驱动机构的故障诊断装置、故障诊断方法以及具备上述故障诊断装置的机械装置制造方法及图纸

本发明专利技术的驱动机构的诊断装置是机械装置(11)的包括减速机(13)和马达在内的驱动机构(51)的故障诊断装置，上述机械装置(11)具备：主体(31)，包括马达(14)、对马达(14)的旋转动力进行减速的减速机(13)、以及通过被减速机(13)减速后的旋转动力进行动作的动作部(12)；和防振控制部(33)，进行防止主体(31)的振动的防振控制，构成为：向机械装置(11)的防振控制部(33)发送使防振控制停止的指令，其后，确定停止了防振控制的机械装置(11)的动作进行加减速的加减速期间，并基于该加减速期间的马达(14)的负载电流或者与该负载电流具有相关关系的电流值即马达电流的频谱的变化相对于马达(14)的转速的变化，来判定在驱动机构(51)是否存在故障的征兆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动机构的故障诊断装置、故障诊断方法以及具备上述故障诊断装置的机械装置
本专利技术涉及驱动机构的故障诊断装置、故障诊断方法以及具备上述故障诊断装置的机械装置。
技术介绍
以往，公知有基于机械装置的加减速期间的马达电流的频谱的变化相对于马达转速的变化，来判定在减速机是否存在故障的征兆的减速机的故障诊断方法(参照专利文献1)。该故障诊断方法由于在机械装置的加减速期间进行故障诊断，因此能够在机械装置的作业中进行故障诊断。专利文献1：日本专利第6144404号刊载公报然而，有时在机械装置中进行防止主体的振动的防振控制。特别是在机器人中一般进行机器人主体的防振控制。上述的减速机的故障诊断的技术在适用于对主体进行防振控制的机械装置的驱动机构的情况下尚有改善的余地。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，提供一种在对主体进行防振控制的机械装置中能够更早地检测驱动机构的故障的驱动机构的故障诊断装置、故障诊断方法以及具备故障诊断装置的机械装置。为了实现上述目的，本专利技术的一个方式(aspect)所涉及的驱动机构的故障诊断装置是机械装置的包括马达和减速机在内的驱动机构的故障诊断装置，上述机械装置具备：主体，包括上述马达、对上述马达的旋转动力进行减速的上述减速机、以及通过被上述减速机减速后的旋转动力进行动作的动作部；和防振控制部，进行防止上述主体的振动的防振控制，其中，上述驱动机构的故障诊断装置构成为：向上述机械装置的上述防振控制部发送使上述防振控制停止的指令，其后，确定停止了防振控制的上述机械装置的动作进行加减速的加减速期间，基于该加减速期间内的上述马达的负载电流或者与该负载电流具有相关关系的电流值(以下，称为马达电流)的频谱的变化相对于上述马达的转速的变化，来判定在上述驱动机构是否存在故障的征兆。根据该结构，在机械装置的加减速期间，在马达电流的频谱的变化相对于马达的转速的变化中，与驱动机构的故障的特征频率对应的特定的频率区域的电流振幅因驱动机构的共振而增大而示出峰值，但该峰值与驱动机构的故障的征兆存在相关性。因此，基于马达电流的频谱的变化相对于马达的转速的变化，能够判定在驱动机构是否存在故障的征兆，因此能够在设置有驱动机构的机械装置的作业中进行故障诊断。另一方面，该故障诊断由于利用驱动机构的共振，因此主体的振动大的一方的马达电流的频谱中的峰值变大，从而是否存在驱动机构的故障的征兆的判定的精度(灵敏度)提高。因此，如该结构那样，在故障诊断时，通过向机械装置的防振控制部发送指令来使防振控制停止，能够更早地检测驱动机构的故障。也可以构成为：在上述驱动机构是否存在故障的征兆的判定中，判定在上述减速机是否存在故障的征兆。根据该结构，能够更早地检测减速机的故障。也可以构成为：在上述驱动机构是否存在故障的征兆的判定中，判定在上述马达是否存在故障的征兆。根据该结构，能够更早地检测马达的故障。也可以构成为，上述驱动机构的故障诊断装置包括：转速取得部，取得上述马达的转速；加减速期间确定部，基于由上述转速取得部取得的马达的转速，来确定上述加减速期间；马达电流取得部，取得上述马达电流；时间序列转速数据生成部，将在上述加减速期间由上述转速取得部取得的上述马达的转速依次取样来生成一组时间序列转速数据；时间序列马达电流数据生成部，将在上述加减速期间由上述马达电流取得部取得的上述马达电流依次取样来生成一组时间序列马达电流数据；FFT解析部，使上述一组时间序列马达电流数据与上述一组时间序列转速数据分别对应来进行频率解析，生成与上述一组时间序列转速数据分别对应的一组上述马达电流数据的频谱；振幅峰值抽出部，抽出一组上述马达电流数据的频谱中的、与上述驱动机构的故障的特征性频率对应的规定的频率区域中的马达电流的振幅的峰值；以及判定部，将所抽出的上述马达电流的振幅的峰值与规定的振幅阈值比较，并基于其结果判定在上述驱动机构是否存在故障的征兆。