehmoment, das die Leistung des Servomotors 26 durch die von den Spiralfedern 33 und 34, die die elastischen Körper sind, erzeugte Kraft unterstützt. Der Servomotor 26 ist ein Motor, der das erste Armelement 23 antreibt, auf das eine große Gravitationslast wirkt. Somit dient die Ausgleichvorrichtung 3 entsprechend der Betätigung des ersten Armelements 23 der Verringerung der Last des Servomotors 26 oder wirkt einer Betätigung des ersten Armelements 23 entgegen.
  • Die Steuerung 4 steuert den Roboter 2 durch das Anlegen eines Strombefehlswerts an den Servomotor 26 des Roboters 2 bei der Durchführung unterschiedlicher Arten von Operationen.
  • Ferner weist die Steuerung 4 eine Kollisionserfassungsfunktion, durch die eine Kollision des Roboters 2 mit einem externen Objekt erfasst wird, und eine Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsfunktion auf, durch die eine Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 erfasst wird.
  • Die Kollisionserfassungsfunktion der Steuerung 4 wird während des Betriebs des Roboters 2 ausgeführt. Der Begriff „während des Betriebs des Roboters 2“ bedeutet, dass sich der Roboter 2 in einem Zustand des Ausführens einer vorgegebenen Roboteroperation durch das Zusammenwirken des Drehelements 22, des ersten Armelements 23, des zweiten Armelements 24 und der Handgelenkeinheit 25 befindet. Die Steuerung 4, die die Kollisionserfassungsfunktion ausführt, berechnet als geschätzte Störgröße eine Differenz zwischen einem dem Servomotor 26 zugeführten Strombefehlswert (einem Drehmomentbefehlswert) und einem Stromwert (einem tatsächlichen Drehmomentwert) des Servomotors 26, der tatsächlich erfasst wird, wenn der Roboter 2 während des Betriebs des Roboters 2 in einem vorgegebenen Steuerzyklus entsprechend dem Strombefehlswert betrieben wird. Die Steuerung 4 vergleicht die berechnete geschätzte Störgröße mit einem vorgegebenen ersten Schwellenwert TH1 für die Kollisionserfassung und bestimmt, dass der Roboter 2 mit einem externen Objekt zusammengestoßen ist, wenn die geschätzte Störgröße den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet.
  • Die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsfunktion der Steuerung 4 wird während eines Bereitschaftszustands des Roboters 2 ausgeführt. Der Begriff „während des Bereitschaftszustands des Roboters 2“ bedeutet, dass sich der Roboter 2 in einem Zustand befindet, in dem er nach der Beendigung einer Folge von Roboteroperationen bis zum Beginn der nächsten Folge von Roboteroperationen an einer vorgegebenen Standby-Position angehalten wurde. Der Servomotor 26 wird zum Halten des ersten Armelements 23 in einer vorgegebenen Stellung durchgehend betrieben und erzeugt selbst während des Bereitschaftszustands des Roboters 2 ein vorgegebenes Drehmoment an dem ersten Armelement 23.
  • Hierbei wirken das Hauptdrehmoment Ts des Servomotors 26 und das Hilfsdrehmoment Tb der Spiralfedern 33 und 34 der Ausgleichvorrichtung 3 gleichzeitig auf das erste Armelement 23 des Roboters 2, an dem die Ausgleichvorrichtung 3 angebracht ist, wie in 3 dargestellt, und das für die Betätigung des Roboters 2 erforderliche Drehmoment Tr wird aufgebracht. In 3 zeigt (A) eine Drehmomentverteilung in einem Fall, in dem die Ausgleichvorrichtung 3 normal funktioniert, und (B) zeigt eine Drehmomentverteilung in einem Fall, in dem eine Anomalie an der Ausgleichvorrichtung 3 vorliegt.
