WO2019073748A1 - 診断装置、診断方法、及び診断プログラム - Google Patents

診断装置、診断方法、及び診断プログラム Download PDF

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WO2019073748A1
WO2019073748A1 PCT/JP2018/034320 JP2018034320W WO2019073748A1 WO 2019073748 A1 WO2019073748 A1 WO 2019073748A1 JP 2018034320 W JP2018034320 W JP 2018034320W WO 2019073748 A1 WO2019073748 A1 WO 2019073748A1
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WO
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drive source
drive
move
unit
target
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/034320
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English (en)
French (fr)
Inventor
達也 古賀
真希 遠藤
泰元 森
恭平 浅井
Original Assignee
オムロン株式会社
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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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a diagnostic device, a diagnostic method, and a diagnostic program.
  • Patent Document 1 proposes a method of predicting the life of a toothed belt according to a theoretical formula. Specifically, in the method proposed in Patent Document 1, first, parameters related to bending stress, compressive stress, and shear stress are calculated. Next, the number of equivalent life cycles is calculated using the calculated parameters. Then, by combining the calculated equivalent life cycle numbers according to the minor rule, the number of travelable cycles of the toothed belt is calculated. According to this method, even when a plurality of types of stress act in combination to reach the life of the toothed belt, the life of the toothed belt can be predicted.
  • TBM Time Based Maintenance
  • the abrasion of the object does not necessarily occur as theoretically due to a change in the environment, the occurrence of an unpredictable situation, or the like. Therefore, instead of replacing the object immediately before the life calculated by the theoretical formula, it is possible to replace the object earlier than the life calculated by the theoretical formula in consideration of the occurrence of such an unpredictable phenomenon. To be done. Therefore, there is a problem that the cost of maintenance is increased because the object is excessively exchanged by an amount that secures room.
  • the working device including the target is damaged from the time it breaks down until it is replaced. , Will operate in a state of malfunction.
  • the working device is a device related to the production of a product, a large amount of defective products may be generated, which is uneconomical.
  • the maintenance method of the CBM method it is possible to diagnose whether or not a failure has occurred in the object at that time, so it is possible to suppress excessive replacement of the object and reduce the maintenance cost. be able to.
  • the occurrence of a failure can be detected based on the state of an object, the time during which the working device operates in a state of operation failure can be reduced.
  • the inventors of the present invention are, for example, a driven object driven by a driving source configured by a toothed belt or the like, and the maintenance is performed by a CBM method for a working device provided with a driven object whose movable range is limited. It has been found that the following problems may occur when doing.
  • measurement data obtained by measuring the operation of the drive source is used to diagnose the drive source of the work apparatus. For example, it is possible to diagnose whether or not a failure occurs in the drive source by analyzing the measurement data by a method such as frequency analysis.
  • a method such as frequency analysis.
  • the driven object reaches the limit of the movable range before measurement data of a sufficient amount for diagnosis of failure is obtained, and the driving source There is a possibility that it can not be operated further.
  • measurement data of a sufficient amount for failure diagnosis can not be obtained, and the analysis of the measurement data becomes inappropriate, which may cause a problem that the estimation accuracy of the failure of the drive source is lowered.
  • the present inventors have found out.
  • the present invention has been made in view of such circumstances in one aspect, and an object thereof is to provide a technique for enhancing the accuracy of failure diagnosis for a drive source of a working device.
  • the present invention adopts the following configuration in order to solve the problems described above.
  • a diagnostic device includes a driven object, a first drive source configured to move the driven object in a first direction, and a second device that cancels movement in the first direction.
  • the first drive source is instructed to move the drive target in the first direction to a work device including a second drive source configured to move the drive target in a direction
  • an operation instruction unit that instructs the second drive source to move the drive target in the second direction, and while the first drive source is operated to move the drive target.
  • a data collection unit that collects measurement data obtained by measuring the operation of the first drive source; and a diagnosis unit that diagnoses the state of the first drive source using the collected measurement data And.
  • the working device includes two drive sources.
  • the first drive source is configured to move the drive target in the first direction.
  • the second drive source is configured to move the drive target in a second direction that is a direction that cancels the movement in the first direction.
  • the diagnostic device is configured to cause the second drive source to move in the second direction while instructing the work device to move the drive target in the first direction by the first drive source. It instructs to move the drive target.
  • the movement of the drive target in the first direction by the first drive source is canceled by the amount by which the drive target is moved in the second direction by the second drive source, and the operation time of the first drive source (drive amount ) Can be increased.
  • the second driven source is driven by the second driven source as compared to the case where the first driven source moves the driven object alone.
  • the amount by which the driven object can be moved in the first direction is increased by the amount of moving the object in the second direction, and the operation time (driven amount) of the first drive source can be increased. That is, the amount of measurement data obtained by measuring the operation of the first drive source can be increased with respect to the amount of movement of the drive target in the first direction. Therefore, according to the configuration, it is possible to obtain measurement data of an amount sufficient to diagnose the state of the drive source of the working device, and therefore, it is possible to improve the accuracy of failure diagnosis for the drive source. .
  • the “work device” has each drive source configured to drive the drive target in each of the first direction and the second direction, and is particularly limited as long as it is configured to perform some work. It does not have to be done.
  • the work device may be, for example, a mounter, a SCARA robot, an articulated robot or the like.
  • the “drive target” may not be particularly limited as long as it can be moved by the drive source, and may be, for example, a link member of a robot.
  • the “drive source” may not be particularly limited as long as it can drive a drive target.
  • the drive source may be appropriately selected according to the type of the drive target, and may be, for example, a drive source including a toothed belt, a harmonic drive (registered trademark), or the like.
  • the "measurement data” may be any data that can be used to diagnose a failure of the drive source.
  • the measurement data may be appropriately selected according to the type of drive source, and may be, for example, velocity data, torque data, position data, angular velocity data, and the like.
  • first direction and the second direction may each be configured by a linear direction, a rotational direction, or a combination of these directions.
  • the second direction may not be completely opposite to the first direction as long as the second direction includes a component for moving the driven object in the direction opposite to the first direction.
  • the second direction is preferably the negative direction of the linear axis.
  • the second direction may not be limited to the negative direction of this linear axis, and may have a direction out of the linear axis as long as it has a component in the negative direction of the linear axis. .
  • the rotation axis in the first direction and the rotation axis in the second direction may or may not be coaxial.
  • the driven object when the second direction is the opposite direction to the first direction, the driven object apparently moves in the first direction when driven by both the first drive source and the second drive source. And may be configured to move in the second direction or may be configured to stop.
  • the first drive source includes a motor, a pulley configured to be driven by the motor, and a toothed belt configured to be driven by the pulley.
  • the driven object may be moved by rotation of the toothed belt, and the diagnosis unit may diagnose whether or not an abnormality has occurred in the toothed belt of the first driving source.
  • the precision of abnormality diagnosis of a toothed belt can be improved.
  • the measurement data since the rotation amount of the toothed belt with respect to the movement amount of the driven object is small, when the toothed belt of the driving source is subjected to diagnosis, the measurement data may not be obtained in an amount sufficient for diagnosing abnormality occurrence. Becomes higher. Therefore, according to the present invention, it is particularly advantageous in the case of using such a toothed belt to increase the amount of measurement data obtained relative to the amount of movement of the driven object.
  • the measurement data may be configured by speed data indicating a speed of the motor and torque data indicating a torque of the motor. According to the said structure, abnormality diagnosis of a toothed belt can be performed appropriately using speed data and torque data.
  • the first drive source and the second drive source may be configured to move the driven object in the vertical direction
  • the operation instructing unit is configured to move the first drive.
  • the second drive source instructs to move the drive target downward as the second direction
  • the second drive source instructs the second drive source to move the drive target upward in the second direction.
  • the driven object may be a first link member
  • the work device includes a first shaft provided at an end of the first link member, and a first end And a second link member having a second end, the second link member connected to the first link member at the first end via the first shaft, and the second link member
  • a second axis may be provided at the second end
  • the first drive source may be configured to rotate the first link member counterclockwise and clockwise around the first axis.
  • the second drive source may be configured to rotate the first link member counterclockwise and clockwise around the second axis via the second link member, and the operation instruction And the first drive source generates the first direction in the counterclockwise direction by the first drive source.
  • the second drive source When instructing to rotate the link member, the second drive source is instructed to rotate the first link member in the clockwise direction as the second direction, and the first drive source is instructed to perform the first direction.
  • the second drive source may instruct to rotate the first link member in the counterclockwise direction as the second direction. According to this configuration, it is possible to enhance the accuracy of the failure diagnosis for the drive source in the working device (for example, a robot device) configured by a plurality of link members.
  • an information processing method for realizing the above-described configurations may be used, or a program may be used.
  • a machine-readable storage medium is a medium which stores information such as a program by electrical, magnetic, optical, mechanical or chemical action.
  • the computer is configured to move the driven object, the first drive source configured to move the driven object in the first direction, and the movement in the first direction.
  • the computer is configured to move the driven object, the first drive source configured to move the driven object in the first direction, and the first drive source in the first direction.
  • the first drive source moves the drive target in the first direction with respect to the work device including the second drive source configured to move the drive target in the second direction that cancels the movement.
  • a data collection device including: an object to be driven; a first drive source configured to move the object to be driven in a first direction; Instructing the working device including the second drive source configured to move the drive target in two directions to move the drive target in the first direction by the first drive source And an operation instruction unit that instructs the second drive source to move the drive target in the second direction, and the first drive source is operated to move the drive target. And a data collection unit configured to collect measurement data obtained by measuring the operation of the first drive source.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a scene to which the present invention is applied.
  • FIG. 2A schematically illustrates an example of the acquired measurement data.
  • FIG. 2B schematically illustrates an example of acquired measurement data.
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of the hardware configuration of the controller according to the embodiment.
  • FIG. 4 schematically illustrates an example of the hardware configuration of the work device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a figure for demonstrating meshing with a toothed belt and a pulley.
  • FIG. 6 schematically illustrates an example of the software configuration of the controller according to the embodiment.
  • FIG. 7 illustrates an example of a processing procedure at the time of diagnosis of the controller according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a view for explaining an example of a failure of a toothed belt.
  • FIG. 9 schematically illustrates a modification of the operation control of the driven object.
  • FIG. 10A schematically illustrates a modified example of an object to be diagnosed.
  • FIG. 10B schematically illustrates a modified example of an object to be diagnosed.
  • FIG. 11 schematically illustrates an example of the software configuration of a controller according to a modification.
  • the present embodiment an embodiment according to one aspect of the present invention (hereinafter, also referred to as “the present embodiment”) will be described based on the drawings.
  • the embodiment described below is merely an illustration of the present invention in all respects. It goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. That is, in the implementation of the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be appropriately adopted.
  • data appearing in the present embodiment is described in natural language, more specifically, it is specified by a pseudo language, a command, a parameter, a machine language or the like that can be recognized by a computer.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of an application scene of the present invention.
  • a controller 1 configured to control the operation of a work device. That is, the controller 1 which concerns on this embodiment is an example of the "diagnosis apparatus" of this invention.
  • the work device to be controlled by the controller 1 is configured to include a drive target, a first drive source, and a second drive source.
  • the first drive source is configured to move the drive object in a first direction
  • the second drive source is configured to move the drive object in a second direction that cancels the movement in the first direction.
  • the controller 1 instructs the work apparatus as described above to move the object to be driven in the first direction by the first drive source, and the second direction by the second drive source. Command to move the drive target. Then, while operating the first drive source to move the drive target, the controller 1 collects measurement data obtained by measuring the operation of the first drive source, and the collected measurement data To diagnose the state of the first drive source.
  • the work apparatus has each drive source configured to drive the drive target in each of the first direction and the second direction, and is not particularly limited as long as it is configured to perform some work. Good.
  • the work device may be, for example, a mounter, a SCARA robot, an articulated robot or the like.
  • the drive target is not particularly limited as long as it can be moved by the drive source, and may be, for example, a link member of a robot.
  • the SCARA robot 2 includes a work unit 20 as an object to be driven.
  • the working unit 20 includes a shaft 201 and an end effector 204 attached to the tip of the shaft 201, and the SCARA robot 2 vertically moves the working unit 20 as a first drive source and a second drive source. It further includes two drive sources (a first lifting drive 26 and a second lifting drive 27 described later) for moving.
  • the controller 1 instructs the SCARA robot 2 to move the working unit 20 upward as the first direction by the first drive source
  • the second drive source performs the work in the downward direction as the second direction. It instructs to move the unit 20.
  • the controller 1 instructs the SCARA robot 2 to move the working unit 20 downward as the first direction by the first drive source
  • the controller 1 sets the second drive source as the second direction. It instructs to move the work unit 20 upward.
  • the movement of the work unit 20 in the first direction by the first drive source is canceled by the amount by which the work unit 20 is moved in the second direction by the second drive source, and the operation time of the first drive source (drive amount ) Can be increased. That is, for example, when the work unit 20 is relatively moved by a certain distance in the first direction, the work unit 20 is moved by the second drive source as compared to the case where the work unit 20 is moved by the first drive source alone.
  • the amount by which the work unit 20 can be moved in the first direction is increased by the amount of movement of the work unit 20 in the second direction, and the drive amount of the first drive source can be increased. That is, the amount of measurement data obtained by measuring the operation of the first drive source can be increased with respect to the amount of movement of the work unit 20 in the first direction.
  • FIG. 2A shows an example of measurement data obtained in case (1) in which the working unit 20 is moved by the first drive source alone.
