JP2022027052A - ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法 - Google Patents

ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022027052A
JP2022027052A JP2020130829A JP2020130829A JP2022027052A JP 2022027052 A JP2022027052 A JP 2022027052A JP 2020130829 A JP2020130829 A JP 2020130829A JP 2020130829 A JP2020130829 A JP 2020130829A JP 2022027052 A JP2022027052 A JP 2022027052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
regenerative
life
robot
resistance
regenerative resistor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2020130829A
Other languages
English (en)
Inventor
佳史樹 三東
Yoshiki Santo
泰範 大山
Yasunori Oyama
潤 神崎
Jun Kanzaki
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.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP2020130829A priority Critical patent/JP2022027052A/ja
Priority to CN202180050023.1A priority patent/CN116018246A/zh
Priority to KR1020237006800A priority patent/KR20230058063A/ko
Priority to US18/019,015 priority patent/US20230211502A1/en
Priority to EP21848989.6A priority patent/EP4190517A1/en
Priority to PCT/JP2021/027941 priority patent/WO2022025130A1/ja
Publication of JP2022027052A publication Critical patent/JP2022027052A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0054—Cooling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008—Balancing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0066—Means or methods for maintaining or repairing manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0095—Means or methods for testing manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1651—Programme controls characterised by the control loop acceleration, rate control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4184—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by fault tolerance, reliability of production system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
    • H02P3/22—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor by short-circuit or resistive braking
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32234—Maintenance planning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40462—Constant consumed energy, regenerate acceleration energy during deceleration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41279—Brake

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

【課題】回生抵抗の保守・点検の時期を把握することが可能なロボットシステムを提供する。【解決手段】このロボットシステム１００は、関節１２を含むロボット１０と、関節１２に設けられるモータ１３と、モータ１３の回転により発生する逆起電力を熱消費する回生抵抗２１と、回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する制御部２３とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は、ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法に関し、特に、モータの回転により発生する逆起電力を熱消費する回生抵抗を備えるロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法に関する。
従来、ロボットを制御するロボット制御装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、複数の動作軸を備えるロボットを制御するロボット制御装置が開示されている。このロボットの複数の動作軸には、各々、モータが設けられている。ロボット制御装置は、これらのモータの各々の消費電力値および回生電力値を検出する。また、ロボット制御装置は、現在までに消費した消費電力値を、動作軸が故障するまでにモータが消費すると考えられる限界消費電力量で除算した値を、動作軸の老朽度として動作軸毎に出力画面に表示する。これにより、ユーザは、ロボットの各動作軸の保守・点検の時期を把握することが可能になる。また、ロボット制御装置は、検出した回生電力値の最大値を出力画面に表示する。これにより、ユーザは、回生電力値の最大値に基づいて、ロボットを設計する際の回生抵抗値の値を設定することが可能になる。