  • Da die Ausgleichvorrichtung 3 dazu dient, die Last des Servomotors 26 zu verringern, der das erste Armelement 23 antreibt, ist das zur Betätigung des ersten Armelements 23 erforderliche Drehmoment Tr eine Summe des von dem Servomotor 26 erzeugten Hauptdrehmoments Ts und des von der Ausgleichvorrichtung 3 erzeugten Hilfsdrehmoments Tb. Wenn eine Anomalie wie ein Bruch der Spiralfedern 33 und 34 der Ausgleichvorrichtung 3 auftritt, verringert sich das von der Ausgleichvorrichtung 3 erzeugte Hilfsdrehmoment Tb, wie in 3 unter (B) dargestellt. Daher muss zur Sicherstellung des erforderlichen Drehmoments Tr das Hauptdrehmoment Ts des Servomotors 26 (der Stromwert des Servomotors 26) erhöht werden.
  • Ein Drehmomenterhöhungsanteil ΔTs des Servomotors 26 zu diesem Zeitpunkt entspricht einem Drehmomentabnahmeanteil der Ausgleichvorrichtung 3. Dies bedeutet, dass in einem Fall, in dem der Drehmomenterhöhungsanteil ΔTs eine vorgegebene Größe überschreitet, bestimmt werden kann, dass irgendeine Art von Anomalie wie ein Bruch der Spiralfedern 33 und 34 an der Ausgleichvorrichtung 3 aufgetreten ist. Der Drehmomenterhöhungsanteil ΔTs ist jedoch gering im Vergleich zu einem Drehmomentschwankungsanteil, der normalerweise erzeugt wird, wenn der Roboter 2 betrieben wird.
  • 4 zeigt eine Veränderung der geschätzten Störgröße in einer (durch eine durchgehende Linie dargestellten) normalen Situation und in einer (durch eine gestrichelte Linie dargestellten) anomalen Situation der Ausgleichvorrichtung 3. Wie in 4 dargestellt, kann, selbst wenn die geschätzte Störgröße von der Kollisionserfassungsfunktion der Steuerung 4 berechnet wird, die geschätzte Störgröße während des Betriebs des Roboters 2 keine deutliche Differenz zwischen der normalen Situation und der anomalen Situation der Ausgleichvorrichtung 3 aufzeigen, und ist es schwierig, die Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 zu bestimmen.
  • Daher führt die Steuerung 4 die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsfunktion während des Bereitschaftszustands des Roboters 2 aus. Wie in 4 dargestellt, besteht während des Bereitschaftszustands des Roboters 2 ein deutlicher Unterschied zwischen der (durch die durchgehende Linie dargestellten) normalen Situation und der (durch die gestrichelte Line dargestellten) anomalen Situation der Ausgleichvorrichtung 3. Daher erfasst die Steuerung 4, die die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsfunktion ausführt, die Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 durch den Vergleich des dem Servomotor 26 zugeführten Strombefehlswerts (des Drehmomentbefehlswerts) mit dem tatsächlich erfassten Stromwert (dem tatsächlichen Drehmomentwert) des Servomotors 26 zum Halten der Stellung des Roboters 2 während des Bereitschaftszustands des Roboters 2 in dem vorgegebenen Steuerzyklus.
  • Hinsichtlich der Einzelheiten berechnet die Steuerung 4 als geschätzte Störgröße die Differenz zwischen dem zum Halten der Stellung des Roboters 2 während des Bereitschaftszustands erforderlichen Strombefehlswert des Servomotors 26 und dem Stromwert des Servomotors 26, der tatsächlich erfasst wird, wenn der Servomotor 26 entsprechend dem Strombefehlswert angetrieben wird und der Roboter 2 eine Operation zum Halten der Stellung ausführt. Die Steuerung 4 vergleicht die berechnete geschätzte Störgröße mit einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert TH2 für die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassung und bestimmt in einem Fall, in dem die geschätzte Störgröße den zweiten Schwellenwert überschreitet, dass die Anomalie an der Ausgleichvorrichtung 3 aufgetreten ist. Der zweite Schwellenwert TH2 für die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassung ist auf einen derartigen Wert eingestellt, dass der Rückgang des Hilfsdrehmoments Tb aufgrund der Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 erfasst werden kann. Der zweite Schwellenwert TH2 ist, wie in 4 dargestellt, ein Wert, der größer als die geschätzte Störgröße während des Bereitschaftszustands des Roboters 2 in der normalen Situation der Ausgleichvorrichtung 3, aber auf den Wert eingestellt ist, der ausreichend kleiner als der erste Schwellenwert TH1 für die Kollisionserfassung ist.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf ein in 5 dargestelltes Ablaufdiagramm ein spezifischer Arbeitsablauf des so konfigurierten Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystems 1 beschrieben. Die Steuerung 4 legt entsprechend einem vorgegebenen Betriebsprogramm einen vorgegebenen Strombefehlswert an den Servomotor 26 des Roboters 2 an und betätigt den Roboter 2. Die Steuerung 4 überwacht nach dem Beginn des Betriebs des Roboters 2, ob sich der Roboter 2 im Bereitschaftszustand befindet oder nicht (S101).
