專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器人的異常判定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，特別涉及一種多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的異常 判定方法。
背景技術(shù)：
近年，對(duì)生產(chǎn)交付時(shí)間縮短的要求正在提高。但是，對(duì)于用于焊接或操作等的垂直 或者水平的多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，在驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)或減速機(jī)等機(jī)構(gòu)部件產(chǎn)生故障需要更 換時(shí)，為了更換必須停止好幾小時(shí)的生產(chǎn)，因此成為一個(gè)很大的問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)或減速機(jī)等發(fā)生故障時(shí)，大多情況是摩擦力上升電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 力增加。因此，若能在機(jī)器人完全不能動(dòng)作之前知道電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力的異常狀態(tài)，則可在休息 日或夜間等生產(chǎn)線(xiàn)停止時(shí)，更換電動(dòng)機(jī)等機(jī)構(gòu)部件，從而可以減少對(duì)生產(chǎn)的影響。已知有一種著眼于由于故障導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)速度波形的變動(dòng)的機(jī)器人異常檢測(cè)方 法(例如，參閱專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。又，還已知有著眼于驅(qū)動(dòng)側(cè)的功率(電動(dòng)機(jī)輸出功率)與負(fù)荷 側(cè)的功率(從機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方程式得到的功率)的差來(lái)檢測(cè)機(jī)器人異常的方法(例如，專(zhuān) 利文獻(xiàn)2參閱)。前述的根據(jù)速度波形變動(dòng)判定異常的方法中有下列問(wèn)題。第一，各個(gè)機(jī)器人都需 要預(yù)先測(cè)定正常狀態(tài)的速度波形數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)。第二，進(jìn)行異常判定時(shí)， 必須使機(jī)器人以基準(zhǔn)的動(dòng)作模式動(dòng)作。因此，由于生產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)作時(shí)的電動(dòng)機(jī)速度波形數(shù)據(jù)和 用于異常判定的速度波形數(shù)據(jù)不同，這樣生產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)作時(shí)就無(wú)法進(jìn)行異常判定。又，即使生 產(chǎn)線(xiàn)休止等時(shí)有能夠進(jìn)行異常判定的時(shí)間，也必須以用于異常判定的基準(zhǔn)動(dòng)作模式使其動(dòng) 作。因此，發(fā)生異常測(cè)定操作的工作量成本。又，在生產(chǎn)線(xiàn)的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)成本要求嚴(yán)格 的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，僅僅為了進(jìn)行機(jī)器人的異常判定，來(lái)實(shí)施上述兩點(diǎn)在實(shí)際中是非常困難的。又，后述的根據(jù)功率差的異常判定方法中，解決了前述的問(wèn)題，也不需要基準(zhǔn)數(shù)據(jù) 的測(cè)定或存儲(chǔ)，即使在生產(chǎn)線(xiàn)工作過(guò)程中也可進(jìn)行判定。然而，即使能夠正確計(jì)算驅(qū)動(dòng)側(cè)的 功率，也不一定可以正確計(jì)算負(fù)荷側(cè)的功率。其理由是，通過(guò)用戶(hù)安裝于機(jī)器人的負(fù)載(焊 槍或操作工具或工件等的參數(shù)(質(zhì)量、重心位置、慣量等)如果不正確，機(jī)器人的根據(jù)運(yùn)動(dòng) 方程式的功率的計(jì)算會(huì)發(fā)生誤差。專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，通過(guò)與包括安裝負(fù)載的機(jī)器人機(jī)構(gòu)部的 質(zhì)點(diǎn)模型有關(guān)的運(yùn)動(dòng)方程式、角度、角速度和角加速度算出負(fù)載轉(zhuǎn)矩值，然后通過(guò)將其乘以 角速度求得負(fù)荷側(cè)的功率。近年的工業(yè)用機(jī)器人中，加減速的優(yōu)化或碰撞檢測(cè)的高精度化也要求正確的負(fù)載 參數(shù)。因此，常見(jiàn)具有負(fù)載參數(shù)的輸入裝置或自動(dòng)測(cè)定功能的機(jī)器人。然而，是否實(shí)行負(fù)載 參數(shù)的輸入或自動(dòng)測(cè)定功能的使用取決于用戶(hù)，不一定保證輸入正確的負(fù)載參數(shù)。如果，負(fù) 載的設(shè)定參數(shù)和實(shí)際參數(shù)之間有較大差異，負(fù)荷側(cè)的功率會(huì)產(chǎn)生較大誤差，從而出現(xiàn)誤判 定為異常的可能性。又，驅(qū)動(dòng)側(cè)的功率增加的原因不僅是驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)或減速機(jī)等的故障引起 的摩擦上升而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力增加。機(jī)器人和其他物體接觸時(shí)、或?qū)Π惭b于機(jī)器人的電纜施加張力時(shí)等，受到外力導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力增減也是驅(qū)動(dòng)側(cè)的功率增加的原因。只是，前者的摩擦上升時(shí)，為了補(bǔ)償增加的摩擦能，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力也增加。但是后者的受到外力的 情況下驅(qū)動(dòng)側(cè)的功率不一定向增加的方向變化。例如，也有電纜的張力增加成為支持機(jī)器 人的重力的力，從而減少驅(qū)動(dòng)側(cè)的功率的可能性。即便是這樣的情形，驅(qū)動(dòng)側(cè)的功率和負(fù)荷 側(cè)的功率的差異也會(huì)擴(kuò)大，因此有由于機(jī)構(gòu)的故障之外的原因判定為異常的可能性。圖11是用于說(shuō)明上述電纜的張力增加成為支持機(jī)器人重力的力的情況的示意 圖，顯示出現(xiàn)有的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成。圖11中，作為消耗電極的焊線(xiàn)101，通過(guò)焊線(xiàn)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)103，從線(xiàn)軸102穿通中 空結(jié)構(gòu)的焊槍纜線(xiàn)111 (以虛線(xiàn)表示)向焊槍104送出。焊接電源裝置105經(jīng)由焊槍104 和焊接芯片106在焊線(xiàn)101和作為被焊接物的母材107之間施加規(guī)定的焊接電流I和焊接 電壓V并產(chǎn)生電弧108。又，焊接電源裝置105控制焊線(xiàn)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)103進(jìn)行焊接施工。機(jī) 器人109保持焊槍104，將其位置確定到焊接開(kāi)始位置(圖未示)，并沿著焊接線(xiàn)(圖未示) 移動(dòng)焊槍104。機(jī)器人控制裝置110進(jìn)行這樣的機(jī)器人的整體控制。此時(shí)，例如用戶(hù)以通過(guò)維持焊線(xiàn)101的形狀來(lái)確保送給性能或避免與周?chē)锛?干涉為目的，通常設(shè)置用于從上方垂吊焊槍纜線(xiàn)111的夾具112。另外，焊槍纜線(xiàn)111也隨 著機(jī)器人109的動(dòng)作而移動(dòng)。因此，夾具112多采用彈簧或橡膠等的彈性體。因此，通過(guò)焊 槍纜線(xiàn)111，向上的拉力也作用于焊槍104和保持該焊槍的機(jī)器人109，作為支持機(jī)器人109 的重力的力。特別的，安裝著焊槍104的機(jī)器人頂端部裝載有小容量的電動(dòng)機(jī)，因此這樣的 焊槍纜線(xiàn)111的張力變化是無(wú)法忽視的。又，這樣的夾具112的選定或安裝或更換是通過(guò) 用戶(hù)進(jìn)行的。因此，由于使用夾具112，或者由于夾具112的安裝或更換，有可能誤判定為發(fā) 生了異常。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)昭63-123105號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平11-129186號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1 機(jī)械手的動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)、小菅一弘、其他1名、日本機(jī)械學(xué)會(huì) [No. 99-9]機(jī)器人學(xué)·機(jī)械學(xué)演講會(huì)，99演講論文集2A1-11-030