特開２０００－１０５６０５号公報
ここで、上記特許文献１に記載のような従来のロボットでは、回生電力（モータの逆起電力）を熱消費するための回生抵抗の継続的な使用に起因して、回生抵抗が損傷（断線など）する場合がある。しかしながら、上記特許文献１では、ロボット制御装置が動作軸の老朽度を出力画面に表示することにより、ユーザはロボットの各動作軸の保守・点検の時期を把握することが可能である一方、回生抵抗の保守・点検の時期を把握することができないという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、回生抵抗の保守・点検の時期を把握することが可能なロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるロボットシステムは、関節を含むロボットと、関節に設けられるモータと、モータの回転により発生する逆起電力を熱消費する回生抵抗と、回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗の寿命を予測する制御部とを備える。
この発明の第１の局面によるロボットシステムでは、上記のように、制御部は、回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗の寿命を予測する。これにより、制御部により、回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗の寿命が予測されるので、予測された寿命に基づいて、ユーザは、回生抵抗の保守・点検の時期を把握することができる。
この発明の第２の局面による回生抵抗の寿命予測方法は、関節を含むロボットと、関節に設けられるモータと、モータの回転により発生する逆起電力を熱消費する回生抵抗と、を備えるロボットシステムの回生抵抗の寿命予測方法であって、回生抵抗が熱消費している時間を取得するステップと、取得された回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗の寿命を予測するステップとを備える。
この発明の第２の局面による回生抵抗の寿命予測方法は、上記のように、取得された回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗の寿命を予測するステップを備える。これにより、回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗の寿命が予測されるので、予測された寿命に基づいて、ユーザが回生抵抗の保守・点検の時期を把握することが可能な回生抵抗の寿命予測方法を提供することができる。
本発明によれば、上記のように、回生抵抗の保守・点検の時期を把握することができる。
本発明の一実施形態によるロボットシステムのブロック図である。 本発明の一実施形態によるロボットの側面図である。 モータの回転により発生する逆起電力を示す図である。 回生抵抗の寿命が所定の期間以内となったことが表示部に示された状態を示す図である。 本発明の一実施形態による回生抵抗の寿命予測方法を説明するためのフロー図である。
以下、本発明を具体化した本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１～図４を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。
図１および図２に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１０と、ロボット１０とは別体として設けられ、ロボット１０を制御するロボット制御装置２０とを備えている。ロボット１０とロボット制御装置２０とは、配線３０を介して接続されている。また、ロボット制御装置２０には、商用電源１から交流電力が供給される。ロボット制御装置２０は、商用電源１から供給される交流電力を、配線３０を介してロボット１０に供給するとともに、ロボット１０の動作を制御する。
図２に示すように、ロボット１０は、アーム部１１を含む。アーム部１１は、関節１２を有する。関節１２は、複数設けられている。たとえば、関節１２は、６個設けられている。また、複数の関節１２の各々には、モータ１３が設けられている。また、アーム部１１は、基台１４に取り付けられている。また、アーム部１１の先端には、エンドエフェクタ（図示せず）が取り付けられる。また、ロボット１０は、たとえば、産業用のロボット１０である。
ロボット制御装置２０は、商用電源１から供給される交流電力をコンバータ部（図示せず）により直流電力に変換する。また、変換された直流電力は、ロボット１０のインバータ部（図示せず）に供給される。また、インバータ部は、ロボット制御装置２０から供給された直流電力を交流電力に変換するとともにモータ１３に供給する。また、インバータ部は、モータ１３の回転によって発生する逆起電力を直流電力に変換して、ロボット制御装置２０のコンバータ部に供給する。
本実施形態では、図１に示すように、ロボットシステム１００には、モータ１３の回転により発生する逆起電力を熱消費する回生抵抗２１が設けられている。回生抵抗２１は、ロボット制御装置２０に設けられている。回生抵抗２１は、たとえば、モータ１３が減速する際になどに発生する逆起電力（回生エネルギ）を熱消費する。これにより、モータ１３とロボット制御装置２０との間の経路（配線３０など）の電圧の上昇が抑制される。
また、本実施形態では、ロボット制御装置２０に設けられている回生抵抗２１は、複数のモータ１３に対して共通に設けられている。すなわち、複数のモータ１３の各々から発生した逆起電力を、共通の回生抵抗２１が熱消費する。
また、回生抵抗２１は、巻線板（図示せず）と、巻線板に巻回される抵抗線（図示せず）とを含む。また、抵抗線の周りには、絶縁板（図示せず）が設けられている。抵抗線は、逆起電力が供給されることにより、温度が上昇する。また、抵抗線は、間欠的に逆起電力が供給されることにより、膨張および収縮を繰り返す。また、抵抗線は、膨張および収縮の繰り返しに起因して、巻線板との干渉により損傷（断線）する。