  • In Schritt S101 misst die Steuerung 4 in einem Fall, in dem sich der Roboter 2 nicht im Bereitschaftszustand befindet, d.h. in einem Fall, in dem der Roboter 2 in Betrieb ist (Schritt S101: NEIN), den Stromwert des Servomotors 26 in dem vorgegebenen Steuerzyklus und ruft diesen ab (S102). Anschließend berechnet die Steuerung 4 die geschätzte Störgröße, die die Differenz zwischen dem abgerufenen Stromwert und dem dem Servomotor 26 zugeführten, zum Ausführen des Betriebs des Roboters erforderlichen Strombefehlswert ist (S103).
  • Die Steuerung 4 vergleicht die berechnete geschätzte Störgröße mit dem ersten Schwellenwert TH1 für die Kollisionserfassung und bestimmt, ob die geschätzte Störgröße den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet oder nicht (S104). In Schritt S104 setzt die Steuerung 4 die Verarbeitung in einem Fall, in dem die geschätzte Störgröße den ersten Schwellenwert TH1 nicht übersteigt (Schritt S104: NEIN), zurück auf Schritt S101.
  • In Schritt S104 bestimmt die Steuerung 4 in einem Fall, in dem die geschätzte Störgröße den ersten Schwellenwert TH1 überschreitet (Schritt S104: JA), dass der Roboter 2 mit einem externen Objekt zusammengestoßen ist, und meldet die Feststellung einer Kollision des Roboters 2 (S105). Zum Melden der Feststellung einer Kollision des Roboters 2 wird beispielsweise eine Anzeige zum Melden des Auftretens einer Kollision des Roboters 2 auf einem Kontrollbildschirm 41 ausgeführt, der an der Steuerung 4 vorgesehen ist, wie in 1 dargestellt.
  • In Schritt S101 misst die Steuerung 4 in einem Fall, in dem sich der Roboter 2 im Bereitschaftszustand befindet (Schritt S101: JA), den Stromwert des Servomotors 26 in dem vorgegebenen Steuerzyklus und ruft diesen ab (S106). Anschließend berechnet die Steuerung 4 die geschätzte Störgröße, die die Differenz zwischen dem abgerufenen Stromwert und dem dem Servomotor 26 zugeführten, zum Halten der Stellung des Roboters 2 erforderlichen Strombefehlswert ist (S107).
  • Die Steuerung 4 vergleicht die berechnete geschätzte Störgröße mit dem zweiten Schwellenwert TH2 für die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassung und bestimmt, ob die geschätzte Störgröße den zweiten Schwellenwert TH2 überschreitet oder nicht (S108). In Schritt S108 setzt die Steuerung 4 die Verarbeitung in einem Fall, in dem die geschätzte Störgröße den zweiten Schwellenwert TH2 nicht übersteigt (Schritt S108: NEIN), auf Schritt S101 zurück.
  • In Schritt S108 bestimmt die Steuerung 4 in einem Fall, in dem die geschätzte Störgröße den zweiten Schwellenwert TH2 überschreitet (Schritt S108: JA), das irgendeine Art von Anomalie wie ein Bruch der Spiralfedern 33 und 34 an der Ausgleichvorrichtung 3 aufgetreten ist und meldet die Feststellung der Anomalie an der Ausgleichvorrichtung 3 (S109). Zum Melden der Feststellung der Anomalie an der Ausgleichvorrichtung 3 wird beispielsweise eine Anzeige zur Meldung, dass eine Anomalie an der Ausgleichvorrichtung 3 vorliegt, auf dem Kontrollbildschirm 41 ausgeführt, der an der Steuerung 4 vorgesehen ist, wie in 1 dargestellt.