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種機(jī)器人異常判定方法，其不需要測(cè)定、存儲(chǔ)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并能夠在生 產(chǎn)線(xiàn)工作中判定，即便在沒(méi)有輸入正確的負(fù)荷參數(shù)或受到外力的情況下也能減少異常的誤 判定。本發(fā)明的機(jī)器人的異常判定方法，包括下列步驟在機(jī)器人工作過(guò)程中，判定作為 N個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值(N為正整數(shù))的平均值的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值是否超過(guò)第一異常 判定基準(zhǔn)值的步驟，該第一異常判定基準(zhǔn)值是在由規(guī)定的所述N個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的平均 值所得到的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值上加上第一規(guī)定值得到的；在所述機(jī)器人工作 過(guò)程中，判定作為N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值(N為正整數(shù))的平均值的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值是否 超過(guò)第二異常判定基準(zhǔn)值的步驟，該第二異常判定基準(zhǔn)值是在由規(guī)定的所述N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定平均值所得到的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值上加上第二規(guī)定值得到的；當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值超過(guò)所述第一異常判定基準(zhǔn)值，且所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值超過(guò)第二異 常判定基準(zhǔn)值時(shí)，判定為異常的步驟。根據(jù)上述構(gòu)成，不需要進(jìn)行基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的測(cè)定、存儲(chǔ)，在生產(chǎn)線(xiàn)工作中也可進(jìn)行判 定。即便在沒(méi)有輸入正確的負(fù)荷參數(shù)或受到外力的情況下也能夠降低異常的誤判定。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人異常判定的框圖。圖2顯示圖1示出的異常判定部的詳細(xì)構(gòu)造的框圖。圖3是表示該實(shí)施形態(tài)的機(jī)器人的異常判定方法的單元時(shí)間內(nèi)平均運(yùn)算處理的 流程圖。圖4是表示該實(shí)施形態(tài)的機(jī)器人的異常判定方法的異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定處理的 流程圖。圖5是對(duì)基于圖4的流程圖中電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定 步驟進(jìn)行說(shuō)明的第1圖。圖6是對(duì)基于圖4的流程圖中電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定 步驟進(jìn)行說(shuō)明的第2圖。圖7是對(duì)根據(jù)圖4的流程圖中外力轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定步驟進(jìn) 行說(shuō)明的示意圖。圖8是表示該實(shí)施形態(tài)的機(jī)器人的異常判定方法的異常判定處理的流程圖。圖9是對(duì)基于圖8的流程圖中電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的異常判定步驟進(jìn)行說(shuō) 明的示意圖。圖10是對(duì)基于圖8的流程圖中外力轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的異常判定步驟進(jìn)行說(shuō)明的 示意圖。圖11是表示現(xiàn)有的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成圖。符號(hào)說(shuō)明6 位置控制部10 速度控制部18 電動(dòng)機(jī)/外力轉(zhuǎn)矩部21 方向判定部26 動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部30 外力轉(zhuǎn)矩推定部32 異常判定裝置34 異常警告顯示部35 單位時(shí)間平均部36 數(shù)據(jù)累積部37 移動(dòng)平均部38 異常判定基準(zhǔn)設(shè)定部40 異常判定部
101焊線(xiàn)103焊線(xiàn)送給電動(dòng)機(jī)104焊槍105焊接電源裝置107母材108 電弧109機(jī)器人110機(jī)器人控制裝置111焊槍纜線(xiàn)112夾具
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。但是本發(fā)明不限于本實(shí)施例。實(shí)施方式圖1是說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例的機(jī)器人異常判定方法的框圖，其顯示出包括機(jī)器 人異常判定的位置控制環(huán)路。圖2顯示圖1示出的異常判定部的詳細(xì)構(gòu)造的框圖。圖3是 表示該實(shí)施形態(tài)的機(jī)器人的異常判定方法的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和外力轉(zhuǎn)矩值的單元時(shí)間 內(nèi)平均值運(yùn)算處理的流程圖。圖4是顯示該實(shí)施方式的機(jī)器人的異常判定方法的、基于電 動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和外力轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值的異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定處理的流程圖。本實(shí)施方式中說(shuō)明的機(jī)器人異常判定方法，例如可應(yīng)用于與圖11所示的現(xiàn)有技 術(shù)一樣的焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。即，本實(shí)施方式不同于圖11所顯示的焊接系統(tǒng)中的利用機(jī)器人 控制裝置110的控制方法。因此，本實(shí)施方式中，以圖11顯示的焊接系統(tǒng)的構(gòu)成作為實(shí)例 進(jìn)行說(shuō)明。圖1中，位置指示θ com基于用戶(hù)指示的起始點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置得到。位置控制部6將位置指令θ com和后述的從電動(dòng)機(jī)/外力轉(zhuǎn)矩部18反饋而來(lái)的電動(dòng)機(jī)角速度com 作為輸入進(jìn)行比例控制(P控制)，并輸出速度指示com。位置控制部10將速度指令ω com 和反饋而來(lái)的電動(dòng)機(jī)角速度ωπι作為輸入進(jìn)行比例 積分控制(PI控制)，生成電動(dòng)機(jī)電流 指令I(lǐng)m。下面，對(duì)圖1顯示的框圖的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1中，位置控制部6基于位置指令θ com(例如，搭載有焊槍的機(jī)器人的關(guān)節(jié)角)和對(duì)反饋回來(lái)的電動(dòng)機(jī)角速度com(例如， 機(jī)器人角軸的角速度)積分得到的電動(dòng)機(jī)位置θ m之間的差值，生成速度指示cocom。速度控制部10基于速度指令《com和反饋回來(lái)的電動(dòng)機(jī)角速度com的差值生成 電動(dòng)機(jī)電流指令I(lǐng)m。電動(dòng)機(jī)/外力轉(zhuǎn)矩部18包括焊槍104和旋轉(zhuǎn)焊槍104的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)/外力 轉(zhuǎn)矩部18中，產(chǎn)生由電動(dòng)機(jī)發(fā)生的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值τ m、或施加于焊槍104的外力轉(zhuǎn)矩值 τ dis、或移動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩值τ μ。基于這些轉(zhuǎn)矩，輸出控制電動(dòng)機(jī)速度的電動(dòng)機(jī)角速度ωπι， 反饋到位置控制部6和速度控制部10。電動(dòng)機(jī)/外力轉(zhuǎn)矩部18是控制系統(tǒng)所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載， 根據(jù)通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流指令I(lǐng)m產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值τπι，顯示實(shí)際的角速度com如何變 化。
外力轉(zhuǎn)矩推定部30無(wú)感(七 > 寸> 7 )推定外力轉(zhuǎn)矩值τ dis。即，輸出作為外 力轉(zhuǎn)矩值τ dis的推定值的外力轉(zhuǎn)矩推定值τ diso。但是，作為無(wú)感推定外力轉(zhuǎn)矩值的方法，已知有動(dòng)力學(xué)運(yùn)算方式或干擾推定觀(guān)察 方式。動(dòng)力學(xué)運(yùn)算方式是，從電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值減去從機(jī)器人的逆動(dòng)力學(xué)運(yùn) 算求得的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩值從而求得外力轉(zhuǎn)矩值的方式，該減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值是從電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩值減去電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)的慣量和因摩擦損失的轉(zhuǎn)矩值求得的(參 閱非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。干擾推定觀(guān)察方式是使用干擾推定觀(guān)察求得碰撞力的方式。本實(shí)施方式 中，以使用前者的動(dòng)力學(xué)運(yùn)算方式的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。圖1中，假設(shè)減速機(jī)是剛體，從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)觀(guān)察的情況下，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值 τπι以(式子1-1)表示，從負(fù)載側(cè)觀(guān)察的情況下，以(式子1-2)表示。τπι = KtXIm (式子 1-1)τπι=τ dyn+ τ dis+JmX α m+DX com+ τ μ (式子 1-2)Kt 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)Im:電動(dòng)機(jī)電流ωπι:電動(dòng)機(jī)角速度α m 電動(dòng)機(jī)角加速度(電動(dòng)機(jī)角速度的微分值)Jm 電動(dòng)機(jī)慣量(轉(zhuǎn)子+減速機(jī)1次側(cè))D 黏性摩擦系數(shù)τ μ 動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩值τ dyn 動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩值(重力轉(zhuǎn)矩值和慣性力和離心力和地球自轉(zhuǎn)偏向力的和)τ dis:外力轉(zhuǎn)矩值又，動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩值τ μ可以下面顯示的式子2計(jì)算。τ μ = K μ X sgn (式子 2)K μ 動(dòng)摩擦的大小 sgn = 1 (ω m > 0)，0 (ω m = 0)，-1 (ω m < 0)又，(式子1-2)的右項(xiàng)的外力轉(zhuǎn)矩值τ dis，可通過(guò)(式子1_1)和(式子1_2)變 形為下面顯示的(式子3)求得。τ dis = KtXIm-CJmX α m+DX ωm+Kμ Xsgn+τ dyn) (式子 3)另夕卜，(式子3)中，Kt X Im-Jm X am-DX ωπι-Κμ X sgn是電動(dòng)機(jī)輸出到減速機(jī)的
轉(zhuǎn)矩值。圖1中，外力轉(zhuǎn)矩推定部30表示為進(jìn)行(式子3)的運(yùn)算的功能模塊。外力轉(zhuǎn)矩推定部30中，動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩推定值τ dyno是在動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部26中通 過(guò)用構(gòu)成機(jī)器人的全軸的電動(dòng)機(jī)角速度ωπι的反饋和機(jī)器人的機(jī)械參數(shù)實(shí)行逆動(dòng)力學(xué)運(yùn) 算求得的。又，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩推定值τ mo用電動(dòng)機(jī)電流指令I(lǐng)m通過(guò)(式子1-1)計(jì)算。 外力轉(zhuǎn)矩推定部30用動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩推定值τ dyno和電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩推定值τ-，根據(jù)(式 子3)求得外力轉(zhuǎn)矩推定值τ diso。其結(jié)果， 外力轉(zhuǎn)矩推定值τ diso和電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩推 定值τ mo輸出到異常判定裝置32。圖2顯示圖1示出的異常判定裝置32的詳細(xì)構(gòu)造的框圖。采用圖2說(shuō)明異常判 定裝置32的動(dòng)作。下面的說(shuō)明中，單元時(shí)間定義為進(jìn)行異常判定的間隔。該單元時(shí)間是例如1小時(shí)等。又，機(jī)器人停止的時(shí)間除外，指的是工作著的時(shí)間。單位時(shí)間 平均部35中，算出作為從外力轉(zhuǎn)矩推定部30輸出的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩推 定值τπιο和外力轉(zhuǎn)矩推定值Tdiso各自的絕對(duì)值的單元時(shí)間平均值的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平 均值TmA和外力轉(zhuǎn)矩平均值τ dA0該算出方法在圖3的流程圖中顯示。圖3的處理在每個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩推定值 τ mo和外力轉(zhuǎn)矩推定值Tdiso的運(yùn)算周期實(shí)施。圖3中，首先，判定該軸角速度ωπι和其他軸角速度com中絕對(duì)值最大的角速度 ωπΜΑΧ是否比判定平均處理的實(shí)行的預(yù)先確定的角速度閾值comth大(步驟S301)。步 驟S301中，最大角速度ωπΜΑΧ比角速度閾值《mth大的情況下(步驟S301的Y)，向步驟 S302前進(jìn)，若不是(步驟S301的N)則處理結(jié)束。另外，設(shè)置步驟S301的條件的理由是， 在機(jī)器人在用戶(hù)停止操作或等待傳感器信號(hào)輸入等時(shí)停止的情況下，其停止時(shí)間是不確定 的，如果把這一狀態(tài)包含進(jìn)去計(jì)算平均單位時(shí)間，則平均值會(huì)出現(xiàn)偏差。又，此處，雖給出了 監(jiān)視電動(dòng)機(jī)角速度的實(shí)例，但只要能夠確認(rèn)機(jī)器人動(dòng)作也可采用其他的方法。例如可以在 機(jī)器人程序內(nèi)實(shí)行動(dòng)作命令時(shí)、在生成位置指令時(shí)等進(jìn)行機(jī)器人動(dòng)作的判定。步驟S302中，計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩推定值的絕對(duì)值I τπι0|的累計(jì)值xmS和外力 轉(zhuǎn)矩推定值的絕對(duì)值I Tdisol的累計(jì)值TdS和累計(jì)次數(shù)i。然后，在步驟S303中，判斷累計(jì)次數(shù)i是否到達(dá)預(yù)先規(guī)定的平均次數(shù)num。步驟 S303中，如果累計(jì)次數(shù)i到達(dá)平均次數(shù)num (步驟S303的Y)，則向S304前進(jìn)，如果沒(méi)有到 達(dá)(步驟S303的N)則終止處理。步驟S304中，以平均次數(shù)num除各累計(jì)值τ mS，τ dS，算出作為機(jī)器人動(dòng)作的單 元時(shí)間平均值的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τ mA和外力轉(zhuǎn)矩平均值TdA0例如將機(jī)器人動(dòng)作的單元時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩推定值τ mo和外力 轉(zhuǎn)矩推定值τ diso每10微秒進(jìn)行運(yùn)算的話(huà)，平均次數(shù)變?yōu)閚um = 360000次。接著作為該單元時(shí)間平均值(例如，1小時(shí)的平均值)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值 τ mA和外力轉(zhuǎn)矩平均值τ dA累積在數(shù)據(jù)存累積部36中。第j次單元時(shí)間(例如，單元時(shí) 間為1小時(shí)則為第j小時(shí))的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值TmA定義為T(mén)mA[j]。如果現(xiàn)在是第 X次單元時(shí)間，到第X次為止的累積個(gè)數(shù)為N個(gè)(N是正整數(shù))，則累積從電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值 xmA[x-N+l]至Ij TmA [χ]的數(shù)據(jù)。如果現(xiàn)在是第1000次(χ = 1000)單元時(shí)間，數(shù)據(jù)累積個(gè)數(shù)為48個(gè)(N = 48)，則 累積從電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值τπιΑ[953]到τπιΑ[1000]的數(shù)據(jù)。如果單元時(shí)間是1小時(shí)，則累 積機(jī)器人動(dòng)作48小時(shí)的數(shù)據(jù)。外力轉(zhuǎn)矩平均值TdA[j]也同樣。移動(dòng)平均部37中，分別通過(guò)(式子4-1)和(式子4-2)，對(duì)于單元時(shí)間第χ次的電 動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值和單元時(shí)間第X次的外力轉(zhuǎn)矩平均值，求得數(shù)據(jù)累積部36中累積的N 個(gè)數(shù)據(jù)的現(xiàn)在移動(dòng)平均τπιΑΑ[χ]和TdAA[x]。[數(shù)4-1]
XrmAA[x]=( Σ T m aU
j=x-N+\[數(shù)4-2]
異常判定基準(zhǔn)設(shè)定部38中，基于圖4顯示的流程圖，以單位時(shí)間N個(gè)的移動(dòng)平均 值τπιΑΑ[Χ]為基準(zhǔn)，判斷從電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的單位時(shí)間內(nèi)平均值τπιΑ[χ-ΝΝ+1] (NN是正 整數(shù))到TmA[x]的數(shù)據(jù)是否屬于一定范圍內(nèi)的偏差。即，判斷NN個(gè)的單位時(shí)間內(nèi)平均值 xmA[j]和單位時(shí)間N個(gè)的移動(dòng)平均值TmAA[j]的差，是否比預(yù)先規(guī)定的規(guī)定值小。這樣， 如果在一定范圍內(nèi)，則將該單位時(shí)間N個(gè)的移動(dòng)平均值TmAA[X]設(shè)定為基準(zhǔn)值。然后，基 于設(shè)定的移動(dòng)平均值TmAA[X]的基準(zhǔn)值，確定圖2顯示的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值 τ mth (第1異常判定值)和外力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ dth (第2異常判定值)，并設(shè)定異 常判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo)記fth為“ 1 ”。下面，說(shuō)明圖4的流程圖。圖4顯示的流程圖在每個(gè)異常判定單位時(shí)間實(shí)施。圖 4中，步驟S401中，判定異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo)記fth是否為“0”。步驟S401中，異常 判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo)記fth為0的話(huà)(步驟S401的Y)，則由于異常判定基準(zhǔn)值未被設(shè) 定因而進(jìn)到步驟S402。步驟S401中，異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo)記fth為1的話(huà)(步驟 S401的N)，則由于異常判定基準(zhǔn)值已經(jīng)被設(shè)定而結(jié)束處理。步驟S402中，判定電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的平均值τ mA[x-K]和移動(dòng)平均值τ mAA[x] 的差的絕對(duì)值是否小于判定單位時(shí)間平均值的偏差的閾值Tmthl。電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的 平均值τπιΑ[χ-Κ]和移動(dòng)平均值τπιΑΑ[χ]的差的絕對(duì)值小于閾值τ mthl時(shí)(步驟S402 的Y)，去到步驟S403。但是，在除此以外的情況下(步驟S402的N)，處理結(jié)束。另外，閾值 Tmthl例如可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)等預(yù)先求得。圖5顯示的本實(shí)施方式中，設(shè)定為電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 值的5%。該值越小，就越無(wú)法確定電動(dòng)機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ ，直到負(fù)載率穩(wěn)定 并達(dá)到一定。即，雖然基準(zhǔn)值的妥當(dāng)性提高，但是因?yàn)闆](méi)有確定基準(zhǔn)值，因此無(wú)法實(shí)施異常 判定。因此，該值可根據(jù)實(shí)際使用狀況確定合適的值。在步驟S403中，對(duì)運(yùn)算步驟數(shù)K加“ 1 ”。在步驟S404中，判定運(yùn)算步驟數(shù)K是否 到達(dá)偏差判定個(gè)數(shù)NN次。在步驟S403中，如果運(yùn)算步驟數(shù)k到達(dá)NN次的話(huà)(步驟S403 的Y)，則判斷控制系統(tǒng)穩(wěn)定并前進(jìn)到步驟S405。但是，運(yùn)算步驟數(shù)k未到達(dá)NN次的話(huà)(步 驟S403的N)，則判斷控制系統(tǒng)還未穩(wěn)定并返回到步驟S402。步驟S405中，基于NN個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τπιΑ[χ]在一定的偏差范圍內(nèi)時(shí) 的移動(dòng)平均值τ mAA[x]，計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ 。進(jìn)一步的，計(jì)時(shí)的外 力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ dth，將異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo)記fth設(shè)為“1”以完成處理。 又，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ 通過(guò)對(duì)移動(dòng)平均值TmAA[X]加上用于設(shè)定電動(dòng) 機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常基準(zhǔn)值的加算值Tmth2(第一規(guī)定值)而算出。又，此時(shí)的外力轉(zhuǎn)矩異常判 定基準(zhǔn)值τ dth通過(guò)對(duì)移動(dòng)平均值τ(1ΑΑ[Χ]加上用于設(shè)定外力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值的加 算值Tdth2(第二規(guī)定值)。此處，用于設(shè)定電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異?；鶞?zhǔn)值的加算值Tmth2 和用于設(shè)定外力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值的加算值τ dth2，是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)等預(yù)先確定的值。 在圖6所示的本實(shí)施方式中，為電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的8%。在圖7所示的實(shí)施方式中，為5%。 雖然該值越小，異常判定的靈敏度越高，但是誤判定的可能性也大。從而，該值可根據(jù)實(shí)際 的使用狀況確定為適當(dāng)?shù)闹怠Ｕf(shuō)明以上處理的波形在圖5、圖6、圖7中示出。圖5是用于說(shuō)明基于圖4的流程圖中的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定過(guò)程的第一幅圖。圖5中，橫軸為單位時(shí)間處理次數(shù)x(例如單位時(shí)間為一小時(shí)，則為χ小時(shí))?？v軸為電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平 均值τπιΑ相對(duì)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩最大值的比率。又，在本實(shí)施方式中，為了便于理解，以下不采 用“比率”的說(shuō)法，而稱(chēng)為“電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τπιΑ”?！?X ”表示電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的 單位時(shí)間內(nèi)平均值τ mA，實(shí)線(xiàn)(圖5中黑點(diǎn)所表示的)為單位時(shí)間N個(gè)移動(dòng)平均值τ mAA。 