図３に示すように、ロボット１０の動作によって各関節１２のモータ１３の回転より逆起電力が発生する。モータ１３の回転により発生する逆起電力（電圧）の大きさは、ロボット１０の動作によって変動する。そして、モータ１３の回転により発生する逆起電力（電圧）が、閾値電圧Ｖｔｈを超えた場合（図３のハッチングの領域）、回生抵抗２１が逆起電力を熱消費する。
具体的には、モータ１３の回転により発生する逆起電力（電圧）が、閾値電圧Ｖｔｈを超えた場合、回生抵抗２１に接続されるスイッチ２２（図１参照）がオンされることにより、回生抵抗２１に逆起電力が通電する。これにより、回生抵抗２１の抵抗線によって逆起電力が熱消費される。なお、モータ１３の回転により発生する逆起電力（電圧）が、閾値電圧Ｖｔｈ以下の場合、逆起電力は、図示しない蓄電部などに回生される。
ここで、本実施形態では、図１に示すように、ロボットシステム１００は、回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する制御部２３を備える。なお、制御部２３は、複数のモータ１３に対して共通の回生抵抗２１が設けられているロボット制御装置２０に設けられている。制御部２３は、たとえば、マイクロコントローラ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、論理回路、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などの演算器、および、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部を含む。また、回生抵抗２１の寿命とは、回生抵抗２１が断線するまでの時間である。また、回生抵抗２１の寿命を、回生抵抗２１に逆起電力が通電可能な回数により表してもよい。
また、本実施形態では、図３に示すように、制御部２３は、所定の単位期間内における、回生抵抗２１が熱消費している時間の割合に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する。ここで、所定の単位時間とは、ロボット１０の動作の１サイクル（Ｔ）である。また、ロボット１０の動作の１サイクルにおいて、回生抵抗２１が熱消費している時間（モータ１３の逆起電力の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上の時間Δｔ））の割合は、たとえば、３％～４％程度である。そして、制御部２３は、１サイクルのうち、回生抵抗２１が熱消費している時間（Δｔ）の割合をモニタすることにより、回生抵抗２１の寿命を予測する。
回生抵抗２１の寿命は、回生抵抗２１を構成する抵抗線の材質、長さ、抵抗線と干渉する部材（上記の巻線板）の存在などの条件によって異なるため、数式などによって、回生抵抗２１の寿命を求めることは比較的困難である。すなわち、回生抵抗２１に逆起電力が通電されることによる抵抗線の温度上昇の度合いは、抵抗線の材質、長さ、断面積などによって異なる。同様に、抵抗線の膨張および収縮の度合いは、抵抗線に固有の熱膨張係数によって異なる。また、抵抗線の温度上昇の度合い、および、抵抗線の膨張および収縮の度合いは、抵抗線の周囲の環境温度によっても異なる。
そこで、図１に示すように、様々な条件下において、回生抵抗２１が熱消費している時間を考慮して実験などにより回生抵抗２１の寿命を予め求めたデータベース（ＤＢ）２４が作成されている。データベース２４では、回生抵抗２１が熱消費している時間と回生抵抗２１の寿命とが対応付けられている。データベース２４は、ロボット制御装置２０に設けられている。
そして、本実施形態では、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間を考慮して予め求められた回生抵抗２１の寿命のデータベース２４に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する。すなわち、制御部２３は、データベース２４を参照して、回生抵抗２１が熱消費している時間に対応付けられた回生抵抗２１の寿命を取得する。
また、本実施形態では、ロボットシステム１００は、制御部２３が予測した回生抵抗２１の寿命を表示する表示部４０を備えている。表示部４０は、ロボット１０およびロボット制御装置２０とは別個に設けられた液晶モニタなどから構成されている。また、表示部４０は、たとえば、ロボット１０に動作を教示するティーチングペンダントなどに設けられている。
また、本実施形態では、図４に示すように、制御部２３は、回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が、所定の期間以内となった場合に、表示部４０に回生抵抗２１の寿命が所定の期間以内となったことを表示する。たとえば、所定の期間は、回生抵抗２１の交換を行うのに十分な時間（３か月など）である。制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて回生抵抗２１の寿命を予測し、回生抵抗２１の寿命が所定の期間以内となった際に表示部４０に、「回生抵抗の寿命が３か月となりました。」、「回生抵抗を交換してください。」などのユーザに対する警告のための文字を表示させる。
また、本実施形態では、図１に示すように、ロボットシステム１００は、回生抵抗２１を冷却するための冷却部２５を備えている。そして、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間と回生抵抗２１の温度とに基づいて、冷却部２５の故障を検知する。冷却部２５は、たとえば、冷却ファンを含む。また、回生抵抗２１には、抵抗線の温度を測定するための温度センサ２１ａが設けられている。ここで、冷却部２５が正常である場合、回生抵抗２１が熱消費している時間に対して、回生抵抗２１の温度が所定の程度、冷却部２５によって低下される。一方、冷却部２５が故障している場合、回生抵抗２１が熱消費している時間に対して、回生抵抗２１の温度の低下の度合いが小さい。
たとえば、冷却ファンの羽が故障（折れているなど）している場合、冷却ファンは正常通り回転していても冷却能力が低下する。この場合、冷却ファンの回転数に基づいて冷却ファンの異常が検出されるように構成されていても、冷却ファンは正常であると判定されてしまう。そこで、回生抵抗２１が熱消費している時間に対して、回生抵抗２１の温度の低下の度合いが小さいことを制御部２３が検出することにより、冷却部２５が故障を検出することが可能になる。
（回生抵抗の寿命予測方法）
次に、図５を参照して、回生抵抗２１の寿命予測方法について説明する。回生抵抗２１の寿命予測は、ロボットシステム１００の動作中、継続的に行われている。