  • FIG. 2B shows an example of measurement data obtained in the case (2) in which the first drive source and the second drive source are operated as described above.
  • speed data and torque data of the first drive source are collected as measurement data. If a failure occurs in the first drive source, behavior relating to the failure may appear periodically in the measurement data. In the present embodiment, behavior relating to a failure may periodically appear in torque data when operating at a constant speed. Therefore, it is possible to diagnose the state of the first drive source by analyzing whether or not such a behavior exists in the measurement data using a method such as frequency analysis.
  • the movable range in the vertical direction of the work unit 20 is limited by the length of the shaft 201, the method of driving the shaft 201 by each driving source, or the like. Therefore, when the work unit 20 is moved in the first direction by the first drive source alone, the work unit 20 reaches the limit of the movable range before measurement data of an amount sufficient for diagnosing a failure is obtained. There is a possibility of
  • the second drive source is further operated to cancel the movement in the first direction.
  • the work unit 20 is driven in the second direction which is Thereby, the work unit is moved by the first drive source by the amount by which the work unit 20 is moved in the second direction by the second drive source as compared to the case (1) described above in which the work unit 20 is driven by the first drive source alone.
  • the amount by which 20 can be moved in the first direction can be increased. That is, in the case (2), the work unit 20 is moved by the same distance in the first direction by the case (1) and the main case (2), compared to the case (1).
  • the operation time of the first drive source can be extended by the amount by which the second drive source operates.
  • the time during which the first drive source can be operated at a constant speed can be extended, thereby operating the first drive source at a constant speed.
  • the amount of torque data obtained while operating the first drive source at constant speed can be increased to such an extent that the behavior D2 related to failure appears periodically in the torque data. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to acquire measurement data of an amount sufficient to diagnose the state of the drive source of the SCARA robot 2, so that the accuracy of failure diagnosis with respect to the drive source can be enhanced. Can.
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of the hardware configuration of the controller 1 according to the present embodiment.
  • the controller 1 is a computer to which the control unit 11, the storage unit 12, and the external interface 13 are electrically connected.
  • the external interface is described as "external I / F".
  • the control unit 11 includes a hardware processor such as a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), and a read only memory (ROM), and controls each component according to information processing.
  • the storage unit 12 includes, for example, a RAM, a ROM, and the like, and holds various information used by the control unit 11.
  • the storage unit 12 is an example of the “memory”.
  • the storage unit 12 stores a diagnostic program 121.
  • the diagnostic program 121 is a program for causing the controller 1 to execute information processing (FIG. 7) described later that diagnoses the state of the drive source of the SCARA robot 2. Details will be described later.
  • the external interface 13 is an interface for connecting to an external device, and is appropriately configured in accordance with the connected external device.
  • the controller 1 is connected to the SCARA robot 2 via the external interface 13.
  • the control unit 11 may include a plurality of hardware processors.
  • the hardware processor may be configured by a microprocessor, a field-programmable gate array (FPGA), or the like.
  • the storage unit 12 may be configured by an auxiliary storage device such as a hard disk drive or a solid state drive.
  • the controller 1 may further include a communication module for performing data communication with another device via the network.
  • the controller 1 may be configured by a plurality of information processing devices. Further, the controller 1 may be a general-purpose desktop PC (Personal Computer), a tablet PC, or the like, in addition to an information processing apparatus designed specifically for the service to be provided.
  • the controller 1 may be connected to a drive device or the like for reading data stored in a storage medium.
  • the diagnostic program 121 may be provided via a storage medium.
  • the diagnostic program 121 may be stored in a storage medium.
  • the storage medium stores information such as a program by an electric, magnetic, optical, mechanical or chemical action so that information such as a computer or other device, machine or the like can be read. It is a medium.
  • the storage medium is, for example, a CD (Compact Disk), a DVD (Digital Versatile Disk), a flash memory, or the like.
  • FIG. 4 schematically illustrates an example of the hardware configuration of the SCARA robot 2 according to the present embodiment.
  • the SCARA robot 2 is a so-called horizontal articulated type, and the work unit 20, the base 21, the first arm 22, the second arm 23, the first rotation drive 24, and the second rotation drive A first lifting drive 26 and a second lifting drive 27 are provided.
  • the working unit 20 is attached to the second arm unit 23, the second arm unit 23 is connected to the first arm unit 22, and the first arm unit 22 is It is connected to the base 21.
  • the side on which the work unit 20 is attached is referred to as the front end side
  • the base 21 side opposite thereto is referred to as the rear end side.
  • the first arm portion 22 extends from the rear end side to the front end side, and has a front end portion 221 and a rear end portion 222 opposed to each other.
  • the second arm portion 23 extends from the rear end side to the front end side, and has a front end portion 231 and a rear end portion 232 opposed to each other.
  • the first arm portion 22 is connected to the base 21 at the rear end portion 222, and is connected to the second arm portion 23 at the front end portion 221.
  • a first rotation drive unit 24 is provided on the rear end portion 222 side of the first arm unit 22.
  • the first rotation drive unit 24 includes a motor 241 and a reduction gear 243 connected to each other via a rotation shaft 242 extending in the vertical direction.
  • the reduction gear 243 is, for example, a harmonic drive (registered trademark).
  • the motor 241 is accommodated in the base 21, and the reduction gear 243 is accommodated on the side of the rear end 222 of the first arm 22.
  • the rear end portion 222 of the first arm portion 22 is disposed above the base 21, and the rear end portion 222 of the first arm portion 22 and the base 21 are connected via a rotating shaft 242.
  • the rotation shaft 242 of the motor 241 is attached to the input shaft of the reduction gear 243, and the rotation of the reduction gear 243 is configured to be transmitted to the first arm portion 22.
  • the first rotation drive unit 24 is configured to be able to drive the first arm unit 22 around the rotation shaft 242. That is, the first rotation drive unit 24 is configured to rotate the second arm unit 23 counterclockwise and clockwise around the rotation shaft 242 via the first arm unit 22.
  • a second rotation drive unit 25 is provided on the rear end portion 232 side of the second arm unit 23. Similar to the first rotation driving unit 24, the second rotation driving unit 25 includes the motor 251 and the reduction gear 253 connected to each other via the rotation shaft 252.
  • the reduction gear 253 is, for example, a harmonic drive (registered trademark).
  • the motor 251 is accommodated on the side of the tip end portion 221 of the first arm portion 22, and the reduction gear 253 is accommodated on the side of the rear end portion 232 of the second arm portion 23.
  • the rear end 232 of the second arm 23 is disposed above the front end 221 of the first arm 22, and the rear end 232 of the second arm 23 and the front end 221 of the first arm 22 have a rotational axis.
  • the rotation shaft 252 of the motor 251 is attached to the input shaft of the reduction gear 253, and the rotation of the reduction gear 253 is configured to be transmitted to the second arm unit 23.
  • the second rotation drive unit 25 is configured to be able to drive the second arm unit 23 around the rotation shaft 252. That is, the second rotation drive unit 25 is configured to rotate the second arm unit 23 counterclockwise and clockwise around the rotation shaft 252.
  • the work unit 20 is attached to the distal end portion 231 side of the second arm portion 23.
  • the work unit 20 includes a vertically extending shaft 201 and an end effector 204 attached to the lower end of the shaft 201.
  • the type of the end effector 204 may be appropriately selected according to the work content of the SCARA robot 2.
  • a ball screw groove is provided on the outer peripheral surface on the upper end side of the shaft 201, and a ball screw nut 202 is attached to a region where the ball screw groove is provided.
  • a ball spline groove is provided on the outer peripheral surface on the lower end side of the shaft 201, and a ball spline nut 203 is attached to a region where the ball spline groove is provided.
  • the shaft 201 for example, a miniature ball screw spline (BSSP) manufactured by CS Co., Ltd. can be used.
  • the second arm 23 further accommodates a first lifting drive 26 and a second lifting drive 27 for driving the work unit 20 via the nuts 202 and 203.
  • the first lifting drive 26 includes a motor 261 having a rotating shaft 262, a pulley 263 configured to be driven by the motor 261, and a toothed belt 264 configured to be driven by the pulley 263. .
  • the first lift drive unit 26 is configured to move the shaft 201 of the work unit 20 in the vertical direction by the rotation of the toothed belt 264.
  • the pulley 263 is disposed above the motor 261 and is connected to the rotation shaft 262 of the motor 261.
  • the pulley 263 is disposed in parallel with the ball screw nut 202 attached to the shaft 201 in the horizontal direction, and a toothed belt 264 is stretched around the pulley 263 and the ball screw nut 202.
  • the rotation of the motor 261 is transmitted to the pulley 263 via the rotation shaft 262, whereby the pulley 263 rotates about the rotation shaft 262. Further, the rotation of the pulley 263 is transmitted to the toothed belt 264, whereby the toothed belt 264 rotates between the rotation shaft 262 and the shaft of the shaft 201. Then, the rotation of the toothed belt 264 is transmitted to the ball screw nut 202, whereby the ball screw nut 202 rotates about the axis of the shaft 201, whereby the shaft 201 moves in the vertical direction. That is, the first elevation driving unit 26 according to the present embodiment is configured to be able to raise and lower the shaft 201 of the work unit 20 by the rotation of the motor 261.
  • FIG. 5 schematically illustrates an example of the meshing state between the toothed belt 264 and the pulley 263.
  • a plurality of teeth 2641 are provided at a constant pitch on the inner peripheral surface of the toothed belt 264, and correspondingly, a plurality of teeth 2631 are constant on the outer peripheral surface of the pulley 263. It is provided by the pitch.
  • the outer peripheral surface of the ball screw nut 202 is provided with a plurality of teeth, and the teeth of the ball screw nut 202 and the teeth 2641 of the toothed belt 264 mesh with each other to rotate the toothed belt 264. It can be transmitted to the ball screw nut 202.
  • the ball spline nut 203 is a detent around the axis. That is, when only the first lift drive unit 26 is driven, the rotational force around the axis transmitted from the ball screw nut 202 to the shaft 201 is canceled by the ball spline nut 203. Thereby, the first lifting and lowering drive unit 26 is configured to move the shaft 201 of the work unit 20 in the vertical direction without rotating around the axis.
  • the second lift drive unit 27 is configured to move the shaft 201 of the work unit 20 in the vertical direction using a motor, a pulley, and a toothed belt.
  • the second lift drive unit 27 includes a motor 271, a first rotary shaft 272, a first pulley 273, a first toothed belt 274, a second pulley 275, a second rotary shaft 276, a third pulley 277, And a second toothed belt 278.
  • the first pulley 273 is disposed above the motor 271 and is connected to a first rotation shaft 272 of the motor 271.
  • the first pulley 273 is arranged in parallel in the horizontal direction with the second pulley 275, and a first toothed belt 274 is stretched over the first pulley 273 and the second pulley 275.
  • a third pulley 277 is disposed below the second pulley 275, and the second pulley 275 and the third pulley 277 are connected by a second rotation shaft 276.
  • the third pulley 277 is disposed in parallel with the ball spline nut 203 in the horizontal direction, and a second toothed belt 278 is stretched around the third pulley 277 and the ball spline nut 203.
  • the toothed belts (274, 278), the pulleys (273, 275, 277) and the ball spline nut 203 mesh in the same manner as the meshing of the toothed belt 264 with the pulley 263.
  • the rotation of the motor 271 is transmitted to the first pulley 273 via the first rotation shaft 272, whereby the first pulley 273 rotates about the first rotation shaft 272.
  • the rotation of the first pulley 273 is transmitted to the first toothed belt 274, whereby the first toothed belt 274 rotates between the first rotation shaft 272 and the second rotation shaft 276.
  • the rotation of the first toothed belt 274 is transmitted to the second pulley 275, whereby the second pulley 275 rotates about the second rotation shaft 276.
  • the rotation of the second pulley 275 is transmitted to the second toothed belt 278, whereby the second toothed belt 278 rotates between the second rotation shaft 276 and the shaft of the shaft 201.
  • the second lifting and lowering drive unit 27 is configured to be able to move up and down while rotating the work unit 20 around the axis by the rotation of the motor 271.
  • Each motor (241, 251, 261, 271) is configured to be able to measure the rotational speed by including an encoder (not shown) or the like. Further, the magnitude of the torque acting on each motor (241, 251, 261, 271) is determined by the command current value supplied to each motor (241, 251, 261, 271). Therefore, the torque of each motor (241, 251, 261, 271) can be measured by monitoring the command current value supplied to each motor (241, 251, 261, 271).
  • the SCARA robot 2 is capable of rotating each arm (22, 23) around each rotation axis (242, 252) and vertically moving the shaft 201 of the working unit 20 in the second arm 23.
  • the configuration of the SCARA robot 2 may not be limited to such an example, and omission, replacement, and addition of components may be appropriately performed according to the embodiment.
  • FIG. 6 schematically illustrates an example of the software configuration of the controller 1 according to the present embodiment.
  • the control unit 11 of the controller 1 develops the diagnostic program 121 stored in the storage unit 12 in the RAM. Then, the control unit 11 causes the CPU to interpret and execute the diagnostic program 121 expanded in the RAM to control each component.
  • the controller 1 according to the present embodiment is configured to include the operation instructing unit 111, the data collection unit 112, and the diagnosis unit 113 as software modules.
  • the motion instruction unit 111 instructs the SCARA robot 2 to move the drive target in the second direction by the second drive source while instructing the SCARA robot 2 to move the drive target in the first direction by the first drive source. Instruct them to move.
  • the data acquisition unit 112 measures the operation of the first drive source, and collects measurement data 122 obtained thereby. Then, the diagnosis unit 113 diagnoses the state of the first drive source using the collected measurement data 122.
  • the work unit 20 is treated as a drive target
  • the first elevation drive unit 26 is treated as a first drive source
  • the second elevation drive unit 27 is treated as a second drive source
  • the operation instructing unit 111 instructs the first lift drive unit 26 to move the work unit 20 upward as the first direction
  • the second lift drive unit 27 moves the work unit downward as the second direction. Instruct to move 20.
  • the operation instructing unit 111 instructs the first lift drive unit 26 to move the work unit 20 downward as the first direction
  • the second lift drive unit 27 moves the work unit upward as the second direction. Instruct to move 20.
  • the data collection unit 112 monitors the operation of the motor 261 while the work unit 20 is being driven by the first lift drive unit 26, and the speed data 1221 indicating the speed of the motor 261 and the torque data 1222 indicating the torque of the motor 261. Are collected as measurement data 122.
  • the diagnosis unit 113 diagnoses whether or not an abnormality has occurred in the toothed belt 264 of the first lifting and lowering drive unit 26 using the measurement data 122 configured by the speed data 1221 and the torque data 1222.
  • each software module of the controller 1 will be described in detail in an operation example described later.
  • an example is described in which each software module of the controller 1 is realized by a general-purpose CPU.
  • some or all of the above software modules may be realized by one or more dedicated processors.
  • the software configuration of the controller 1 omission, replacement, and addition of software modules may be performed as appropriate according to the embodiment.
  • FIG. 7 illustrates an example of the processing procedure of the controller 1 when diagnosing the state of the SCARA robot 2.
  • the diagnostic procedure described below is an example of the "diagnostic method" of the present invention.
  • the processing procedure described below is merely an example, and each processing may be changed as much as possible.
  • steps may be omitted, replaced, or added as appropriate, according to the embodiment.
  • Step S101 First, in step S101, the control unit 11 operates as the operation instructing unit 111, and instructs the SCARA robot 2 to move the drive target in the first direction by the first drive source. Furthermore, while the control unit 11 instructs the SCARA robot 2 to move the drive target in the first direction by the first drive source, the control target 11 is driven in the second direction by the second drive source. Instruct them to move.
  • the control unit 11 instructs the SCARA robot 2 to move the shaft 201 of the work unit 20 upward or downward by the first elevation drive unit 26.
  • the control unit 11 causes the SCARA robot 2 to move the shaft 201 downward by the second lift drive unit 27.
  • the control unit 11 moves the shaft 201 upward by the second lift drive unit 27 with respect to the SCARA robot 2 As indicated further.
  • the operation time of the second elevation driving unit 27 is appropriately set so as to overlap with the operation time of the first elevation driving unit 26 at least in part.
  • the operating time of the second elevation driving unit 27 may or may not be the same as the operating time of the first elevation driving unit 26. That is, the second lifting and lowering drive unit is configured to move the shaft 201 in the second direction during at least a part of the period in which the first lifting and lowering drive unit 26 is operated to move the shaft 201 in the first direction.
  • the control unit 11 may output an instruction to operate 27 to the SCARA robot 2.
  • the drive amount per unit time of each of the first elevation driving unit 26 and the second elevation driving unit 27 may be appropriately set according to the embodiment.
  • the drive amount of the second lift drive unit 27 may be set to be smaller than the drive amount of the first lift drive unit 26, or may be set to match the drive amount of the first lift drive unit 26. It may be set to be larger than the driving amount of the first elevation driving unit 26.
  • the control unit 11 controls the SCARA robot 2 so that the motor 261 operates at a constant speed while the first lift drive unit 26 is operated.
  • the shaft 201 of the working unit 20 is driven in directions opposite to each other from the lift drive (26, 27) while both lift drive (26, 27) are in operation. Therefore, the moving direction of the shaft 201 is controlled in accordance with the drive amount of both the elevation drive units (26, 27). For example, when the drive amount of the second lift drive unit 27 is set to be smaller than the drive amount of the first lift drive unit 26, the shaft 201 is driven by only the first lift drive unit 26. It is controlled to move in the first direction which is the driving direction of the first elevation driving unit 26 at a low speed. When the drive amount of the second lift drive unit 27 is set to match the drive amount of the first lift drive unit 26, the shaft 201 is controlled to stop on the spot.
  • the shaft 201 is the second driving direction of the second lifting and lowering drive unit 27. It is controlled to move in the direction.
  • the arrangement of the shaft 201 at the start of the present step S101 may be appropriately set such that the range in which the shaft 201 moves can be secured according to such movement control of the shaft 201.
  • the upper direction is the first direction
  • the lower direction is the second direction
  • the drive amount of the second lift drive unit 27 is set to be smaller than the drive amount of the first lift drive unit 26
  • the shaft 201 is controlled to move upward. Therefore, before operating the first lift drive unit 26, the control unit 11 may instruct the SCARA robot 2 to arrange the shaft 201 at the lower end of the movable range.
  • Step S102 In the next step S102, the control unit 11 operates as the data acquisition unit 112, and measures the operation of the first drive source while operating the first drive source to move the drive target.
  • the acquired measurement data 122 is collected.
  • the control unit 11 measures the operation of the motor 261 of the first lifting and lowering drive unit 26 while operating the first lifting and lowering drive unit 26 in step S101.
  • the control unit 11 collects the speed data 1221 and the torque data 1222 of the motor 261 as the measurement data 122.
  • the velocity data 1221 can be collected, for example, from an encoder provided to the motor 261.
  • torque data 1222 can be collected, for example, based on a command current value given to the motor 261.
  • the control unit 11 stores the collected measurement data 122 in the RAM or the storage unit 12.
  • Step S103 In the next step S103, the control unit 11 extracts, from the collected measurement data 122, a portion to be used for a diagnosis process of step S104 described later. In step S104 described later, a failure of the toothed belt 264 of the first lifting and lowering drive unit 26 is diagnosed. Therefore, in step S103, the control unit 11 extracts a portion to be used for diagnosis of the toothed belt 264 from the measurement data 122.
  • FIG. 8 exemplifies a scene where the teeth 2641 are missing in the region 2642 within the range in which the pulley 263 engages, as an example of the failure of the toothed belt 264.
  • the rotation of the pulley 263 is transmitted to the toothed belt 264 because the teeth 2641 of the toothed belt 264 and the teeth 2631 of the pulley 263 mesh with each other.
  • the rotation of the toothed belt 264 is transmitted to the ball screw nut 202.
  • the engagement between the toothed belt 264 and the pulley 263 and the engagement between the toothed belt 264 and the ball screw nut 202 are fixed. Therefore, in the normal state, the amount of movement of the shaft 201 in the vertical direction is constant with respect to the constant rotation of the motor 261. Therefore, based on the amount of rotation of the motor 261, the vertical position of the shaft 201 is accurately controlled can do.
  • the behavior of the toothed belt 264 regarding the chipping of the teeth 2641 can appear as relatively large amplitude vibrations in the torque data 1222, as illustrated in FIG. 2B. That is, when the motor 261 is operated at a constant speed, the area 2642 in which the teeth 2641 are chipped approaches the area meshing with the pulley 263 at a constant timing. When this area 2642 passes through the range of meshing with the pulley 263 and there is a meshing abnormality such as the above-mentioned meshing misalignment or a contact failure between the teeth (2641, 2631), a torque corresponding to the meshing abnormality. Fluctuation occurs in the motor 261. This torque fluctuation appears as relatively large amplitude vibration in the torque data 1222. That is, when the toothed belt 264 has a missing tooth 2641, the torque data 1222 has a relatively large amplitude as shown in the behavior D2 of FIG. 2B while the motor 261 is operated at a constant speed. Vibration appears periodically.
  • step S103 the control unit 11 determines whether or not the vibration D2 shown in FIG. 2B is present in the torque data 1222 obtained when the motor 261 is operating at a constant speed.
  • data extraction is performed in the following manner. That is, the control unit 11 first refers to the speed data 1221 to specify the time during which the motor 261 was operating at a constant speed. Next, the control unit 11 reads the torque data 1222 and extracts a portion corresponding to the specified time from the torque data 1222. Thus, in the present embodiment, the control unit 11 also describes a portion of a time zone in which the motor 261 is operating at a constant speed (hereinafter, referred to as “extraction data”) as a portion to be used for diagnosis processing in step S103. ) Is extracted from the torque data 1222.
  • extraction data a portion of a time zone in which the motor 261 is operating at a constant speed
  • Step S104 the control unit 11 operates as the diagnosis unit 113 and uses the measurement data 122 to diagnose the state of the first drive source. Specifically, in the present embodiment, the control unit 11 analyzes the extraction data extracted from the torque data 1222 so that the toothed belt 264 of the first lifting and lowering drive unit 26 has an abnormality such as a chipping of the tooth 2641. To see if it is occurring.
  • a known data analysis method may be used for this diagnostic process.
  • the control unit 11 may determine whether or not the periodic behavior D2 as described above exists in the extraction data by performing known frequency analysis on the extraction data.
  • the storage unit 12 may store the result of frequency analysis of torque data obtained when the toothed belt 264 is normal.
  • the control unit 11 determines whether or not the difference between the result of the frequency analysis on the extracted data obtained in step S103 and the result of the frequency analysis at normal time stored in the storage unit 12 exceeds the threshold value in the extracted data. It can be determined whether such periodic behavior D2 exists.
  • the control unit 11 diagnoses that the toothed belt 264 has an abnormality. On the other hand, when it is determined that the periodic behavior D2 does not exist in the extraction data, the control unit 11 diagnoses that no abnormality occurs in the toothed belt 264.
  • the method of the diagnostic process may not be limited to such an example, and may be appropriately selected according to the embodiment.
  • control unit 11 ends the diagnostic processing of the SCARA robot 2 according to the present operation example.
  • the control unit 11 may notify the result of the diagnosis process in step S104 in a predetermined method. For example, when it is diagnosed that an abnormality has occurred in the toothed belt 264 in step S104, the control unit 11 determines the diagnosis result by a display method such as screen output by a display, voice output by a speaker, transmission of electronic mail, etc. May be notified.
  • the controller 1 instructs the SCARA robot 2 to move the shaft 201 of the work unit 20 in the first direction by the first lifting and lowering drive unit 26 in step S101.
  • the second lift drive unit 27 instructs the shaft 201 to move in the second direction, which is a direction that cancels the movement in the first direction.
  • the controller 1 instructs the first lift drive unit 26 to move the shaft 201 upward
  • the second lift drive unit 27 moves the shaft 201 downwardly.
  • the controller 1 instructs the second lift drive unit 27 to move the shaft 201 upward.
  • step S101 compared with the case where the shaft 201 is moved only by the first raising and lowering driving unit 26, the first raising and lowering driving unit 26 is moved by the second raising and lowering driving unit 27 to move the shaft 201 in the second direction.
  • Drive volume can be increased. That is, the time during which the motor 261 of the first lift drive unit 26 can operate at a constant speed can be lengthened.
  • step S102 the amount of measurement data 122 (speed data 1221 and torque data 1222) obtained by measuring the operation of the motor 261 can be increased. More specifically, as shown in FIG. 2B, the portion (extraction data) of the time zone in which the motor 261 is operating at a constant speed in the torque data 1222 can be increased. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to acquire measurement data 122 in an amount sufficient for the diagnosis process performed in step S104, so that the accuracy of the abnormality diagnosis of the toothed belt 264 can be enhanced.
  • the controller 1 sets the toothed belt 264 of the first lifting and lowering drive unit 26 as a target of diagnosis in step S104.
  • the amount of rotation of the toothed belt is smaller than the amount of rotation of the motor and the amount of movement of the shaft.
  • the longer the distance between the pulley 263 and the ball screw nut 202 the smaller the amount of rotation of the toothed belt 264 when the motor 261 makes one rotation. Therefore, when a toothed belt is used as a diagnostic target, there is a high possibility that measurement data of an amount sufficient for diagnosis of abnormality occurrence can not be collected.
  • the amount of rotation of the motor 261 and the amount of movement of the shaft 201 can be increased by the amount by which the second lifting drive 27 is operated. Can. Therefore, according to the present embodiment, even if the toothed belt 264 is used, it is possible to collect measurement data 122 of an amount sufficient for the abnormality diagnosis of the toothed belt 264 in the step S102.
  • the controller 1 may further include a sensor such as a camera for monitoring the movable range of the work unit 20 of the SCARA robot 2.
  • the control unit 11 may determine the movement range of the shaft 201 based on the monitoring result of the sensor.
  • the control unit 11 may determine the drive amount of the first elevation driving unit 26 and the second elevation driving unit 27 based on the determined movement range of the shaft 201.
  • FIG. 9 schematically illustrates an example of this modification.
  • the controller 1A illustrated in FIG. 9 is configured in the same manner as the controller 1 according to the above embodiment except that the controller 1A illustrated in FIG. 9 is connected to the camera 5 for monitoring the movable range of the shaft 201 of the work unit 20.
  • the control unit 11 of the controller 1A acquires a captured image from the camera 5 before the step S101, and specifies the state of the movable range of the shaft 201 based on the acquired captured image. Then, the control unit 11 determines the range in which the shaft 201 is moved in step S101 based on the state of the specified movable range.
  • the obstacle 3 is disposed to prevent the movable range R1 of the shaft 201.
  • the obstacle 3 is, for example, a conveyor for transporting an object (work) to be worked by the work unit 20.
  • the control unit 11 may set the movement range of the shaft 201 within the range R2 between the shaft 201 and the obstacle 3.
  • the control unit 11 drives at least one of the first rotation driving unit 24 and the second rotation driving unit 25 to interfere with the obstacle 3.
  • the movement range of the shaft 201 may be set after the work unit 20 is disposed at a position where the movement is not performed.
  • the control unit 11 After setting the movement range of the shaft 201, the control unit 11 performs the process of steps S101 to S104 to diagnose the toothed belt 264. Thereby, according to this modification, even the SCARA robot 2 used in the environment where the obstacle 3 exists can drive the operation unit 20 without interfering with the obstacle 3, thereby The abnormality diagnosis of the toothed belt 264 can be performed accurately.
  • the work unit 20 is a drive target
  • the first lifting and lowering drive unit 26 and the second lifting and lowering drive unit 27 are respectively a first drive source and a second drive source.
  • the drive target and the drive source may not be limited to such an example, and may be appropriately selected according to the embodiment.
  • the drive source may not be particularly limited as long as it can drive the drive target.
  • the toothed belt 264 of the first lifting and lowering drive unit 26 is the target of the diagnosis process in step S104.
  • the target of the diagnostic process in step S104 may not be limited to the toothed belt 264, and may be appropriately selected according to the embodiment.
  • the first direction and the second direction may not be limited to such an example, and may be appropriately selected according to the embodiment.
  • the first direction and the second direction may each be configured as a linear direction, a rotational direction, or a combination of these directions.
  • each of the first direction and the second direction is either the vertical direction, the second direction is completely opposite to the first direction.
  • the second direction may not be limited to such an example, and if the second direction includes a component for moving the driven object in the direction opposite to the first direction, the second direction is completely relative to the first direction. It does not have to be in the opposite direction.
  • the SCARA robot 2 includes the first rotation driving unit 24 and the second rotation driving unit 25 in addition to the first elevation driving unit 26 and the second elevation driving unit 27. Therefore, the second rotation drive unit 25 may be handled as a first drive source, and the first rotation drive unit 24 may be handled as a second drive source.
  • the second arm unit 23 is treated as a drive target. That is, the 2nd arm part 23 is an example of the "1st link member" of the present invention, and the 1st arm part 22 is an example of the "2nd link member" of the present invention.
  • the tip end portion 221 of the first arm portion 22 is an example of the “first end portion” in the present invention, and the rear end portion 222 is an example of the “second end portion” in the present invention.
  • the rotation shaft 252 of the second rotation drive unit 25 is an example of the “first shaft” in the present invention, and the rotation shaft 242 of the first rotation drive unit 24 is an example of the “second shaft” in the present invention.
  • step S101 when the control unit 11 instructs the second rotation drive unit 25 to rotate the second arm unit 23 in the counterclockwise direction around the rotation shaft 252, the first rotation drive unit 24 Thus, the second arm unit 23 is instructed to rotate clockwise around the rotation shaft 242.
  • the control unit 11 instructs the second rotation drive unit 25 to rotate the second arm unit 23 clockwise about the rotation shaft 252, the first rotation drive unit 24 centers the rotation shaft 242. Command to rotate the second arm 23 in the counterclockwise direction. That is, each of the rotational drive units (24, 25) is driven by the second rotation center (242, 252).
  • the arm 23 can be rotated clockwise (clockwise) and counterclockwise (counterclockwise), when the counterclockwise direction is adopted as the first direction, the clockwise direction is adopted as the second direction. be able to.
  • the clockwise direction is adopted as the second direction
  • the counterclockwise direction can be adopted as the second direction.
  • FIG. 10A schematically illustrates an example of a scene in which the second arm unit 23 is driven in the counterclockwise direction only by the second rotation driving unit 25.
  • the second rotation drive unit 25 drives the second arm unit 23 in the counterclockwise direction
  • the first rotation drive unit 24 rotates the second arm unit 23 (and the first arm unit 22) clockwise.
  • An example of the driven scene will be schematically illustrated. It is assumed that the drive amount of the second rotation drive unit 25, that is, the rotation angle of the second arm unit 23 is the same in each of the cases of FIGS.
  • the movement range B of the second arm 23 in the case of FIG. 10B corresponds to the second rotation in the case of FIG. 10A as the second rotation 23 drives the second arm 23 in the clockwise direction. It becomes smaller than the movement range A of the arm portion 23. Therefore, as compared with the case where the second rotation drive unit 25 moves the second arm unit 23 alone, the second rotation drive unit 24 moves the second arm unit 23 in the second direction by the amount corresponding to the second space. The distance by which the two-arm portion 23 can be moved can be extended.
  • control part 11 may collect speed data and torque data of motor 251 as measurement data in Step S102. Then, in step S104, the control unit 11 may diagnose whether or not a failure has occurred in the reduction gear 253 based on the collected measurement data.
  • the first lifting and lowering drive unit 26 may be handled as a second driving source
  • the second lifting and lowering drive unit 27 may be handled as a first drive source.
  • the control unit 11 may collect speed data and torque data of the motor 271 as measurement data by measuring the operation of the motor 271. Then, in step S104, the control unit 11 may determine whether or not an abnormality occurs in each of the toothed belts (274, 278) based on the acquired measurement data.
  • the control unit 11 collects the speed data 1221 and the torque data 1222 of the motor 261 as the measurement data 122 in the step S102.
  • the type of measurement data may not be limited to such an example, and may be appropriately selected according to the target and contents of diagnosis.
  • the measurement data may be any data that can be used to diagnose a failure of the drive source, and may be, for example, position data, angular velocity data, and the like.
  • control unit 11 extracts a portion to be used in the diagnosis process of step S104 from the measurement data collected in step S102 by the process of step S103.
  • control unit 11 may omit the process of step S103.
  • the diagnosis unit 113 may be omitted from the controller 1 and the controller 1 may operate as a data collection device.
  • FIG. 11 schematically illustrates an example of the software configuration of the controller 1A operable as a data collection device.
  • the controller 1A may be configured the same as the controller 1 except that the diagnostic unit 113 is not provided. Further, the controller 1A may have the same hardware configuration as the controller 1 described above.
  • the controller 1A can collect the measurement data 122 by executing the processes of steps S101 and S102. Then, the controller 1A may transmit the measurement data 122 collected to the other information processing apparatus in order to cause the other information processing apparatus to execute the processes of steps S103 and S104.
  • controller 11: control unit, 12: storage unit, 13: external interface, 111 ... operation instruction unit, 112 ... data collection unit, 113 ... diagnosis unit, 121 ... diagnostic program, 122 ... measurement data, 1221 ... speed data, 1222 ... torque data, 2 ... SCARA robot, 20: Working unit, 201 ... shaft, 202 ... ball screw nut, 203: Ball spline nut, 204: end effector, 21 ... Base, 22 ... 1st arm part, 221 ... tip end portion, 222 ... rear end portion, 23 ... 2nd arm part, 231: tip end portion 232: rear end portion 24 ... first rotation drive unit, 241: motor, 242: rotating shaft, 243 ...
  • reduction gear 25: Second rotation drive unit, 251 ... motor, 252 ... rotating shaft, 253 ... reduction gear, 26: first lift drive unit, 261 ... motor, 262 ... rotating shaft, 263 ... pulley, 2631 ... tooth, 264 ... toothed belt, 2641 ... teeth, 27 ⁇ Second lifting drive, 271 ... motor, 272 ... first rotation shaft, 273 ... first pulley, 274 ... 1st toothed belt, 275 ... second pulley, 276 ... second rotating shaft, 277 ... 3rd pulley, 278 ... 2nd toothed belt, 3 ... obstacle, 5 ... camera

Landscapes

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Abstract

作業装置の駆動源に対する故障診断の精度を高める。本発明の一側面に係る診断装置は、駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示し、前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集し、収集された前記計測データを利用して、前記第１駆動源の状態を診断する。

Description

診断装置、診断方法、及び診断プログラム
　本発明は、診断装置、診断方法、及び診断プログラムに関する。
　特許文献１では、歯付きベルトの寿命を理論式に従って予測する方法が提案されている。具体的には、特許文献１で提案されている方法では、まず、曲げストレス、圧縮ストレス、及びせん断ストレスに関連したパラメータをそれぞれ算出する。次に、算出した各パラメータを用いて等価寿命サイクル数を算出する。そして、算出した各等価寿命サイクル数をマイナー則に従って結合することで、歯付きベルトの走行可能サイクル数を算出する。この方法によれば、複数種類のストレスが複合的に作用して歯付きベルトが寿命に至る場合であっても、当該歯付きベルトの寿命を予測することができる。
　一般的に、何らかの作業を行う作業装置の構成要素（例えば、歯付きベルト）を、特許文献１のような方法で故障の発生が予測される時期に交換するメンテナンス方式は、ＴＢＭ（Time Based Maintenance）方式と呼ばれている。このＴＢＭ方式で定期的にメンテナンスを行う場合には、次のような問題が生じ得る。
　すなわち、メンテナンスの対象物を利用する現場では、環境の変化、予測不能な事態の発生等に起因して、理論通りに対象物の摩耗が生じるとは限らない。そのため、理論式で算出した寿命直前で対象物を交換するのではなく、このような予測不能な現象の発生を考慮して、理論式で算出した寿命よりも早めに対象物を交換することが行われる。したがって、余地を確保する分だけ対象物を過剰に交換することになり、メンテナンスのコストが増大してしまうという問題点がある。
　また、確保した余地を超えて寿命が低減してしまい、メンテナンスよりも前に対象物が故障してしまった場合には、故障してから交換を行うまでの間、対象物を含む作業装置は、動作不良の状態で稼働することになる。これにより、作業装置が、製品の生産に関する装置であるケースでは、大量の不良品が発生してしまう可能性があり、不経済であるという問題点がある。
　このようなＴＢＭ方式のメンテナンスの欠点を解消する方法として、作業装置の状態を検査し、所定の基準に達した構成要素を交換するＣＢＭ（Condition Based Maintenance）方式のメンテナンス方法がある。例えば、特許文献２では、第１の時系列データと第２の時系列データとを取得し、取得した第２の時系列データに基づいて第１の時系列データから第１のデータを抽出し、抽出した第１のデータに基づいてロボットの異常診断を行う方法が提案されている。
特開２００２－０７１５２１号公報 特開２０１６－１７９５２７号公報
　ＣＢＭ方式のメンテナンス方法によれば、その時点で対象物に故障が発生しているか否かを診断することができるため、対象物の過剰な交換を抑制することができ、メンテナンスのコストを低減することができる。また、対象物の状態に基づいて故障の発生を検知することができるようになるため、動作不良の状態で作業装置が稼動する時間を低減することができる。しかしながら、本件発明者らは、例えば、歯付きベルト等で構成される駆動源により駆動される駆動対象物であって、可動範囲が制限されている駆動対象物を備える作業装置についてＣＢＭ方式でメンテナンスを行う場合には、次のような問題が生じ得ることを見出した。
　すなわち、作業装置の駆動源の診断には、当該駆動源の動作を計測することで得られる計測データが用いられる。例えば、周波数解析等の手法で当該計測データを解析することにより、駆動源に故障が生じているか否かを診断することができる。しかしながら、駆動対象物の可動範囲が制限されている場合には、故障の診断に十分な量の計測データが得られる前に、駆動対象物が可動範囲のリミットに到達してしまい、駆動源をそれ以上動作させられない可能性がある。これによって、故障の診断に十分な量の計測データが取得できず、当該計測データの解析が不適切になってしまい、駆動源の故障の推定精度が低下してしまうという問題が生じ得ることを本件発明者らは見出した。
　本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、作業装置の駆動源に対する故障診断の精度を高める技術を提供することである。
　本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
　すなわち、本発明の一側面に係る診断装置は、駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示する動作指示部と、前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するデータ収集部と、収集された前記計測データを利用して、前記第１駆動源の状態を診断する診断部と、を備える。
　当該構成に係る作業装置は、２つの駆動源を備えている。第１駆動源は、駆動対象物を第１方向に移動させるように構成される。第２駆動源は、第１方向への移動を打ち消すような方向である第２方向に駆動対象物を移動させるように構成される。当該構成に係る診断装置は、このような作業装置に対して、第１駆動源により第１方向に駆動対象物を移動させるように指示している間に、第２駆動源により第２方向に駆動対象物を移動させるように指示する。これにより、第２駆動源により駆動対象物を第２方向に移動させる分だけ、第１駆動源による駆動対象物の第１方向への移動を打ち消し、当該第１駆動源の動作時間（駆動量）を増やすことができる。
　すなわち、例えば、駆動対象物を第１方向にある一定量の距離だけ相対的に移動させる場合に、第１駆動源単体で駆動対象物を移動させるケースと比べて、第２駆動源により駆動対象物を第２方向に移動させる分だけ、駆動対象物を第１方向に移動させることのできる量が多くなり、第１駆動源の動作時間（駆動量）を増やすことができる。つまり、駆動対象物の第１方向への移動量に対して、第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データの量を増大させることができる。したがって、当該構成によれば、作業装置の駆動源の状態を診断するのに十分な量の計測データを取得することができるようになるため、当該駆動源に対する故障診断の精度を高めることができる。
　なお、「作業装置」は、第１方向及び第２方向それぞれに駆動対象物を駆動するように構成された各駆動源を有し、何らかの作業を行うように構成されたものであれば特に限定されなくてもよい。作業装置は、例えば、マウンタ、スカラロボット、多関節ロボット等であってよい。「駆動対象物」は、駆動源により移動させられるものであれば特に限定されなくてもよく、例えば、ロボットのリンク部材等であってよい。「駆動源」は、駆動対象物を駆動可能であれば特に限定されなくてもよい。この駆動源は、駆動対象物の種類に応じて適宜選択されてよく、例えば、歯付きベルトを含む駆動源、ハーモニックドライブ（登録商標）等であってよい。「計測データ」は、駆動源の故障の診断に利用可能な何らかのデータであればよい。この計測データは、駆動源の種類に応じて適宜選択されてよく、例えば、速度データ、トルクデータ、位置データ、角速度データ等であってよい。
　また、第１方向及び第２方向はそれぞれ、直線方向、回転方向、又はこれらの方向の組み合わせで構成されてよい。ここで、第２方向は、第１方向とは反対方向に駆動対象物を移動させる成分を含んでいるのであれば、当該第１方向に対して完全な反対方向になっていなくてもよい。例えば、直線軸の正の方向を第１方向とした場合に、第２方向は、直線軸の負の方向であるのが好ましい。しかしながら、第２方向は、この直線軸の負の方向に限定されなくてもよく、直線軸の負の方向の成分を有しているのであれば、当該直線軸から外れる方向であってもよい。更に、第１方向及び第２方向が回転方向で構成される場合に、第１方向の回転軸と第２方向の回転軸とは、同軸であってもよいし、同軸でなくてもよい。更に、第２方向が第１方向の反対方向である場合に、駆動対象物は、第１駆動源及び第２駆動源の両方により駆動される際には、見かけ上、第１方向に移動するように構成されてもよいし、第２方向に移動するように構成されてもよいし、停止するように構成されてもよい。
　上記一側面に係る診断装置において、前記第１駆動源は、モータと、モータにより駆動されるように構成されたプーリと、プーリにより駆動されるように構成された歯付きベルトと、を備え、前記歯付きベルトの回転により前記駆動対象物を移動させるように構成されてよく、前記診断部は、前記第１駆動源の前記歯付きベルトに異常が発生したか否かを診断してもよい。当該構成によれば、歯付きベルトの異常診断の精度を向上させることができる。なお、駆動対象物の移動量に対する歯付きベルトの回転量は小さいため、駆動源の歯付きベルトを診断対象とした場合には、異常発生の診断に十分な量の計測データが取得できない可能性が高くなる。そのため、本発明により、駆動対象物の移動量に対して得られる計測データの量を増大させることは、このような歯付きベルトを利用するケースで特に有益である。
　上記一側面に係る診断装置において、前記計測データは、前記モータの速度を示す速度データ及び前記モータのトルクを示すトルクデータにより構成されてよい。当該構成によれば、速度データ及びトルクデータを用いて、歯付きベルトの異常診断を適切に行うことができる。
　上記一側面に係る診断装置において、前記第１駆動源及び前記第２駆動源は、前記駆動対象物を上下方向に移動させるように構成されてもよく、前記動作指示部は、前記第１駆動源により前記第１方向として上方向に前記駆動対象部を移動させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として下方向に前記駆動対象物を移動させるように指示し、前記第１駆動源により前記第１方向として下方向に前記駆動対象部を移動させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として上方向に前記駆動対象物を移動させるように指示してもよい。当該構成によれば、上下方向に駆動するように構成された駆動対象物を備える作業装置（例えば、マウンタ）において、駆動源に対する故障診断の精度を高めることができる。
　上記一側面に係る診断装置において、前記駆動対象物は、第１リンク部材であってよく、前記作業装置は、前記第１リンク部材の端部に設けられた第１軸と、第１端部及び第２端部を有する第２リンク部材であって、当該第１端部において前記第１軸を介して前記第１リンク部材に連結された第２リンク部材と、前記第２リンク部材の前記第２端部に設けられた第２軸と、を更に備えてよく、前記第１駆動源は、前記第１軸を中心に前記第１リンク部材を左回り及び右回りに回転させるように構成されてよく、前記第２駆動源は、前記第２軸を中心に前記第２リンク部材を介して前記第１リンク部材を左回り及び右回りに回転させるように構成されてよく、前記動作指示部は、前記第１駆動源により前記第１方向として左回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として右回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示し、前記第１駆動源により前記第１方向として右回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として左回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示してもよい。当該構成によれば、複数のリンク部材で構成される作業装置（例えば、ロボット装置）において、駆動源に対する故障診断の精度を高めることができる。
　なお、上記各形態に係る診断装置の別の態様として、以上の各構成を実現する情報処理方法であってもよいし、プログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータその他装置、機械等が読み取り可能な記憶媒体であってもよい。ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的、又は化学的作用によって蓄積する媒体である。
　例えば、本発明の一側面に係る診断方法は、コンピュータが、駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示するステップと、前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するステップと、収集された前記計測データを利用して、前記第１駆動源の状態を診断するステップと、を実行する、情報処理方法である。
　また、例えば、本発明の一側面に係る診断プログラムは、コンピュータに、駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示するステップと、前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するステップと、収集された前記計測データを利用して、前記第１駆動源の状態を診断するステップと、を実行させるための、プログラムである。
　また、本発明の一側面に係るデータ収集装置は、駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示する動作指示部と、前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するデータ収集部と、を備える。
　本発明によれば、作業装置の駆動源に対する故障診断の精度を高める技術を提供することができる。
図１は、本発明が適用される場面の一例を模式的に例示する。 図２Ａは、取得される計測データの一例を模式的に例示する。 図２Ｂは、取得される計測データの一例を模式的に例示する。 図３は、実施の形態に係るコントローラのハードウェア構成の一例を模式的に例示する。 図４は、実施の形態に係る作業装置のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。 図５は、歯付きベルトとプーリとの噛み合いを説明するための図である。 図６は、実施の形態に係るコントローラのソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。 図７は、実施の形態に係るコントローラの診断時の処理手順の一例を例示する。 図８は、歯付きベルトの故障の一例を説明するための図である。 図９は、駆動対象物の動作制御の変形例を模式的に例示する。 図１０Ａは、診断対象の変形例を模式的に例示する。 図１０Ｂは、診断対象の変形例を模式的に例示する。 図１１は、変形例に係るコントローラのソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。
　以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータを自然言語により説明しているが、より具体的には、コンピュータが認識可能な疑似言語、コマンド、パラメータ、マシン語等で指定される。
　§１　適用例
　まず、図１を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本発明の適用場面の一例を模式的に例示する。図１に例示されるとおり、本実施形態では、作業装置の動作を制御するように構成されたコントローラ１に本発明を適用した例を示す。すなわち、本実施形態に係るコントローラ１は、本発明の「診断装置」の一例である。
　具体的に、本実施形態に係るコントローラ１により制御対象となる作業装置は、駆動対象物、第１駆動源、及び第２駆動源を備えるように構成される。第１駆動源は、駆動対象物を第１方向に移動させるように構成され、第２駆動源は、第１方向への移動を打ち消す第２方向に駆動対象物を移動させるように構成される。
　本実施形態に係るコントローラ１は、このような作業装置に対して、第１駆動源により第１方向に駆動対象物を移動させるように指示している間に、第２駆動源により第２方向に駆動対象物を移動させるように指示する。そして、コントローラ１は、駆動対象物を移動させようと第１駆動源を動作させている間に、第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集し、収集された計測データを利用して、第１駆動源の状態を診断する。
　作業装置は、第１方向及び第２方向それぞれに駆動対象物を駆動するように構成された各駆動源を有し、何らかの作業を行うように構成されたものであれば特に限定されなくてもよい。作業装置は、例えば、マウンタ、スカラロボット、多関節ロボット等であってよい。また、駆動対象物は、駆動源により移動させられるものであれば特に限定されなくてもよく、例えば、ロボットのリンク部材等であってよい。
　本実施形態では、作業装置の一例としてスカラロボット２を採用した例を説明する。図１に示されるとおり、本実施形態に係るスカラロボット２は、駆動対象物として作業ユニット２０を備えている。作業ユニット２０は、シャフト２０１及びシャフト２０１の先端に取り付けられたエンドエフェクタ２０４を備えており、スカラロボット２は、第１駆動源及び第２駆動源として、このような作業ユニット２０を上下方向に移動させるための２つの駆動源（後述する第１昇降駆動部２６及び第２昇降駆動部２７）を更に備えている。
　そこで、コントローラ１は、スカラロボット２に対して、第１駆動源により第１方向として上方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する場合、第２駆動源により第２方向として下方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する。また反対に、コントローラ１は、スカラロボット２に対して、第１駆動源により第１方向として下方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する場合には、第２駆動源により第２方向として上方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する。
　これにより、第２駆動源により作業ユニット２０を第２方向に移動させる分だけ、第１駆動源による作業ユニット２０の第１方向への移動を打ち消し、当該第１駆動源の動作時間（駆動量）を増やすことができる。すなわち、例えば、作業ユニット２０を第１方向にある一定量の距離だけ相対的に移動させる場合に、第１駆動源単体で作業ユニット２０を移動させるケースと比べて、第２駆動源により作業ユニット２０を第２方向に移動させる分だけ、作業ユニット２０を第１方向に移動させることのできる量が多くなり、第１駆動源の駆動量を増やすことができる。つまり、作業ユニット２０の第１方向への移動量に対して、第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データの量を増大させることができる。
　ここで、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、この計測データの量を増大させることができる点について詳細に説明する。図２Ａは、第１駆動源単体で作業ユニット２０を移動させたケース（１）で得られる計測データの一例を示す。図２Ｂは、第１駆動源及び第２駆動源を上記のように動作させたケース（２）で得られる計測データの一例を示す。
　本実施形態では、第１駆動源の状態を診断するため、第１駆動源（後述するモータ２６１）の速度データ及びトルクデータが計測データとして収集される。第１駆動源に故障が発生している場合には、その故障に関する挙動が計測データ内に周期的に表れ得る。本実施形態では、定速で動作している際のトルクデータに故障に関する挙動が周期的に表れ得る。そのため、周波数解析等の手法を用いて、計測データ内にそのような挙動が存在するか否かを解析することにより、第１駆動源の状態を診断することができる。
　ただし、作業ユニット２０の上下方向の可動範囲は、シャフト２０１の長さ、各駆動源によりシャフト２０１を駆動する方法等により制限されている。そのため、第１駆動源単体により作業ユニット２０を第１方向に移動させた場合には、故障の診断に十分な量の計測データが得られる前に、作業ユニット２０が可動範囲のリミットに到達してしまう可能性がある。
　この場合には、図２Ａに例示されるとおり、第１駆動源を定速で動作させることのできる時間が短くなってしまい、第１駆動源を定速で動作させながら得られるトルクデータの量が少なくなってしまう。これにより、故障に関する挙動がトルクデータに周期的に表れているか否かを適切に解析することができなくなってしまう。図２Ａの例では、トルクデータに表れている挙動Ｄ１が故障に関するものであるかそれ以外（例えば、ノイズ）に関するものであるかを適切に判定することができなくなってしまう。したがって、このような十分な量のトルクデータが得られないケース（１）では、第１駆動源の故障の推定精度が低下してしまう。
　これに対して、本実施形態では、第１駆動源によって作業ユニット２０を第１方向に駆動している間に、第２駆動源を更に稼働させることによって、第１方向への移動を打ち消す方向である第２方向に作業ユニット２０を駆動する。これにより、第１駆動源単体で作業ユニット２０を駆動する上記のケース（１）と比べて、第２駆動源により第２方向に作業ユニット２０を移動させる分だけ、第１駆動源により作業ユニット２０を第１方向に移動させることのできる量を増やすことができる。すなわち、上記のケース（１）と本ケース（２）とで作業ユニット２０を第１方向に同じ距離だけ移動させるとした場合に、上記のケース（１）と比べて、本ケース（２）では、第２駆動源が動作する分だけ、第１駆動源の動作時間を長くすることができる。
　そのため、本実施形態では、図２Ｂに例示されるように、第１駆動源を定速で動作させることのできる時間を長くすることができ、これによって、第１駆動源を定速で動作させながら得られるトルクデータの量を増大させることができる。例えば、図２Ｂの例では、第１駆動源を定速で動作させながら得られるトルクデータの量を、故障に関する挙動Ｄ２が当該トルクデータに周期的に３回表れる程度に増大させることができる。したがって、本実施形態によれば、スカラロボット２の駆動源の状態を診断するのに十分な量の計測データを取得することができるようになるため、当該駆動源に対する故障診断の精度を高め
ることができる。
　§２　構成例
　［ハードウェア構成］
　＜コントローラ＞
　次に、図３を用いて、本実施形態に係るコントローラ１のハードウェア構成の一例について説明する。図３は、本実施形態に係るコントローラ１のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。
　図３に示されるとおり、本実施形態に係るコントローラ１は、制御部１１、記憶部１２、及び外部インタフェース１３が電気的に接続されたコンピュータである。なお、図３では、外部インタフェースを「外部Ｉ／Ｆ」と記載している。
　制御部１１は、ハードウェアプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素を制御する。記憶部１２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、制御部１１で利用される各種情報を保持する。記憶部１２は、「メモリ」の一例である。
　本実施形態では、記憶部１２には、診断プログラム１２１が記憶されている。診断プログラム１２１は、スカラロボット２の駆動源の状態を診断する後述の情報処理（図７）をコントローラ１に実行させるためのプログラムである。詳細は後述する。
　外部インタフェース１３は、外部装置と接続するためのインタフェースであり、接続する外部装置に応じて適宜構成される。本実施形態では、コントローラ１は、この外部インタフェース１３を介してスカラロボット２に接続される。
　なお、コントローラ１の具体的なハードウェア構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が可能である。例えば、制御部１１は、複数のハードウェアプロセッサを含んでもよい。ハードウェアプロセッサは、マイクロプロセッサ、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等で構成されてよい。記憶部１２は、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置で構成されてもよい。コントローラ１は、ネットワークを介して他の装置とデータ通信を行うための通信モジュールを更に備えてもよい。コントローラ１は、複数台の情報処理装置で構成されてもよい。また、コントローラ１は、提供されるサービス専用に設計された情報処理装置の他、汎用のデスクトップＰＣ（Personal Computer）、タブレットＰＣ等であってもよい。
　また、コントローラ１は、記憶媒体に記憶されたデータを読み込むためのドライブ装置等に接続されてもよい。この場合、上記診断プログラム１２１は、記憶媒体を介して提供されてもよい。また、コントローラ１にドライブ装置が接続される場合、上記診断プログラム１２１は、記憶媒体に記憶されていてもよい。記憶媒体は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。記憶媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、フラ
ッシュメモリ等である。
　＜スカラロボット＞
　次に、図４を用いて、本実施形態に係るスカラロボット２のハードウェア構成の一例について説明する。図４は、本実施形態に係るスカラロボット２のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。
　本実施形態に係るスカラロボット２は、いわゆる水平多関節型であり、作業ユニット２０、基台２１、第１アーム部２２、第２アーム部２３、第１回転駆動部２４、第２回転駆動部２５、第１昇降駆動部２６、及び第２昇降駆動部２７を備えている。図４に示されるとおり、本実施形態では、作業ユニット２０は第２アーム部２３に取り付けられており、第２アーム部２３は第１アーム部２２に連結されており、第１アーム部２２は基台２１に連結されている。以下では、説明の便宜のため、作業ユニット２０を取り付けられている側を先端側と称し、それとは反対の基台２１側を後端側と称する。
　第１アーム部２２は、後端側から先端側に延びており、互いに対向する先端部２２１及び後端部２２２を有している。同様に、第２アーム部２３は、後端側から先端側に延びており、互いに対向する先端部２３１及び後端部２３２を有している。第１アーム部２２は、後端部２２２において基台２１に連結されており、先端部２２１において第２アーム部２３に連結されている。
　第１アーム部２２の後端部２２２側には、第１回転駆動部２４が設けられている。第１回転駆動部２４は、上下方向に延びる回転軸２４２を介して互いに連結されたモータ２４１及び減速機２４３を備えている。減速機２４３は、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）である。本実施形態では、モータ２４１は基台２１に収容され、減速機２４３は第１アーム部２２の後端部２２２側に収容されている。第１アーム部２２の後端部２２２は基台２１の上方に配置され、第１アーム部２２の後端部２２２と基台２１とは回転軸２４２を介して連結されている。そして、モータ２４１の回転軸２４２は減速機２４３の入力軸に取り付けられており、減速機２４３の回転は第１アーム部２２に伝達されるように構成されている。これによって、第１回転駆動部２４は、回転軸２４２周りに第１アーム部２２を駆動可能に構成されている。すなわち、第１回転駆動部２４は、回転軸２４２を中心に第１アーム部２２を介して第２アーム部２３を左回り及び右回りに回転させるように構成されている。
　また、第２アーム部２３の後端部２３２側には、第２回転駆動部２５が設けられている。第２回転駆動部２５は、第１回転駆動部２４と同様に、回転軸２５２を介して互いに連結されたモータ２５１及び減速機２５３を備えている。減速機２５３は、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）である。本実施形態では、モータ２５１は第１アーム部２２の先端部２２１側に収容され、減速機２５３は第２アーム部２３の後端部２３２側に収容されている。第２アーム部２３の後端部２３２は第１アーム部２２の先端部２２１の上方に配置され、第２アーム部２３の後端部２３２と第１アーム部２２の先端部２２１とは回転軸２５２を介して連結されている。そして、モータ２５１の回転軸２５２は減速機２５３の入力軸に取り付けられており、減速機２５３の回転は第２アーム部２３に伝達されるように構成されている。これによって、第２回転駆動部２５は、回転軸２５２周りに第２アーム部２３を駆動可能に構成されている。すなわち、第２回転駆動部２５は、回転軸２５２を中心に第２アーム部２３を左回り及び右回りに回転させるように構成されている。
　作業ユニット２０は、第２アーム部２３の先端部２３１側に取り付けられている。この作業ユニット２０は、上下方向に延びるシャフト２０１、及びシャフト２０１の下端に取り付けられるエンドエフェクタ２０４を備えている。エンドエフェクタ２０４の種類は、スカラロボット２の作業内容に応じて適宜選択されてよい。シャフト２０１の上端側の外周面にはボールねじ溝が設けられており、このボールねじ溝が設けられた領域にはボールねじナット２０２が取り付けられている。また、シャフト２０１の下端側の外周面にはボールスプライン溝が設けられており、このボールスプライン溝が設けられた領域にはボールスプラインナット２０３が取り付けられている。このシャフト２０１には、例えば、ケーエスエス株式会社製のミニチュアボールねじスプライン（ＢＳＳＰ）を利用することができる。第２アーム部２３には、各ナット（２０２、２０３）を介してこのような作業ユニット２０を駆動するための第１昇降駆動部２６及び第２昇降駆動部２７が更に収容されている。
　第１昇降駆動部２６は、回転軸２６２を有するモータ２６１、モータ２６１により駆動されるように構成されるプーリ２６３、及びプーリ２６３により駆動されるように構成される歯付きベルト２６４を備えている。これによって、第１昇降駆動部２６は、歯付きベルト２６４の回転により作業ユニット２０のシャフト２０１を上下方向に移動させるように構成されている。
　具体的には、プーリ２６３は、モータ２６１の上方に配置されており、モータ２６１の回転軸２６２に連結されている。また、プーリ２６３は、シャフト２０１に取り付けられたボールねじナット２０２と水平方向に並列に配置されており、プーリ２６３及びボールねじナット２０２には歯付きベルト２６４が架け渡されている。
　このような構成により、モータ２６１の回転が回転軸２６２を介してプーリ２６３に伝達されることで、プーリ２６３は回転軸２６２を中心に回転する。また、このプーリ２６３の回転が歯付きベルト２６４に伝達されることで、歯付きベルト２６４は、回転軸２６２及びシャフト２０１の軸の間で回転する。そして、歯付きベルト２６４の回転がボールねじナット２０２に伝達されることで、ボールねじナット２０２がシャフト２０１の軸周りに回転し、これによって、シャフト２０１は上下方向に移動する。すなわち、本実施形態に係る第１昇降駆動部２６は、モータ２６１の回転により、作業ユニット２０のシャフト２０１を昇降させることができるように構成されている。
　ここで、図５を更に用いて、歯付きベルト２６４とプーリ２６３との噛合について説明する。図５は、歯付きベルト２６４とプーリ２６３との噛合状態の一例を模式的に例示する。図５に示されるとおり、歯付きベルト２６４の内周面には複数の歯２６４１が一定のピッチで設けられており、これに対応して、プーリ２６３の外周面に複数の歯２６３１が一定のピッチで設けられている。このプーリ２６３の歯２６３１と歯付きベルト２６４の歯２６４１とが噛み合っていることによって、プーリ２６３の回転を歯付きベルト２６４に伝達することができる。同様に、ボールねじナット２０２の外周面にも複数の歯が設けられており、ボールねじナット２０２の歯と歯付きベルト２６４の歯２６４１とが噛み合っていることで、歯付きベルト２６４の回転をボールねじナット２０２に伝達することができる。
　なお、本実施形態では、ボールスプラインナット２０３が軸周りの回り止めとなる。すなわち、第１昇降駆動部２６のみを駆動した場合には、ボールねじナット２０２からシャフト２０１に伝達された軸周りの回転力はボールスプラインナット２０３により打ち消される。これにより、第１昇降駆動部２６は、作業ユニット２０のシャフト２０１を、軸周りには回転させずに、上下方向に移動させるように構成される。
　第２昇降駆動部２７も、第１昇降駆動部２６と同様に、モータ、プーリ、及び歯付きベルトを用いて、作業ユニット２０のシャフト２０１を上下方向に移動させるように構成される。具体的には、第２昇降駆動部２７は、モータ２７１、第１回転軸２７２、第１プーリ２７３、第１歯付きベルト２７４、第２プーリ２７５、第２回転軸２７６、第３プーリ２７７、及び第２歯付きベルト２７８を備えている。第１プーリ２７３は、モータ２７１の上方に配置されており、モータ２７１の第１回転軸２７２に連結されている。第１プーリ２７３は、第２プーリ２７５と水平方向に並列に配列されており、第１プーリ２７３及び第２プーリ２７５には第１歯付きベルト２７４が架け渡されている。第２プーリ２７５の下方には第３プーリ２７７が配置されており、第２プーリ２７５と第３プーリ２７７とは第２回転軸２７６により連結されている。第３プーリ２７７は、ボールスプラインナット２０３と水平方向に並列に配置されており、第３プーリ２７７及びボールスプラインナット２０３には第２歯付きベルト２７８が架け渡されている。各歯付きベルト（２７４、２７８）と各プーリ（２７３、２７５、２７７）及びボールスプラインナット２０３とは、上記歯付きベルト２６４とプーリ２６３との噛み合いと同様に噛み合っている。
　このような構成により、モータ２７１の回転が第１回転軸２７２を介して第１プーリ２７３に伝達されることで、第１プーリ２７３は、第１回転軸２７２を中心に回転する。この第１プーリ２７３の回転が第１歯付きベルト２７４に伝達されることで、第１歯付きベルト２７４は、第１回転軸２７２及び第２回転軸２７６の間で回転する。この第１歯付きベルト２７４の回転が第２プーリ２７５に伝達されることで、第２プーリ２７５は、第２回転軸２７６を中心に回転する。この第２プーリ２７５の回転が第２歯付きベルト２７８に伝達されることで、第２歯付きベルト２７８は、第２回転軸２７６及びシャフト２０１の軸の間で回転する。そして、第２歯付きベルト２７８の回転がボールスプラインナット２０３に伝達されることで、ボールスプラインナット２０３がシャフト２０１の軸回りに回転し、これによって、シャフト２０１は、軸周りに回転しながら、上下方向に移動する。すなわち、本実施形態に係る第２昇降駆動部２７は、モータ２７１の回転により、作業ユニット２０を軸回りに回転させながら昇降させることができるように構成されている。
　なお、各モータ（２４１、２５１、２６１、２７１）は、エンコーダ（不図示）等を備えることで、回転速度を計測可能に構成されている。また、各モータ（２４１、２５１、２６１、２７１）に作用するトルクの大きさは、各モータ（２４１、２５１、２６１、２７１）に供給される指令電流値によって定まる。そのため、各モータ（２４１、２５１、２６１、２７１）のトルクは、各モータ（２４１、２５１、２６１、２７１）に供給される指令電流値を監視することで計測することができる。
　以上により、スカラロボット２は、各アーム部（２２、２３）を各回転軸（２４２、２５２）周りに回転可能に、かつ第２アーム部２３において作業ユニット２０のシャフト２０１を上下方向に移動可能に構成される。なお、スカラロボット２の構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が行われてよい。
　［ソフトウェア構成］
　次に、図６を用いて、本実施形態に係るコントローラ１のソフトウェア構成の一例を説明する。図６は、本実施形態に係るコントローラ１のソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。
　コントローラ１の制御部１１は、記憶部１２に記憶された診断プログラム１２１をＲＡＭに展開する。そして、制御部１１は、ＲＡＭに展開された診断プログラム１２１をＣＰＵにより解釈及び実行して、各構成要素を制御する。これによって、図６に示されるとおり、本実施形態に係るコントローラ１は、ソフトウェアモジュールとして、動作指示部１１１、データ収集部１１２、及び診断部１１３を備えるように構成される。
　動作指示部１１１は、スカラロボット２に対して、第１駆動源により駆動対象物を第１方向に移動させるように指示している間に、第２駆動源により駆動対象物を第２方向に移動させるように指示する。データ収集部１１２は、駆動対象物を移動させようと第１駆動源を動作させている間に、当該第１駆動源の動作を計測し、これにより得られる計測データ１２２を収集する。そして、診断部１１３は、収集された計測データ１２２を利用して、第１駆動源の状態を診断する。
　本実施形態では、作業ユニット２０を駆動対象物として取り扱い、第１昇降駆動部２６を第１駆動源として取り扱い、第２昇降駆動部２７を第２駆動源として取り扱う例を示す。すなわち、動作指示部１１１は、第１昇降駆動部２６により第１方向として上方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する場合、第２昇降駆動部２７により第２方向として下方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する。また、動作指示部１１１は、第１昇降駆動部２６により第１方向として下方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する場合、第２昇降駆動部２７により第２方向として上方向に作業ユニット２０を移動させるように指示する。
　データ収集部１１２は、第１昇降駆動部２６により作業ユニット２０を駆動している間のモータ２６１の動作を監視し、モータ２６１の速度を示す速度データ１２２１及びモータ２６１のトルクを示すトルクデータ１２２２を計測データ１２２として収集する。診断部１１３は、速度データ１２２１及びトルクデータ１２２２により構成される計測データ１２２を利用して、第１昇降駆動部２６の歯付きベルト２６４に異常が発生したか否かを診断する。
　コントローラ１の各ソフトウェアモジュールに関しては後述する動作例で詳細に説明する。なお、本実施形態では、コントローラ１の各ソフトウェアモジュールがいずれも汎用のＣＰＵによって実現される例について説明している。しかしながら、以上のソフトウェアモジュールの一部又は全部が、１又は複数の専用のプロセッサにより実現されてもよい。また、コントローラ１のソフトウェア構成に関して、実施形態に応じて、適宜、ソフトウェアモジュールの省略、置換、及び追加が行われてよい。
　§３　動作例
　次に、図７を用いて、コントローラ１の動作例を説明する。図７は、スカラロボット２の状態を診断する際のコントローラ１の処理手順の一例を例示する。以下で説明する診断の処理手順は、本発明の「診断方法」の一例である。ただし、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
　（ステップＳ１０１）
　まず、ステップＳ１０１では、制御部１１は、動作指示部１１１として動作し、スカラロボット２に対して、第１駆動源により第１方向に駆動対象物を移動させるように指示する。更に、制御部１１は、スカラロボット２に対して、第１駆動源により第１方向に駆動対象物を移動させるように指示している間、第２駆動源により第２方向に駆動対象物を移動させるように指示する。
　具体的に、本実施形態では、制御部１１は、スカラロボット２に対して、第１昇降駆動部２６により上方向又は下方向に作業ユニット２０のシャフト２０１を移動させるように指示する。第１昇降駆動部２６によりシャフト２０１を上方向に移動させるように指示した場合、制御部１１は、スカラロボット２に対して、第２昇降駆動部２７によりシャフト２０１を下方向に移動させるように更に指示する。一方、第１昇降駆動部２６によりシャフト２０１を下方向に移動させるように指示した場合、制御部１１は、スカラロボット２に対して、第２昇降駆動部２７によりシャフト２０１を上方向に移動させるように更に指
示する。
　このとき、第２昇降駆動部２７の稼働時間は、第１昇降駆動部２６の稼働時間と少なくとも一部で重複するように適宜設定される。第２昇降駆動部２７の稼働時間は、第１昇降駆動部２６の稼働時間と一致させてもよいし、一致させなくてもよい。すなわち、シャフト２０１を第１方向に移動させるように第１昇降駆動部２６を稼働させている期間内の少なくとも一部の期間で、シャフト２０１を第２方向に移動させるように第２昇降駆動部２７を稼働させる、という指示を制御部１１はスカラロボット２に対して出力すればよい。
　また、第１昇降駆動部２６及び第２昇降駆動部２７それぞれの単位時間当たりの駆動量は実施の形態に応じて適宜設定されてよい。第２昇降駆動部２７の駆動量は、第１昇降駆動部２６の駆動量よりも小さくなるように設定されてもよいし、第１昇降駆動部２６の駆動量と一致するように設定されてもよいし、第１昇降駆動部２６の駆動量よりも大きくなるように設定されてもよい。なお、本実施形態では、制御部１１は、第１昇降駆動部２６を稼働させている間、モータ２６１を定速で動作させるようにスカラロボット２を制御する。
　両昇降駆動部（２６、２７）を共に稼働している期間、作業ユニット２０のシャフト２０１は、両昇降駆動部（２６、２７）から互いに反する方向に駆動されることになる。そのため、シャフト２０１の移動方向は、両昇降駆動部（２６、２７）の駆動量に応じて制御される。例えば、第２昇降駆動部２７の駆動量を第１昇降駆動部２６の駆動量よりも小さくなるように設定した場合には、シャフト２０１は、第１昇降駆動部２６のみで駆動されるときよりも遅い速度で、当該第１昇降駆動部２６の駆動方向である第１方向に移動するように制御される。第２昇降駆動部２７の駆動量を第１昇降駆動部２６の駆動量と一致するように設定した場合には、シャフト２０１は、その場で停止するように制御される。また、第２昇降駆動部２７の駆動量を第１昇降駆動部２６の駆動量よりも大きくなるように設定した場合には、シャフト２０１は、第２昇降駆動部２７の駆動方向である第２方向に移動するように制御される。
　本ステップＳ１０１を開始する際のシャフト２０１の配置は、このようなシャフト２０１の移動制御に応じて、当該シャフト２０１が移動する範囲を確保可能なように適宜設定されてよい。例えば、上方向を第１方向とし、下方向を第２方向とし、第２昇降駆動部２７の駆動量を第１昇降駆動部２６の駆動量よりも小さくなるように設定した場合には、本ステップＳ１０１において、シャフト２０１は、上方向に移動するように制御される。そのため、第１昇降駆動部２６を稼働する前に、制御部１１は、シャフト２０１を可動範囲の下端に配置するようにスカラロボット２に指示してもよい。
　（ステップＳ１０２）
　次のステップＳ１０２では、制御部１１は、データ収集部１１２として動作し、駆動対象物を移動させようと第１駆動源を動作させている間に、第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データ１２２を収集する。
　本実施形態では、制御部１１は、上記ステップＳ１０１において第１昇降駆動部２６を稼働させている間に、当該第１昇降駆動部２６のモータ２６１の動作を計測する。これにより、制御部１１は、当該モータ２６１の速度データ１２２１及びトルクデータ１２２２を計測データ１２２として収集する。速度データ１２２１は、例えば、モータ２６１に設けられたエンコーダから収集可能である。また、トルクデータ１２２２は、例えば、モータ２６１に与えられる指令電流値に基づいて収集可能である。制御部１１は、収集した計測データ１２２をＲＡＭ又は記憶部１２に保存する。
　（ステップＳ１０３）
　次のステップＳ１０３では、制御部１１は、収集した計測データ１２２から、後述するステップＳ１０４の診断処理に利用する部分を抽出する。後述するステップＳ１０４では、第１昇降駆動部２６の歯付きベルト２６４の故障を診断する。そのため、本ステップＳ１０３では、制御部１１は、歯付きベルト２６４の診断に利用する部分を計測データ１２２から抽出する。
　ここで、図８を用いて、歯付きベルト２６４の故障について説明する。図８は、歯付きベルト２６４の故障の一例として、プーリ２６３と噛み合う範囲内の領域２６４２において歯２６４１が欠けた場面を例示する。
　上記図５に説明したとおり、歯付きベルト２６４の歯２６４１とプーリ２６３の歯２６３１とが噛み合っていることで、プーリ２６３の回転が歯付きベルト２６４に伝達される。同様に、歯付きベルト２６４の歯２６４１とボールねじナット２０２の歯とが噛み合っていることで、歯付きベルト２６４の回転がボールねじナット２０２に伝達される。
　歯付きベルト２６４に歯２６４１の欠けが存在しない場合には、歯付きベルト２６４とプーリ２６３との噛み合い及び歯付きベルト２６４とボールねじナット２０２との噛み合いの関係がそれぞれ固定される。そのため、正常な状態では、モータ２６１の一定の回転に対してシャフト２０１の上下方向の移動量は一定であるため、モータ２６１の回転量に基づいて、シャフト２０１の上下方向の位置を正確に制御することができる。
　これに対して、例えば、図８で例示されるように、プーリ２６３と噛み合う範囲で歯２６４１が欠けてしまった場合、この歯２６４１の欠けた領域２６４２において、歯付きベルト２６４とプーリ２６３との噛み合いがない状態となる。このような事態が生じると、シャフト２０１の上下方向の移動量に変化が生じてしまう。したがって、歯付きベルト２６４に歯の欠けが発生した場合には、モータ２６１の制御に基づいて、シャフト２０１を規定の位置に正確に配置するのが困難になってしまい、これによって、エンドエフェクタ２０４により行う作業に不具合が生じてしまう。そのため、歯付きベルト２６４の歯２６４１の欠けは、スカラロボット２の検知すべき故障の一つである。
　この歯付きベルト２６４の歯２６４１の欠けに関する挙動は、図２Ｂに例示されるとおり、トルクデータ１２２２において、比較的に振幅の大きな振動として表れ得る。すなわち、モータ２６１を定速で動作させると、歯２６４１の欠けが発生している領域２６４２は、プーリ２６３と噛み合う範囲に一定のタイミングで差し掛かる。この領域２６４２がプーリ２６３と噛み合う範囲を通過する際に、上記のような噛み合いのずれ、歯（２６４１、２６３１）同士の接触不良等の噛み合いの異常が生じると、この噛み合いの異常に対応したトルクの変動がモータ２６１において発生する。このトルクの変動が、トルクデータ１２２２において、比較的に振幅の大きな振動として表れる。つまり、歯付きベルト２６４に歯２６４１の欠けが生じている場合に、モータ２６１を定速で動作させている間、トルクデータ１２２２には、図２Ｂの挙動Ｄ２のような比較的に振幅の大きな振動が周期的に表れる。
　そこで、本ステップＳ１０３では、制御部１１は、モータ２６１が定速で動作している際に得られたトルクデータ１２２２に図２Ｂの挙動Ｄ２のような振動が存在するか否かを判定するために、例えば、次のような方法でデータ抽出を行う。すなわち、制御部１１は、まず、速度データ１２２１を参照して、モータ２６１が定速で動作していた時間を特定する。次に、制御部１１は、トルクデータ１２２２を読み出し、特定した時間に対応する部分をトルクデータ１２２２から抽出する。これにより、本実施形態では、制御部１１は、本ステップＳ１０３において、診断処理に利用する部分として、モータ２６１が定速で動作している時間帯の部分（以下、「抽出データ」とも記載する）をトルクデータ１２２２から抽出する。
　（ステップＳ１０４）
　次のステップＳ１０４では、制御部１１は、診断部１１３として動作し、計測データ１２２を利用して、第１駆動源の状態を診断する。具体的に、本実施形態では、制御部１１は、トルクデータ１２２２から抽出した抽出データを解析することで、第１昇降駆動部２６の歯付きベルト２６４に、上記歯２６４１の欠けのような異常が発生しているか否かを診断する。
　この診断処理には、公知のデータ解析手法が用いられてよい。例えば、制御部１１は、抽出データに対して公知の周波数解析を行うことで、抽出データ内に上記のような周期的な挙動Ｄ２が存在するか否かを判定してもよい。
　この場合、記憶部１２には、歯付きベルト２６４が正常であるときに得られたトルクデータを周波数解析した結果が保存されていてもよい。制御部１１は、ステップＳ１０３で得た抽出データに対する周波数解析の結果と記憶部１２に保存された正常時の周波数解析
の結果との差分が閾値を超えるか否かにより、抽出データ内に上記のような周期的な挙動Ｄ２が存在するか否かを判定することができる。
　抽出データ内に周期的な挙動Ｄ２が存在すると判定される場合、制御部１１は、歯付きベルト２６４に異常が発生していると診断する。一方、抽出データ内に周期的な挙動Ｄ２が存在していないと判定される場合、制御部１１は、歯付きベルト２６４に異常は発生していないと診断する。ただし、診断処理の方法は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
　これにより、制御部１１は、本動作例に係るスカラロボット２の診断処理を終了する。なお、制御部１１は、上記ステップＳ１０４の診断処理の結果を所定の方法で通知してもよい。例えば、上記ステップＳ１０４において歯付きベルト２６４に異常が発生していると診断した場合に、制御部１１は、ディスプレイによる画面出力、スピーカによる音声出力、電子メールの送信等の通知方法で当該診断結果を通知してもよい。
　［作用・効果］
　以上のとおり、本実施形態に係るコントローラ１は、上記ステップＳ１０１において、スカラロボット２に対して、第１昇降駆動部２６により作業ユニット２０のシャフト２０１を第１方向に移動させるように指示している間に、第２昇降駆動部２７によりシャフト２０１を、第１方向への移動を打ち消す方向である第２方向に移動させるように指示する。
　具体的に、コントローラ１は、第１昇降駆動部２６によりシャフト２０１を上方向に移動させようと指示している場合には、第２昇降駆動部２７により当該シャフト２０１を下方向に移動させようと指示する。一方、コントローラ１は、第１昇降駆動部２６によりシャフト２０１を下方向に移動させようと指示している場合には、第２昇降駆動部２７により当該シャフト２０１を上方向に移動させようと指示する。
　これにより、ステップＳ１０１では、第１昇降駆動部２６のみでシャフト２０１を移動させるケースに比べて、第２昇降駆動部２７によりシャフト２０１を第２方向に移動させる分だけ、第１昇降駆動部２６の駆動量を増やすことができる。すなわち、第１昇降駆動部２６のモータ２６１を定速で動作させることのできる時間を長くすることができる。
　そのため、ステップＳ１０２では、モータ２６１の動作を計測することで得られる計測データ１２２（速度データ１２２１及びトルクデータ１２２２）の量を増大させることができる。より詳細には、図２Ｂに示されるとおり、トルクデータ１２２２における、モータ２６１が定速で動作している時間帯の部分（抽出データ）を増大させることができる。したがって、本実施形態によれば、ステップＳ１０４で行う診断処理に十分な量の計測データ１２２を取得することができるようになるため、歯付きベルト２６４の異常診断の精度を高めることができる。
　また、本実施形態に係るコントローラ１は、第１昇降駆動部２６の歯付きベルト２６４をステップＳ１０４における診断の対象としている。モータの回転量及びシャフトの移動量に対して、歯付きベルトの回転量は少なくなる。本実施形態では、プーリ２６３とボールねじナット２０２との間の距離が長くなればなるほど、モータ２６１を１回転させたときの歯付きベルト２６４の回転量は少なくなる。そのため、歯付きベルトを診断対象とした場合には、異常発生の診断に十分な量の計測データを収集できない可能性が高くなる。これに対して、本実施形態では、第２昇降駆動部２７を稼働させる分だけ、モータ２６１の回転量及びシャフト２０１の移動量を増やすことができるため、歯付きベルト２６４の回転量を増やすことができる。よって、本実施形態によれば、歯付きベルト２６４を利用していても、上記ステップＳ１０２において、この歯付きベルト２６４の異常診断に十分な量の計測データ１２２を収集することができる。
　§４　変形例
　以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
　＜４．１＞
　例えば、コントローラ１は、スカラロボット２の作業ユニット２０の可動範囲を監視するためのカメラ等のセンサを更に備えてもよい。これにより、上記ステップＳ１０１において、制御部１１は、センサの監視結果に基づいて、シャフト２０１の移動範囲を決定してもよい。そして、制御部１１は、決定したシャフト２０１の移動範囲に基づいて、第１昇降駆動部２６及び第２昇降駆動部２７の駆動量を決定してもよい。
　図９は、本変形例の一例を模式的に例示する。図９に例示されるコントローラ１Ａは、作業ユニット２０のシャフト２０１の可動範囲を監視するためのカメラ５に接続される点を除き、上記実施形態に係るコントローラ１と同様に構成される。この場合、コントローラ１Ａの制御部１１は、上記ステップＳ１０１の前にカメラ５から撮影画像を取得し、取得した撮影画像に基づいてシャフト２０１の可動範囲の状態を特定する。そして、制御部１１は、特定した可動範囲の状態に基づいて、ステップＳ１０１でシャフト２０１を移動させる範囲を決定する。
　図９の例では、シャフト２０１の可動範囲Ｒ１を妨げるように障害物３が配置されている。障害物３は、例えば、作業ユニット２０により作業を行う対象物（ワーク）を搬送するためのコンベア等である。この場合、制御部１１は、シャフト２０１と障害物３との間の範囲Ｒ２内でシャフト２０１の移動範囲を設定してもよい。また、範囲Ｒ２ではシャフト２０１の移動量が不十分である場合には、制御部１１は、第１回転駆動部２４及び第２回転駆動部２５の少なくとも一方を駆動して、障害物３に干渉しない位置に作業ユニット２０を配置した上で、シャフト２０１の移動範囲を設定してもよい。
　シャフト２０１の移動範囲を設定した後、制御部１１は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０４の処理を実行することで、歯付きベルト２６４の診断を行う。これにより、本変形例によれば、障害物３が存在する環境で利用されるスカラロボット２であっても、当該障害物３に干渉せずに作業ユニット２０を駆動することができ、これによって、歯付きベルト２６４の異常診断を正確に行うことができる。
　＜４．２＞
　上記実施形態では、作業ユニット２０が駆動対象物であり、第１昇降駆動部２６及び第２昇降駆動部２７がそれぞれ第１駆動源及び第２駆動源である。しかしながら、駆動対象物及び駆動源は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。駆動源は、駆動対象物を駆動可能であれば特に限定されなくてもよい。
　また、上記実施形態では、第１昇降駆動部２６の歯付きベルト２６４がステップＳ１０４における診断処理の対象となっている。しかしながら、ステップＳ１０４における診断処理の対象は、歯付きベルト２６４に限られなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
　また、上記実施形態では、上方向を第１方向とした場合、第２方向は下方向であり、下方向を第１方向とした場合、第２方向は上方向である。しかしながら、第１方向及び第２方向は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。第１方向及び第２方向はそれぞれ、直線方向、回転方向、又はこれらの方向の組み合わせで構成されてよい。
　また、上記実施形態では、第１方向及び第２方向それぞれは上下方向のいずれかの方向であるため、第２方向は、第１方向に対して完全な反対方向になっている。しかしながら、第２方向は、このような例に限定されなくてもよく、第１方向とは反対方向に駆動対象物を移動させる成分を含んでいるのであれば、当該第１方向に対して完全な反対方向になっていなくてもよい。
　例えば、上記実施形態では、スカラロボット２は、第１昇降駆動部２６及び第２昇降駆動部２７の他に、第１回転駆動部２４及び第２回転駆動部２５を備えている。そこで、第２回転駆動部２５を第１駆動源として取り扱い、第１回転駆動部２４を第２駆動源として取り扱ってもよい。この場合、第２アーム部２３が駆動対象物として取り扱われる。すなわち、第２アーム部２３が、本発明の「第１リンク部材」の一例であり、第１アーム部２２が本発明の「第２リンク部材」の一例である。第１アーム部２２の先端部２２１が本発明の「第１端部」の一例であり、後端部２２２が本発明の「第２端部」の一例である。また、第２回転駆動部２５の回転軸２５２が本発明の「第１軸」の一例であり、第１回転駆動部２４の回転軸２４２が本発明の「第２軸」の一例である。
　この場合、上記ステップＳ１０１では、制御部１１は、第２回転駆動部２５により回転軸２５２を中心に左回り方向に第２アーム部２３を回転させるように指示する場合、第１回転駆動部２４により回転軸２４２を中心に右回り方向に第２アーム部２３を回転させるように指示する。または、制御部１１は、第２回転駆動部２５により回転軸２５２を中心に右回り方向に第２アーム部２３を回転させるように指示する場合、第１回転駆動部２４により回転軸２４２を中心に左回り方向に第２アーム部２３を回転させるように指示する。すなわち、各回転駆動部（２４、２５）は、各回転軸（２４２、２５２）を中心に第２
アーム部２３を右回り（時計回り）方向及び左回り（反時計回り）方向に回転させることができるため、左回り方向を第１方向として採用した場合、右回り方向を第２方向として採用することができる。また、右回り方向を第２方向として採用した場合、左回り方向を第２方向として採用することができる。
　図１０Ａは、第２回転駆動部２５のみで第２アーム部２３を左回り方向に駆動した場面の一例を模式的に例示する。図１０Ｂは、第２回転駆動部２５により第２アーム部２３を左回り方向に駆動し、かつ第１回転駆動部２４により第２アーム部２３（及び第１アーム部２２）を右回り方向に駆動した場面の一例を模式的に例示する。図１０Ａ及び図１０Ｂそれぞれのケースで第２回転駆動部２５の駆動量、すなわち、第２アーム部２３の回転角度を同じであるとする。
　この場合、図１０Ｂのケースにおける第２アーム部２３の移動範囲Ｂは、第１回転駆動部２４により第２アーム部２３を右回り方向に駆動している分だけ、図１０Ａのケースにおける第２アーム部２３の移動範囲Ａよりも小さくなる。よって、第２回転駆動部２５単体で第２アーム部２３を移動させるケースと比べて、第１回転駆動部２４により第２アーム部２３を第２方向に移動させる分だけ、同一スペース内で第２アーム部２３を移動させることができる距離を伸ばすことができる。
　したがって、上記実施形態と同様に、本変形例でも、第２回転駆動部２５の動作を計測することで得られる計測データの量を増大させることができ、当該第２回転駆動部２５の故障診断の精度を高めることができる。なお、本変形例では、制御部１１は、ステップＳ１０２において、モータ２５１の速度データ及びトルクデータを計測データとして収集してもよい。そして、制御部１１は、ステップＳ１０４において、収集した計測データに基づいて、減速機２５３に故障が発生しているか否かを診断してもよい。
　また、例えば、上記実施形態において、第１昇降駆動部２６を第２駆動源として取り扱い、第２昇降駆動部２７を第１駆動源として取り扱ってもよい。この場合、制御部１１は、ステップＳ１０２において、モータ２７１の動作を計測することで、当該モータ２７１の速度データ及びトルクデータを計測データとして収集してもよい。そして、ステップＳ１０４において、制御部１１は、取得した計測データに基づいて、各歯付きベルト（２７４、２７８）に異常が発生しているか否かを判定してもよい。
　＜４．３＞
　また、例えば、上記実施形態では、制御部１１は、上記ステップＳ１０２において、モータ２６１の速度データ１２２１及びトルクデータ１２２２を計測データ１２２として収集している。しかしながら、計測データの種類は、このような例に限定されなくてもよく、診断の対象及び内容に応じて適宜選択されてよい。計測データは、駆動源の故障の診断に利用可能な何らかのデータであればよく、例えば、位置データ、角速度データ等であってよい。
　＜４．４＞
　また、例えば、上記実施形態では、制御部１１は、ステップＳ１０３の処理により、ステップＳ１０２で収集した計測データから、ステップＳ１０４の診断処理で利用する部分を抽出している。しかしながら、このようなデータ抽出が不要である場合、制御部１１は、本ステップＳ１０３の処理を省略してもよい。
　＜４．５＞
　また、例えば、図１１に示されるとおり、コントローラ１から診断部１１３を省略し、当該コントローラ１をデータ収集装置として動作させてもよい。図１１は、データ収集装置として動作可能なコントローラ１Ａのソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。このコントローラ１Ａは、診断部１１３を備えない点を除き、上記コントローラ１と同様に構成されてよい。また、コントローラ１Ａは、上記コントローラ１と同様のハードウェア構成を有してよい。
　本変形例では、コントローラ１Ａは、上記ステップＳ１０１及びＳ１０２の各処理を実行することで、計測データ１２２を収集することができる。そして、コントローラ１Ａは、他の情報処理装置に上記ステップＳ１０３及びＳ１０４の処理を実行させるために、当該他の情報処理装置に収集した計測データ１２２を送信してもよい。
　１…コントローラ、
　１１…制御部、１２…記憶部、１３…外部インタフェース、
　１１１…動作指示部、１１２…データ収集部、１１３…診断部、
　１２１…診断プログラム、
　１２２…計測データ、
　１２２１…速度データ、１２２２…トルクデータ、
　２…スカラロボット、
　２０…作業ユニット、
　２０１…シャフト、２０２…ボールねじナット、
　２０３…ボールスプラインナット、２０４…エンドエフェクタ、
　２１…基台、
　２２…第１アーム部、
　２２１…先端部、２２２…後端部、
　２３…第２アーム部、
　２３１…先端部、２３２…後端部、
　２４…第１回転駆動部、
　２４１…モータ、２４２…回転軸、
　２４３…減速機、
　２５…第２回転駆動部、
　２５１…モータ、２５２…回転軸、
　２５３…減速機、
　２６…第１昇降駆動部、
　２６１…モータ、２６２…回転軸、
　２６３…プーリ、２６３１…歯、
　２６４…歯付きベルト、２６４１…歯、
　２７…第２昇降駆動部、
　２７１…モータ、２７２…第１回転軸、２７３…第１プーリ、
　２７４…第１歯付きベルト、
　２７５…第２プーリ、２７６…第２回転軸、
　２７７…第３プーリ、２７８…第２歯付きベルト、
　３…障害物、５…カメラ

Claims (8)

  1. 　駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示する動作指示部と、
    　前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するデータ収集部と、
    　収集された前記計測データを利用して、前記第１駆動源の状態を診断する診断部と、
    を備える、
    診断装置。
  2. 　前記第１駆動源は、モータと、モータにより駆動されるように構成されたプーリと、プーリにより駆動されるように構成された歯付きベルトと、を備え、前記歯付きベルトの回転により前記駆動対象物を移動させるように構成され、
    　前記診断部は、前記第１駆動源の前記歯付きベルトに異常が発生したか否かを診断する、
    請求項１に記載の診断装置。
  3. 　前記計測データは、前記モータの速度を示す速度データ及び前記モータのトルクを示すトルクデータにより構成される、
    請求項２に記載の診断装置。
  4. 　前記第１駆動源及び前記第２駆動源は、前記駆動対象物を上下方向に移動させるように構成され、
    　前記動作指示部は、
    　　前記第１駆動源により前記第１方向として上方向に前記駆動対象部を移動させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として下方向に前記駆動対象物を移動させるように指示し、
    　　前記第１駆動源により前記第１方向として下方向に前記駆動対象部を移動させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として上方向に前記駆動対象物を移動させるように指示する、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の診断装置。
  5. 　前記駆動対象物は、第１リンク部材であり、
    　前記作業装置は、前記第１リンク部材の端部に設けられた第１軸と、第１端部及び第２端部を有する第２リンク部材であって、当該第１端部において前記第１軸を介して前記第１リンク部材に連結された第２リンク部材と、前記第２リンク部材の前記第２端部に設けられた第２軸と、を更に備え、
    　前記第１駆動源は、前記第１軸を中心に前記第１リンク部材を左回り及び右回りに回転させるように構成され、
    　前記第２駆動源は、前記第２軸を中心に前記第２リンク部材を介して前記第１リンク部材を左回り及び右回りに回転させるように構成され、
    　前記動作指示部は、
    　　前記第１駆動源により前記第１方向として左回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として右回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示し、
    　　前記第１駆動源により前記第１方向として右回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示する場合、前記第２駆動源により前記第２方向として左回り方向に前記第１リンク部材を回転させるように指示する、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の診断装置。
  6. 　コンピュータが、
    　駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示するステップと、
    　前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するステップと、
    　収集された前記計測データを利用して、前記第１駆動源の状態を診断するステップと、
    を実行する、
    診断方法。
  7. 　コンピュータに、
    　駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示するステップと、
    　前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するステップと、
    　収集された前記計測データを利用して、前記第１駆動源の状態を診断するステップと、
    を実行させるための、
    診断プログラム。
  8. 　駆動対象物、前記駆動対象物を第１方向に移動させるように構成された第１駆動源、及び前記第１方向への移動を打ち消す第２方向に前記駆動対象物を移動させるように構成された第２駆動源を備える作業装置に対して、前記第１駆動源により前記第１方向に前記駆動対象物を移動させるように指示している間に、前記第２駆動源により前記第２方向に前記駆動対象物を移動させるように指示する動作指示部と、
    　前記駆動対象物を移動させようと前記第１駆動源を動作させている間に、前記第１駆動源の動作を計測することで得られる計測データを収集するデータ収集部と、
    を備える、
    データ収集装置。
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