圖5中示出，累積個(gè)數(shù)(移動(dòng)平均個(gè)數(shù))N和偏差判定個(gè)數(shù)NN為“24”時(shí)的情況，χ = 24時(shí) 首次計(jì)算移動(dòng)平均τ mAA[24]。此時(shí)，移動(dòng)平均τπιΑ[1] τπιΑ[24]也有在以移動(dòng)平均 τ mAA[24]為基準(zhǔn)士 Tmthl的范圍之外的數(shù)據(jù)。這樣，不滿(mǎn)足圖4的步驟S402的條件式， 步驟S405中不進(jìn)行電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ mth的計(jì)算。圖6和圖5相同，是直到χ = 37的時(shí)間經(jīng)過(guò)時(shí)的波形。圖6中，以單位時(shí)間24個(gè) 的第37次的移動(dòng)平均值τπιΑΑ[37]為基準(zhǔn)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩平均值τπιΑ[14] τπιΑ[37]這24 個(gè)(相當(dāng)于NN個(gè))都在士 Tmthl的范圍內(nèi)，因此滿(mǎn)足圖4的步驟S402的條件式。因此， 在步驟S405中計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的異常判定基準(zhǔn)值τ mth，設(shè)定異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定完 成標(biāo)記fth為1。具體來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ mth是以單位時(shí)間24個(gè)第 37次的移動(dòng)平均值TmAA[37]為基準(zhǔn)值通過(guò)加上用于設(shè)定電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定閾值 的加算值Tmth2而算出的。圖7是顯示外力轉(zhuǎn)矩值變化的示意圖，和圖6 —樣是顯示到χ = 37為止時(shí)間經(jīng)過(guò) 時(shí)的波形。[X]表示外力轉(zhuǎn)矩值的單位時(shí)間內(nèi)平均值τ dA，實(shí)線(xiàn)表示單位時(shí)間N個(gè)的移動(dòng) 平均值τ dAA。如上所述，χ = 37的時(shí)候設(shè)定電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值，在圖7中， 在該時(shí)刻在圖4的步驟S405中對(duì)外力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值Tdth進(jìn)行計(jì)算。具體來(lái)說(shuō)，外 力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值Tdth以單位時(shí)間24個(gè)第37次的移動(dòng)平均值TmAA[37]為基準(zhǔn)值 通過(guò)加上用于設(shè)定電動(dòng)機(jī)外力轉(zhuǎn)矩異常判定閾值的加算值τ dth2而算出。即，根據(jù)圖4、圖6可以得知，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值τ mA和電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值 τ mAA的差小于預(yù)先規(guī)定的值τ mthl時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τπιΑΑ設(shè)定為電動(dòng)機(jī)輸出 轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值。此時(shí)的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τ dAA設(shè)定為外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基 準(zhǔn)值τ dAA。換言之，連續(xù)的N個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τπιΑ都在士 τ mthl的范圍內(nèi)時(shí)，可得 到電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值。如上所述，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ mth和外力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值 τ dth，以圖4的步驟S402的條件判斷，在電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的平均值τ mA的偏差變小的 時(shí)刻進(jìn)行計(jì)算。即，在機(jī)器人的使用狀況穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)基于預(yù)先存儲(chǔ)的程序的機(jī)器人的動(dòng)作 模式自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。這樣，不需要預(yù)先計(jì)測(cè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，也不需要使得機(jī)器人以基準(zhǔn)的動(dòng)作模 式動(dòng)作。在圖2的異常判定部40中，根據(jù)圖8的流程圖進(jìn)行異常判定。圖8的處理在每個(gè) 異常判定單位時(shí)間(例如每一小時(shí))都進(jìn)行。圖8的步驟S801中，確認(rèn)異常判定基準(zhǔn)值設(shè) 定完成標(biāo)記fth是否設(shè)定為1。步驟S801中，如果異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo)記fth設(shè)定 為1(步驟S801為Y)則前進(jìn)到步驟S802，如果不是(步驟S801為N)則處理結(jié)束。在步驟S802中，判斷電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τπιΑΑ[Χ]是否大于電動(dòng) 機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值Tmth。步驟S802中，如果電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值xmAA[χ]大于電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值Tmth(步驟S802為Y)，則進(jìn)入到步驟 S803，如果不是(步驟S802為N)處理結(jié)束。步驟S803中，判斷外力轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ dAA[x]是否大于外力轉(zhuǎn)矩異常判 定基準(zhǔn)值idth。步驟S803中判斷外力轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ(1ΑΑ[Χ]大于外力轉(zhuǎn)矩異常 判定基準(zhǔn)值τ dth時(shí)(步驟S803為Y)，前進(jìn)到步驟S804，如果不是(S803為N)，前進(jìn)到步 驟 S805。步驟S804中，異常判定標(biāo)記fL設(shè)為“1”終止處理。步驟S805中，異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo)記fth設(shè)為“0”，重新進(jìn)行在異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定部38的處理(圖4的流程 圖)。對(duì)圖8的處理進(jìn)行說(shuō)明的波形圖如圖9、圖10所示。圖9顯示圖6的波形達(dá)到140 次的波形。在圖9中，在χ = 90次附近由于故障導(dǎo)致的摩擦增加使得電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的 移動(dòng)平均值τπιΑΑ[Χ]逐漸增加。χ= 120次處超過(guò)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ mth， 滿(mǎn)足步驟S802的條件。圖10顯示圖7的波形到達(dá)χ= 140次的波形。在圖10中，在χ = 120次處，外力 轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ(1ΑΑ[120]超過(guò)外力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值1(1讓?zhuān)瑵M(mǎn)足步驟3803的條 件。此時(shí)，步驟S804中，異常判定步驟fL設(shè)為[1]，圖1的異常警告顯示部34進(jìn)行異常警
告處理。在圖10中，如果在χ = 120次處，外力轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ(1ΑΑ[120]在外力轉(zhuǎn) 矩異常判定基準(zhǔn)值Tdth以下，則不滿(mǎn)足步驟S803的條件。此時(shí)，判定基準(zhǔn)值設(shè)定完成標(biāo) 記fth設(shè)為“0”，并重新進(jìn)行異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定部38的處理(圖4的流程圖)。S卩，再次 進(jìn)行求得發(fā)動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ mth和外力轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ dth的處理， 并將它們作為新的基準(zhǔn)值進(jìn)行異常判斷處理。又，步驟S802和步驟S803中，以電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ mAA的上升和 外力轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ dAA的上升這兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行判定的理由是，即使外力轉(zhuǎn)矩值 的移動(dòng)平均值τ dAA上升，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ mAA也有減少的可能，這是為 了避免這種情況時(shí)的誤判定。例如，纜索張力的增加成為支持機(jī)器人重力的力的情況就相 當(dāng)于上述的情況。進(jìn)一步的，即使電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ mAA上升，外力轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng) 平均值τ dAA也可能不上升。為了避免這樣的情況，在步驟S802和步驟S803，以電動(dòng)機(jī)輸 出轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)值τ mAA的上升和外力轉(zhuǎn)矩值的移動(dòng)平均值τ dAA的上升這兩方面為條件 來(lái)進(jìn)行判定。例如，機(jī)器人的工作內(nèi)容改變，機(jī)器人的程序由用戶(hù)更換時(shí)，具有電動(dòng)機(jī)輸出 轉(zhuǎn)矩平均值τ mAA上升的可能性。但是，因?yàn)橥饬](méi)有增加，因此電動(dòng)機(jī)在安裝負(fù)載參數(shù)正 確輸入時(shí)外力轉(zhuǎn)矩平均值τ dAA不會(huì)上升。本發(fā)明即使在安裝負(fù)載參數(shù)沒(méi)有正確輸入時(shí)，也能減少異常判定的誤判定概率。由于即使實(shí)際的外力轉(zhuǎn)矩值τ dis為“0”，安裝負(fù)載的參數(shù)有誤差時(shí)，動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩 值Tdyn的計(jì)算會(huì)產(chǎn)生誤差，因此由數(shù)式(3)計(jì)算得到的外力推定轉(zhuǎn)矩值Tdiso不會(huì)變成 “0”。以包含誤差的動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩值為T(mén)dyn_err，其推定誤差為Δ τ dis時(shí)，(數(shù)式5)成立。Δ τ dis = KtXIm-(JmX α +DX ωm+Kμ Xsgn+ τ dyn_err)(數(shù)式 5)
在該動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算具有誤差的狀態(tài)下，實(shí)際故障造成的摩擦轉(zhuǎn)矩值增加了 Δ τ μ的話(huà)，外力轉(zhuǎn)矩推定值Tdiso以(數(shù)式6)進(jìn)行計(jì)算。Tdiso = KtXIm-(JmX α+DX ωm+( τ μ+Δ τ μ ) Xsgn+ τ dyn_err)= Δ τ dis+Δ τ μ Xsgn (數(shù)式 6)此時(shí)，(數(shù)式6)中，如果|Δ τ μ I > Δ τ dis |，即使動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算有誤差，如果故障導(dǎo)致的摩擦轉(zhuǎn)矩值增加超過(guò)該誤差引起的推定誤差，則不管Δ τ dis的符號(hào)如何， 外力轉(zhuǎn)矩推定值τ diso的絕對(duì)值可通過(guò)(數(shù)式7-1)、(數(shù)式7-2)表示。I τ diso[+] I = Δ τ dis+Δ τ μ (數(shù)式 7—1)I τ diso[_] I = —Δ τ dis+Δ τ μ (數(shù)式 7—2)I τ diso[+] I 電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)的外力轉(zhuǎn)矩推定值的絕對(duì)值I τ disoH I 電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)的外力轉(zhuǎn)矩推定值的絕對(duì)值此處，Δ τ dis和Δ τ μ的單位時(shí)間年平均分別為Δ τ dA、Δ τ μ Α，外力轉(zhuǎn)矩推 定值τ diso的絕對(duì)值的單位時(shí)間平均τ dA如(數(shù)式8_1)、(數(shù)式8_2)表示。τ dA[+] = Δ τ dA+Δ τ μ A(數(shù)式 8-1)τ dA[_] = -Δ τ dA+Δ τ μ A(數(shù)式 8-2)τ dA[+]:電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)的外力轉(zhuǎn)矩推定值的絕對(duì)值的單位時(shí)間平均τ dA[-]:電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)的外力轉(zhuǎn)矩推定值的絕對(duì)值的單位時(shí)間平均此處工業(yè)用機(jī)器人的的動(dòng)作角度有限，最大也在士360度左右，因此，驅(qū)動(dòng)該機(jī)器 人的電動(dòng)機(jī)不僅在一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。+方向的旋轉(zhuǎn)角度和-方向的旋轉(zhuǎn)角度的差最大為 720度。例如，如果使得異常判定的單位時(shí)間為1小時(shí)，由于合計(jì)旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)幾萬(wàn)度的情 況占大半，因此認(rèn)為+方向的旋轉(zhuǎn)角度和-方向的旋轉(zhuǎn)角度大致相同也可以。這里，由于可取τ dA[+]和τ dA[_]的平均(數(shù)式9)，因此能夠計(jì)算外力轉(zhuǎn)矩推定 值的單位時(shí)間平均TdA。TdA= (xdA[+]+xdA[-])/2= (Δ τ dA+Δ τ μ Α-Δ τ dA+Δ τ μ Α)/2= Δ τ μΑ(數(shù)式 9)根據(jù)數(shù)式9，即使沒(méi)有輸入正確的負(fù)載參數(shù)、動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算有誤差，如果故障導(dǎo) 致的摩擦轉(zhuǎn)矩值增加Δ τ μ A超過(guò)該誤差導(dǎo)致的推定誤差Δ τ dA，也可正確地判斷故障導(dǎo) 致的摩擦轉(zhuǎn)矩值的增加Δ τ μ A。S卩，在沒(méi)有輸入正確的負(fù)載參數(shù)的情況下，即使實(shí)際由故障引起的摩擦增加，也會(huì) 在該摩擦轉(zhuǎn)矩值的增加Δ τ μ A小于參數(shù)誤差導(dǎo)致的誤差Δ τ dA時(shí)，產(chǎn)生不滿(mǎn)足圖8的流 程圖的步驟S803的條件的情況。因此，此時(shí)的異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定部38的處理(圖4的 流程圖)重新進(jìn)行，再次設(shè)定異常判定閾值Tdth。但是，摩擦轉(zhuǎn)矩值的增加△ τ μ A進(jìn)一 步增加，超過(guò)參數(shù)誤差所引起的誤差△ TdA時(shí)，外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τ dA正確反映摩擦轉(zhuǎn) 矩值增加Δ τ μΑ。從而，步驟S803進(jìn)行正確判斷。通過(guò)以上內(nèi)容可減少誤判定的概率。又，在本實(shí)施方式中，對(duì)以電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值為優(yōu)先的情形進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可 改變電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和外力轉(zhuǎn)矩值的異常判定的順序，以外力轉(zhuǎn)矩值為優(yōu)先進(jìn)行異常判定。即，首先，在機(jī)器人的工作過(guò)程中判定，作為N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值τ dA的平均值的 外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τ dAA是否超過(guò)第二異常判定基準(zhǔn)值τ dth，該第二異常判定基準(zhǔn)值 τ dth是在根據(jù)規(guī)定的N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τ dA得到的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn) 值τ dAA上加上第二規(guī)定值Tdth2得到的。接著，在機(jī)器人工作過(guò)程中判定，作為N個(gè)電 動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值TmA的平均值的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τ mAA是否超過(guò)第一異常判定值 τ mth，該第一異常判定值imth是在根據(jù)規(guī)定的N個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的平均值τ mA得 到的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值τ mAA上加上第一規(guī)定值Tmth2后得到的。其結(jié)果， 當(dāng)外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τ dAA超過(guò)第二異常判定基準(zhǔn)值τ dth2，且電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值 τ mAA超過(guò)第一異常判定基準(zhǔn)值τ mth時(shí)判定為異常。此時(shí)，將N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值τ dA和外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τ dAA的差小于預(yù)先 確定的規(guī)定值Tmthl時(shí)的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τ dAA設(shè)定為外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn) 值τ dAA，將此時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τ mAA設(shè)定為電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值 τ mAA ο又，當(dāng)外力轉(zhuǎn)矩推定移動(dòng)平均值超過(guò)異常判定基準(zhǔn)值，但電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平 均值沒(méi)有超過(guò)異常判定基準(zhǔn)值時(shí)，再次進(jìn)行在異常判定基準(zhǔn)值設(shè)定部38的處理(圖4所示 的流程圖)，再度進(jìn)行求得電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定基準(zhǔn)值τ mth和外力轉(zhuǎn)矩異常判定基 準(zhǔn)值τ dth的處理，并將這些值作為新的基準(zhǔn)值進(jìn)行異常判斷處理。又，本實(shí)施方式中，示出了在電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的絕對(duì)值的N個(gè)的移動(dòng)平均值 τ mAA上加上用于設(shè)定電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定值的加算值τ mth2來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn) 矩異常判定值，之后判定電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值的絕對(duì)值的N個(gè)的移動(dòng)平均值τ mAA是否超過(guò) 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩異常判定值以判定異常的實(shí)例。但是，也可通過(guò)判定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均 值和電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的基準(zhǔn)值的差是否超過(guò)了規(guī)定的值來(lái)判定異常。又，規(guī)定 的值可以例如通過(guò)實(shí)驗(yàn)等來(lái)預(yù)先確定。又，在本實(shí)施方式中，示出了，對(duì)外力轉(zhuǎn)矩值的絕對(duì)值的N個(gè)的移動(dòng)平均值τ dAA 加上用于設(shè)定外力轉(zhuǎn)矩異常判定值的加算值τ dth2計(jì)算外力轉(zhuǎn)矩異常判定值，之后判定 外力轉(zhuǎn)矩值的絕對(duì)值的N個(gè)的移動(dòng)平均值τ dAA是否超過(guò)外力轉(zhuǎn)矩異常判定值以判定異常 的實(shí)例。但是，也可判定電動(dòng)機(jī)外力轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值和外力電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩移動(dòng)平均值的基準(zhǔn) 值的差是否超過(guò)規(guī)定的值來(lái)判定異常。又，規(guī)定的值可以通過(guò)例如實(shí)驗(yàn)等來(lái)預(yù)先確定。進(jìn)一步的，在本實(shí)施方式中，首先，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值Tmo的其它的平均值τ mA，之后根據(jù)N個(gè)其他的平均值τ mA求得電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值(移動(dòng) 平均值)τ mAA。但是，即使不求所述其他的平均值τ mA，也可根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值τ mo 求得電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值(移動(dòng)平均值)τ mAA。這種情況和求得外力轉(zhuǎn)矩推定平均值 τ dAA的情況相同。又，在本實(shí)施方式中，對(duì)任意一個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行異常判斷。但是，由于多關(guān)節(jié)機(jī)器人 具有多個(gè)電動(dòng)機(jī)，因此也可以采用與本實(shí)施方式相同的方法對(duì)所有的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行異常判 定。或者，對(duì)特定的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行異常判定。又，本實(shí)施方式的機(jī)器人中，例如采用伺服電動(dòng)機(jī)，并對(duì)該伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行異常判定。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明不需要基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的測(cè)定、存儲(chǔ)，即使在生產(chǎn)線(xiàn)工作過(guò)程中也能夠進(jìn)行判定，即便在沒(méi)有輸入正確負(fù)載參數(shù)的情況下或受到外力的情況下也能夠減少誤判定的概率，因 此作為工作過(guò)程中的機(jī)器人的異常判定方法是有用的。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，包括下列步驟在機(jī)器人工作過(guò)程中，判定作為N個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值(N為正整數(shù))的平均值的電動(dòng) 機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值是否超過(guò)第一異常判定基準(zhǔn)值的步驟，該第一異常判定基準(zhǔn)值是在由規(guī) 定的所述N個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的平均值所得到的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值上加上 第一規(guī)定值得到的；在所述機(jī)器人工作過(guò)程中，判定作為N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值(N為正整數(shù))的平均值的外 力轉(zhuǎn)矩推定平均值是否超過(guò)第二異常判定基準(zhǔn)值的步驟，該第二異常判定基準(zhǔn)值是在由規(guī) 定的所述N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定平均值所得到的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值上加上第二規(guī) 定值得到的；當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值超過(guò)所述第一異常判定基準(zhǔn)值，且所述外力轉(zhuǎn)矩推定平 均值超過(guò)第二異常判定基準(zhǔn)值時(shí)，判定為異常的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，包括 