まず、ステップＳ１において、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間を取得する。具体的には、制御部２３は、ロボット１０の動作の１サイクルにおいて、回生抵抗２１に接続されるスイッチ２２がオンしている時間の割合に基づいて、回生抵抗２１が熱消費している時間を取得する。
次に、ステップＳ２において、制御部２３は、取得された回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する。具体的には、制御部２３は、データベース２４を参照して、回生抵抗２１が熱消費している時間に対応付けられた回生抵抗２１の寿命を取得する。
次に、ステップＳ３において、制御部２３は、取得された回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が、所定の期間（たとえば、３カ月）以内か否かを判定する。
ステップＳ３でｙｅｓの場合、ステップＳ４において制御部２３は、回生抵抗２１の寿命（回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が所定の期間以内であること）を表示部４０に表示させる。ステップＳ３でｎｏの場合は、ステップＳ１に戻る。
［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（ロボットシステムの効果）
本実施形態では、上記のように、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する。これにより、制御部２３により、回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命が予測されるので、予測された寿命に基づいて、ユーザは、回生抵抗２１の保守・点検の時期を把握することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部２３は、所定の単位期間内における、回生抵抗２１が熱消費している時間の割合に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する。ここで、ロボットシステム１００は、所定の単位期間（１サイクル）内に行われる同じ動作を繰り返し行うことが多いので、上記のように構成することによって、同じ動作を繰り返すロボットシステム１００において、寿命を適切に予測することができる。
また、本実施形態では、上記のように、ロボットシステム１００は、制御部２３が予測した回生抵抗２１の寿命を表示する表示部４０を備える。これにより、制御部２３が予測した回生抵抗２１の寿命が表示部４０に表示されるので、ユーザは、表示部４０の表示を視認することにより、容易に回生抵抗２１の寿命を認識することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部２３は、回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が、所定の期間以内となった場合に、表示部４０に回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が所定の期間以内となったことを表示する。これにより、所定の期間として回生抵抗２１の交換を行うのに十分な時間を設定することにより、回生抵抗２１の寿命が終了するまでの間に、ユーザは、余裕をもって回生抵抗２１の交換を行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、ロボット１０は、複数の関節１２を含み、モータ１３は、複数の関節１２に各々設けられており、回生抵抗２１は、複数のモータ１３に対して共通に設けられている。ここで、回生抵抗２１が複数のモータ１３に対して共通に設けられているため、比較的頻繁に回生抵抗２１による熱消費が行われる。このため、複数のモータ１３に対して共通に設けられている回生抵抗２１の寿命を予測することは、回生抵抗２１が損傷する前に交換を行う点において特に効果的である。
また、本実施形態では、上記のように、ロボットシステム１００は、ロボット１０とは別体として設けられ、ロボット１０を制御するロボット制御装置２０を備える。そして、複数のモータ１３に対して共通に設けられている回生抵抗２１、および、制御部２３は、ロボット制御装置２０に設けられている。これにより、ロボット制御装置２０に回生抵抗２１が設けられているロボットシステム１００において、回生抵抗２１の保守・点検の時期を、容易に、把握することができる。
また、本実施形態では、上記のように、ロボットシステム１００は、回生抵抗２１を冷却するための冷却部２５を備える。そして、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間と回生抵抗２１の温度とに基づいて、冷却部２５の故障を検知する。これにより、回生抵抗２１が熱消費している時間と回生抵抗２１の温度とに基づいて、冷却部２５の故障を適切に検知することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間を考慮して予め求められた回生抵抗２１の寿命のデータベース２４に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する。これにより、様々な条件下において、回生抵抗２１が熱消費している時間を考慮して実験などにより回生抵抗２１の寿命を予め求めたデータベース２４に基づいて回生抵抗２１の寿命を予測することによって、条件に応じて適切に回生抵抗２１の寿命を予測することができる。
（回生抵抗の寿命予測方法の効果）
また、本実施形態では、上記のように、回生抵抗２１の寿命予測方法は、取得された回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測するステップＳ２を備える。これにより、回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命が予測されるので、予測された寿命に基づいて、ユーザが回生抵抗２１の保守・点検の時期を把握することが可能な回生抵抗２１の寿命予測方法を提供することができる。
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、産業用のロボット１０に本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、産業用以外のロボットに本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、ロボット１０の動作の１サイクルにおける、回生抵抗２１が熱消費している時間の割合に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、１日の間における回生抵抗２１が熱消費している時間の割合に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測してもよい。
また、上記実施形態では、回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が、所定の期間以内となった場合に、表示部４０に回生抵抗２１の寿命が所定の期間以内となったことを表示する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、寿命の終了までの時間が所定の期間以内か否かにかかわらず、制御部２３が予測した回生抵抗２１の寿命を常に表示部４０に表示してもよい。
また、上記実施形態では、回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が、所定の期間以内となった場合に、表示部４０に回生抵抗２１の寿命が所定の期間以内となったことを表示する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回生抵抗２１の寿命の終了までの時間が所定の期間以内となったことを、アラームなどによりユーザに報知してもよい。
また、上記実施形態では、回生抵抗２１がロボット１０の複数の関節１２に各々設けられる複数のモータ１３に対して共通に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回生抵抗２１が複数のモータ１３に対して個別に設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、回生抵抗２１がロボット制御装置２０に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回生抵抗２１がロボット制御装置２０以外の部分に設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間を考慮して予め求められた回生抵抗２１の寿命のデータベース２４に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部２３が、回生抵抗２１が熱消費している時間と回生抵抗２１の寿命を算出する算出式とを用いて、回生抵抗２１の寿命を予測（演算）してもよい。
また、上記実施形態では、制御部２３は、回生抵抗２１が熱消費している時間に基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部２３が、回生抵抗２１が熱消費している時間と、回生抵抗２１が熱消費している頻度とに基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測してもよい。この場合、回生抵抗２１が熱消費している頻度（所定の期間の間に熱消費している回数）も考慮して、上記のデータベース２４が作成される。回生抵抗２１の熱消費が短時間に密集している場合、回生抵抗２１の寿命が短くなる。そこで、制御部２３が、回生抵抗２１が熱消費している時間に加えて、回生抵抗２１が熱消費している頻度にも基づいて、回生抵抗２１の寿命を予測することによって、より適切に回生抵抗２１の寿命を予測することができる。
１０ ロボット
１２ 関節
１３ モータ
２０ ロボット制御装置
２１ 回生抵抗
２３ 制御部
２４ データベース
２５ 冷却部
４０ 表示部
１００ ロボットシステム

Claims (10)

  1. 関節を含むロボットと、
    前記関節に設けられるモータと、
    前記モータの回転により発生する逆起電力を熱消費する回生抵抗と、
    前記回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、前記回生抵抗の寿命を予測する制御部とを備える、ロボットシステム。
  2. 前記制御部は、所定の単位期間内における、前記回生抵抗が熱消費している時間の割合に基づいて、前記回生抵抗の寿命を予測する、請求項１に記載のロボットシステム。
  3. 前記制御部が予測した前記回生抵抗の寿命を表示する表示部をさらに備える、請求項１または２に記載のロボットシステム。
  4. 前記制御部は、前記回生抵抗の寿命の終了までの時間が、所定の期間以内となった場合に、前記表示部に前記回生抵抗の寿命の終了までの時間が前記所定の期間以内となったことを表示する、請求項３に記載のロボットシステム。
  5. 前記ロボットは、複数の前記関節を含み、
    前記モータは、前記複数の関節に各々設けられており、
    前記回生抵抗は、前記複数のモータに対して共通に設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  6. 前記ロボットとは別体として設けられ、前記ロボットを制御するロボット制御装置をさらに備え、
    前記複数のモータに対して共通に設けられている前記回生抵抗、および、前記制御部は、前記ロボット制御装置に設けられている、請求項５に記載のロボットシステム。
  7. 前記回生抵抗を冷却するための冷却部をさらに備え、
    前記制御部は、前記回生抵抗が熱消費している時間と前記回生抵抗の温度とに基づいて、前記冷却部の故障を検知する、請求項１～６のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  8. 前記制御部は、前記回生抵抗が熱消費している時間を考慮して予め求められた前記回生抵抗の寿命のデータベースに基づいて、前記回生抵抗の寿命を予測する、請求項１～７のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  9. 前記制御部は、前記回生抵抗が熱消費している時間と、前記回生抵抗が熱消費している頻度とに基づいて、前記回生抵抗の寿命を予測する、請求項１～８のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  10. 関節を含むロボットと、前記関節に設けられるモータと、前記モータの回転により発生する逆起電力を熱消費する回生抵抗と、を備えるロボットシステムの前記回生抵抗の寿命予測方法であって、
    前記回生抵抗が熱消費している時間を取得するステップと、
    取得された前記回生抵抗が熱消費している時間に基づいて、前記回生抵抗の寿命を予測するステップとを備える、回生抵抗の寿命予測方法。
JP2020130829A 2020-07-31 2020-07-31 ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法 Pending JP2022027052A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020130829A JP2022027052A (ja) 2020-07-31 2020-07-31 ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法
CN202180050023.1A CN116018246A (zh) 2020-07-31 2021-07-28 机器人***和再生电阻的寿命预测方法
KR1020237006800A KR20230058063A (ko) 2020-07-31 2021-07-28 로봇 시스템 및 회생 저항의 수명 예측 방법
US18/019,015 US20230211502A1 (en) 2020-07-31 2021-07-28 Robot system and method for predicting life of regenerative resistor
EP21848989.6A EP4190517A1 (en) 2020-07-31 2021-07-28 Robot system, and method for predicting service life of regenerative resistor
PCT/JP2021/027941 WO2022025130A1 (ja) 2020-07-31 2021-07-28 ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020130829A JP2022027052A (ja) 2020-07-31 2020-07-31 ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022027052A true JP2022027052A (ja) 2022-02-10

Family

ID=80035706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020130829A Pending JP2022027052A (ja) 2020-07-31 2020-07-31 ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230211502A1 (ja)
EP (1) EP4190517A1 (ja)
JP (1) JP2022027052A (ja)
KR (1) KR20230058063A (ja)
CN (1) CN116018246A (ja)
WO (1) WO2022025130A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114932581B (zh) * 2022-06-10 2024-07-09 浙江环动机器人关节科技股份有限公司 一种关节模组及协作机器人的散热装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000105605A (ja) 1998-09-28 2000-04-11 Toyoda Mach Works Ltd ロボット制御装置
JP2013143830A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP4190517A1 (en) 2023-06-07
US20230211502A1 (en) 2023-07-06
CN116018246A (zh) 2023-04-25
WO2022025130A1 (ja) 2022-02-03
KR20230058063A (ko) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022025130A1 (ja) ロボットシステムおよび回生抵抗の寿命予測方法
JP7043801B2 (ja) 異常予兆報知システム、異常予兆報知方法及びプログラム
JP6909410B2 (ja) ロボット制御装置、保守管理方法、及び保守管理プログラム
CN107710088B (zh) 监控装置冷却结构受到监控的装置
JP7090832B1 (ja) 寿命予測装置、寿命予測システム、学習装置、推論装置および寿命予測プログラム
JP2015167436A (ja) 放熱特性推定部を備えた数値制御装置
US20200149561A1 (en) Hydraulic power system and method for controlling same
JPWO2023100300A5 (ja)
TW201710124A (zh) 控制器
JP7226411B2 (ja) 拡張モジュール、産業用機器、及び産業用機器のパラメータ又は前記産業用機器により制御される機器の内部状態の推定方法
JP6481638B2 (ja) 電動機駆動システムの予防保全装置
WO2016098571A1 (ja) ロボット保守支援装置および方法
JP2016137505A (ja) 抵抗溶接電源装置
CN110774318B (zh) 处理装置及处理部分的处理方法
JP2001333594A (ja) アクチュエータの負荷検出システム、及び、脚式移動ロボット
JP2018050395A (ja) インバータ装置
EP1990876A2 (en) Dynamic thermal management of laser devices laser devices
JPWO2013153607A1 (ja) 位置決め装置
JP7119885B2 (ja) 異常検知装置、異常検知方法、およびプログラム
JPH06117393A (ja) ロボットの制御装置
JPH1080055A (ja) モータのオーバヒート抑制制御方法
JP2008298562A (ja) 自己診断機能付き近接センサ
JP6448888B2 (ja) 電力監視装置
JP2020138305A (ja) ロボットの制御方法、制御装置、プログラム、記憶媒体、ロボットシステム、製造方法
JP2019063883A (ja) ロボットの異常判定装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20200903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200907

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240710