根据该结构，能够将在设置有驱动机构的机械装置的作业中能够进行故障诊断的故障诊断装置适当地具体化。也可以构成为：具备输出上述判定的结果的输出装置。根据该结构，能够报告判定的结果。也可以构成为：上述机械装置是机器人。根据该结构，由于一般在机器人中进行防振控制，因此能够更早地检测机器人的减速机的故障。另外，本专利技术的另一方式(aspect)所涉及的机械装置具备：上述任一项所述的驱动机构的故障诊断装置；主体，包括马达、对上述马达的旋转动力进行减速的减速机、以及通过被上述减速机减速后的旋转动力进行动作的动作部；以及防振控制部，进行防止上述主体的振动的防振控制，上述驱动机构的故障诊断装置构成为向上述防振控制部发送使上述防振控制停止的指令。根据该结构，能够在该机械装置的作业中进行故障诊断。另外，本专利技术的又一方式(aspect)所涉及的驱动机构的故障诊断方法是机械装置的包括马达和减速机在内的驱动机构的故障诊断方法，上述机械装置具备：主体，包括上述马达、对上述马达的旋转动力进行减速的上述减速机、以及通过被上述减速机减速后的旋转动力进行动作的动作部；和防振控制部，进行防止上述主体的振动的防振控制，其中，上述驱动机构的故障诊断方法包括：步骤(a)，使上述机械装置的上述防振控制部停止上述防振控制；步骤(b)，在上述步骤(a)之后，确定停止了防振控制的上述机械装置的动作进行加减速的加减速期间；以及步骤(c)，基于该加减速期间的上述马达的负载电流或者与该负载电流具有相关关系的电流值(以下，称为马达电流)的频谱的变化相对于上述马达的转速的变化，来判定在上述驱动机构是否存在故障的征兆。根据该结构，能够更早地检测驱动机构的故障。本专利技术起到能够提供在对主体进行防振控制的机械装置中能够更早地检测驱动机构的故障的驱动机构的故障诊断装置、故障诊断方法以及具备故障诊断装置的机械装置的效果。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的驱动机构的故障诊断装置的结构的功能框图。图2是示意性地表示马达电流的频谱的变化相对于马达的转速的变化的图。图3A是表示在耐久试验中处于故障早期状态的减速机的马达电流的频谱的变化相对于马达的转速的变化的等值线图。图3B是表示在耐久试验中处于故障末期状态的减速机的马达电流的频谱的变化相对于马达的转速的变化的等值线图。图4是表示由图1的防振控制部和动作控制部进行的防振控制中的机器人的惯性模型的一个例子的图。图5是表示与图4的惯性模型对应的机器人的控制系统的图。图6是表示4惯性模型和2惯性模型的共振频率的图。图7是表示进行了极配置的情况和在原点配置了零点的情况下的马达停止时的扭矩补偿量的变化的图。图8是用于对2惯性模型进行说明的图。图9是表示图1的故障诊断装置的动作的流程图。图10是表示将机器人主体的防振控制关闭的状态相对于将该防振控制打开的状态的马达电流的频谱中的频率成分的值(马达电流的振幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动机构的故障诊断装置，是对机械装置的包括马达和减速机在内的驱动机构的故障进行诊断的故障诊断装置，所述机械装置具备：主体，包括所述马达、对所述马达的旋转动力进行减速的所述减速机、以及通过被所述减速机减速后的旋转动力进行动作的动作部；和防振控制部，进行防止所述主体的振动的防振控制，其中，/n所述驱动机构的故障诊断装置构成为：向所述机械装置的所述防振控制部发送使所述防振控制停止的指令，其后，确定停止了防振控制的所述机械装置的动作进行加减速的加减速期间，基于该加减速期间的所述马达的负载电流或者与该负载电流具有相关关系的电流值即马达电流的频谱的变化相对于所述马达的转速的变化，来判定在所述驱动机构是否存在故障的征兆。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181113 JP 2018-2131451.一种驱动机构的故障诊断装置，是对机械装置的包括马达和减速机在内的驱动机构的故障进行诊断的故障诊断装置，所述机械装置具备：主体，包括所述马达、对所述马达的旋转动力进行减速的所述减速机、以及通过被所述减速机减速后的旋转动力进行动作的动作部；和防振控制部，进行防止所述主体的振动的防振控制，其中，
所述驱动机构的故障诊断装置构成为：向所述机械装置的所述防振控制部发送使所述防振控制停止的指令，其后，确定停止了防振控制的所述机械装置的动作进行加减速的加减速期间，基于该加减速期间的所述马达的负载电流或者与该负载电流具有相关关系的电流值即马达电流的频谱的变化相对于所述马达的转速的变化，来判定在所述驱动机构是否存在故障的征兆。