將NN個(gè)(NN為正整數(shù))電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值之間的差比 預(yù)先確定的規(guī)定值小時(shí)的所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值設(shè)定為所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值 的基準(zhǔn)值，并將此時(shí)的所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值設(shè)定為所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值 的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，包括將NN個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值之間的差比預(yù)先確定的規(guī)定值小 時(shí)的所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值設(shè)定為所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值，并將此時(shí)的所述 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值設(shè)定為所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值的步驟。
4.如權(quán)利要求2或3所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值超過(guò)所述第一異常判定基準(zhǔn)值，所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均 值不超過(guò)所述第二異常判定基準(zhǔn)值時(shí)，或者當(dāng)所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值超過(guò)所述第二異常 判定基準(zhǔn)值，所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值不超過(guò)所述第一異常判定基準(zhǔn)值時(shí)，設(shè)定所述電 動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，包括所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定值是預(yù)先確定的單位時(shí)間內(nèi)的所述電動(dòng) 機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定值的其他的平均值。
6.一種機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，包括下列步驟在所述機(jī)器人的工作過(guò)程中，判定作為N個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值(N為正整數(shù))的平均值 的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值和根據(jù)規(guī)定的所述N個(gè)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值得到的電動(dòng)機(jī) 輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值之間的差，是否超過(guò)第一規(guī)定值的步驟；在所述機(jī)器人的工作過(guò)程中，判定作為N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值的平均值的外力轉(zhuǎn)矩推定 平均值和根據(jù)規(guī)定的所述N個(gè)的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值得到的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn) 值之間的差，是否超過(guò)第二規(guī)定值的步驟；在所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值和所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值之間的差超過(guò) 所述第一規(guī)定值，且所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值之間的 差超過(guò)所述第二規(guī)定值的情況下，判定為異常的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，包括將NN個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值之間的差小于預(yù)先確定的值 時(shí)的所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值設(shè)定為所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值，并將此時(shí)的 所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值設(shè)定為所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，包括將NN個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值之間的差小于預(yù)先確定的值時(shí)的 所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值設(shè)定為所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值，并將此時(shí)的所述電動(dòng) 機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值設(shè)定為所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值的步驟。
9.如權(quán)利要求7或8所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，在所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值和所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值之間的差超過(guò) 所述第一規(guī)定值，且所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值之間的 差沒(méi)有超過(guò)所述第二規(guī)定值時(shí)，或者，在所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定平 均值的基準(zhǔn)值之間的差超過(guò)所述第二規(guī)定值，且所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值和所述電動(dòng)機(jī) 輸出轉(zhuǎn)矩平均值的基準(zhǔn)值之間的差沒(méi)有超過(guò)所述第一規(guī)定值時(shí)，設(shè)定所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 平均值的基準(zhǔn)值和所述外力轉(zhuǎn)矩推定平均值的基準(zhǔn)值。
10.如權(quán)利要求6所述的機(jī)器人的異常判定方法，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值 和所述外力轉(zhuǎn)矩推定值為，預(yù)先確定的單位時(shí)間內(nèi)的所述電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值和所述外力轉(zhuǎn) 矩推定值的其他的平均值。
全文摘要
本發(fā)明提供的機(jī)器人的異常判定方法，在作為N個(gè)(N為正整數(shù))電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩值τmA的平均值的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平均值τmAA超過(guò)第一異常判定基準(zhǔn)值τmth，作為N個(gè)外力轉(zhuǎn)矩推定值τdA的平均值的外力轉(zhuǎn)矩推定平均值τdAA超過(guò)第二異常判定基準(zhǔn)值τdth時(shí)，判定為異常，這樣就不需要測(cè)定、存儲(chǔ)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，即可在生產(chǎn)線(xiàn)工作過(guò)程中進(jìn)行異常判定。
文檔編號(hào)B25J19/06GK102036789SQ20098011847
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者中田廣之, 衣笠靖啟 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社