  • Auf diese Weise umfasst bei dem Anomalienerfassungssystem 1 und dem Verfahren zur Erfassung einer Anomalie an der Ausgleichvorrichtung 3 das System 1: den Roboter 2; den Servomotor 26, der darauf ausgelegt ist, den Roboter 2 anzutreiben; die Ausgleichvorrichtung 3, die an dem Roboter 2 vorgesehen und darauf ausgelegt ist, das Hilfsdrehmoment zu erzeugen, das die Leistung des Servomotors 26 durch die von den elastischen Körpern (den Spiralfedern 33 und 34) erzeugte Kraft unterstützt; und die Steuerung 4, die darauf ausgelegt ist, die Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 durch Messen des Stromwerts des zum Halten der Stellung des Roboters 2 während des Bereitschaftszustands des Roboters 2 betriebenen Servomotors 26 und Vergleichen des Stromwerts mit dem zum Halten der Stellung des Roboters 2 erforderlichen Strombefehlswert des Servomotors 26 zu erfassen. Dadurch ist es möglich, die Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 in einem frühen Stadium sicher zu erfassen.
  • Darüber hinaus weist die Steuerung 4 den zweiten Schwellenwert TH2 auf, der auf einen derartigen Wert eingestellt ist, dass der Rückgang des Hilfsdrehmoments aufgrund der Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 erfasst werden kann, berechnet die geschätzte Störgröße als Differenz zwischen dem Stromwert und dem Strombefehlswert während des Bereitschaftszustands des Roboters 2 und bestimmt in einem Fall, in dem die geschätzte Störgröße den zweiten Schwellenwert TH2 überschreitet, dass eine Anomalie an der Ausgleichvorrichtung 3 vorliegt. Dadurch kann unter Verwendung der in der Steuerung 4 vorgesehenen Kollisionserfassungsfunktion nur durch die Neuspeicherung des zweiten Schwellenwerts TH2 in der Steuerung 4 leicht das System konstruiert werden, das zur Erfassung der Anomalie der Ausgleichvorrichtung 3 geeignet ist.
  • Die Ausgleichvorrichtung 3 ist nicht auf die Federausgleichvorrichtung beschränkt, bei der die Spiralfedern 33 und 34 als elastische Körper verwendet werden. Die elastischen Körper können andere Federn als die Spiralfedern sein. Ferner kann die Ausgleichvorrichtung 3 eine Gasausgleichvorrichtung sein, bei der eine Gasfeder als elastischer Körper verwendet wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystem
    2
    Roboter
    26
    Servomotor
    3
    Ausgleichvorrichtung
    33, 34
    Spiralfeder (elastischer Körper)
    4
    Steuerung
    TH2
    zweiter Schwellenwert (Schwellenwert für die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassung)

Claims (4)

  1. Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystem (1), das umfasst: einen Roboter (2); einen Motor (26), der darauf ausgelegt ist, den Roboter (2) anzutreiben; eine Ausgleichvorrichtung (3), die an dem Roboter (2) vorgesehen, mit elastischen Körpern (33, 34) versehen und darauf ausgelegt ist, ein Hilfsdrehmoment zu erzeugen, das die Leistung des Motors (26) durch die von den elastischen Körpern (33, 34) erzeugte Kraft unterstützt; und eine Steuerung (4), die darauf ausgelegt ist, durch Messen eines Stromwerts des Motors (26), der während eines Bereitschaftszustands des Roboters (2) zum Halten einer Stellung des Roboters (2) betätigt wird, und Vergleichen des Stromwerts mit einem zum Halten der Stellung des Roboters (2) erforderlichen Strombefehlswert des Motors (26) eine Anomalie der Ausgleichvorrichtung (3) zu erfassen.
  2. Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungssystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (4) einen Schwellenwert für eine Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassung aufweist, der auf einen derartigen Wert eingestellt ist, dass ein Rückgang des Hilfsdrehmoments aufgrund der Anomalie der Ausgleichvorrichtung (3) erfasst werden kann, eine Differenz zwischen dem Stromwert und dem Strombefehlswert während des Bereitschaftszustands des Roboters (2) berechnet und bestimmt, dass eine Anomalie an der Ausgleichvorrichtung (3) vorliegt, wenn die Differenz den Schwellenwert überschreitet.
  3. Anomalienerfassungsverfahren für eine Ausgleichvorrichtung (3), die in einem Roboter (2) vorgesehen ist, der von einem Motor (26) angetrieben wird, und darauf ausgelegt ist, ein Hilfsdrehmoment zu erzeugen, das die Leistung des Motors (26) durch eine von elastischen Körpern (33, 34) erzeugte Kraft unterstützt, wobei das Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsverfahren umfasst: die Erfassung einer Anomalie der Ausgleichvorrichtung (3) durch Messen eines Stromwerts des Motors (26), der während eines Bereitschaftszustands des Roboters (2) zum Halten einer Stellung des Roboters (2) betätigt wird, und Vergleichen des Stromwerts mit einem zum Halten der Stellung des Roboters (2) erforderlichen Strombefehlswert des Motors (26).
  4. Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassungsverfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner umfasst: das Berechnen einer Differenz zwischen dem Stromwert und dem Strombefehlswert während des Bereitschaftszustands des Roboters (2) und das Bestimmen, dass eine Anomalie an der Ausgleichvorrichtung (3) vorliegt, wenn die Differenz einen Schwellenwert für die Ausgleichvorrichtungs-Anomalienerfassung überschreitet, der auf einen derartigen Wert eingestellt ist, dass ein Rückgang des Hilfsdrehmoments aufgrund der Anomalie der Ausgleichvorrichtung (3) erfasst werden kann.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6745119B2 (ja) * 2016-03-09 2020-08-26 川崎重工業株式会社 関節型ロボットおよびそのガススプリングのガス減少状態推定方法
DE102022134749B4 (de) * 2022-12-23 2024-07-18 Bucher Hydraulics Erding Gmbh Roboter sowie Lastausgleichsanordnung für einen Roboter

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3473834B2 (ja) * 1999-11-29 2003-12-08 株式会社安川電機 ロボットの制御装置
SE533463C2 (sv) * 2009-02-26 2010-10-05 Stroemsholmen Ab Avbalanseringsanordning för avbalansering av två relativt varandra rörliga delar innefattande en gasfjäder samt metod för avbalansering
JP5628953B2 (ja) * 2013-03-29 2014-11-19 ファナック株式会社 ガススプリングを備えた多関節ロボット、及びガススプリングの内圧を推定する方法
JP5612150B2 (ja) * 2013-03-29 2014-10-22 ファナック株式会社 ガススプリングを備えた多関節ロボット、及びガススプリングの内圧を推定する方法
CN104386117A (zh) * 2014-10-19 2015-03-04 侯舒婷 一种马达动力转向装置
CN105171725B (zh) * 2015-05-14 2017-06-13 湖北骐通智能科技股份有限公司 具有运动辅助装置的关节机器人
CN108367441A (zh) * 2015-12-01 2018-08-03 川崎重工业株式会社 机器人系统的监视装置
JP6745119B2 (ja) * 2016-03-09 2020-08-26 川崎重工業株式会社 関節型ロボットおよびそのガススプリングのガス減少状態推定方法
JP6396400B2 (ja) * 2016-12-20 2018-09-26 ファナック株式会社 異常判定装置および異常判定方法
JP6753836B2 (ja) * 2017-11-28 2020-09-09 ファナック株式会社 ロボットとその衝突検知方法
JP7084202B2 (ja) * 2018-05-10 2022-06-14 川崎重工業株式会社 関節型ロボット及びそのガススプリングのガス減少状態の推定方法
CN108582027A (zh) * 2018-05-30 2018-09-28 中山市雅西环保科技有限公司 一种监控机器人

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