2.根据权利要求1所述的驱动机构的故障诊断装置，其中，
构成为：在所述驱动机构是否存在故障的征兆的判定中，判定在所述减速机是否存在故障的征兆。


3.根据权利要求1所述的驱动机构的故障诊断装置，其中，
构成为：在所述驱动机构是否存在故障的征兆的判定中，判定在所述马达是否存在故障的征兆。


4.根据权利要求1所述的驱动机构的故障诊断装置，其中，
所述驱动机构的故障诊断装置包括：
转速取得部，取得所述马达的转速；
加减速期间确定部，基于由所述转速取得部取得的马达的转速，来确定所述加减速期间；
马达电流取得部，取得所述马达电流；
时间序列转速数据生成部，将在所述加减速期间由所述转速取得部取得的所述马达的转速依次取样来生成一组时间序列转速数据；
时间序列马达电流数据生成部，将在所述加减速期间由所述马达电流取得部取得的所述马达电流依次取样来生成一组时间序列马达电流数据；
FFT解析部，使所述一组时间序列马达电流数据与所述一组时间序列转速数据分别对应来进行频率解析，生成与所述一组时间序列转速数据分别对应的一组所述马达电流数据的频谱；
振幅峰值抽出部，抽出一组所述马达电流数据的频谱中的、与所述驱动机构的故障的特征性频率对应的规定的频率区域中的马达电流的振幅的峰值；以及
判定部，将所抽出的所述马达电流的振幅的峰值与规定的振幅阈值比较，并基于其结果判定在所述驱动机构是否存在故障的征兆。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的驱动机构的故障诊断装置，其中，
具备输出所述判定的结果的输出装置。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的驱动机构的故障诊断装置，其中，
所述机械装置是机器人，所述主体是机器人主体。


7.一种机械装置，其中，
所述机械装置具备：
权利要求1～6中任一项所述的驱动机构的故障诊断装置；
主体，包括马达、对所述马达的旋转动力进行减...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤由干，佐藤荣治，田口哲也，北村伸二，川井淳，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP