防止在今后出现由于机械装置故障而导致的停止和动作中的损坏事故。波形分析装置(200)包括检测物理现象的传感器部(203)、对从传感器部(203)发送的检测信号进行离散傅里叶变换的离散傅里叶变换部(208)、将相对于由离散傅里叶变换部(208)生成的各频率的振幅超过规定的上限值的振幅设为上述规定的上限值的后段加权部(209)、以及将由后段加权部(209)加权后的各频率的振幅相加的累积部(210)。操作控制台(100)在波形分析装置(200)中设置预定的上限值。的上限值。的上限值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】波形分析装置及波形分析方法
[0001]本专利技术涉及一种分析装置及分析方法，其检测传感器(以下称为物理传感器)的信号波形来诊断机械装置的状态，上述传感器检测在搬送被搬送物的多关节的搬送机器人或沿着引导轨道搬送被搬送物的行进机构等的机械装置的动作时产生的振动、声音、电磁波这样的物理现象。特别是，本专利技术涉及一种波形分析装置及波形分析方法，其用于分析通过多关节机器人的可动部分所具有的轴承或进给丝杠机构、减速机等的旋转设备或线性导向件等的驱动机构的动作而产生的振动或声音的信号波形。
技术介绍
[0002]在过去，提案了发现构成机械装置的机械元件的劣化而在今后防止将因故障而导致的停止、动作中的破损事故的方法、装置。例如，在专利文献1中公开了如下的判断机构，其设置对机械装置所发出的声音或振动、或者机械元件的变形的物理现象进行检测的物理传感器，将该物理传感器检测出的值与预先存储的基准值进行比较，在检测出的值为基准值以上的情况下发送劣化信号。另外，公开了具有处理机构的机器人的部件劣化检测装置，该处理机构响应于该判断机构所发送的劣化检测信号，执行警报信号的发送、机械装置的动作停止的所需的处理动作。
[0003]另外，在专利文献2中提出了如下的分析装置：在发生了不良情况的机械装置所发出的物理传感器的输出波形中，机械装置的劣化的发生、机械元件彼此的碰撞作为脉冲波形而包含在物理传感器的检测信号中，通过捕获该脉冲波形而发现故障。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：JP特开平2—262993号公报
[0007]专利文献2：国际公开WO2018/110337A号公报
技术实现思路
[0008]专利技术要解决的课题
[0009]按照专利文献1的专利技术，为了检测机械装置的异常，需要事先实测并登记在产生了劣化的情况下产生的实际的各种劣化音。如果是该方法，则存在到事先调查并登记各种劣化音为止需花费相当的时间的问题。
[0010]另一方面，在专利文献2中，试图捕捉脉冲波形而不是劣化音。劣化音是通过机械元件振动而产生的波，具有机械元件固有的频率。劣化音根据机械元件的状态而能产生各种频率的劣化音。因此，如果捕捉到不具有特定频率的脉冲波形，则即使不像专利文献1那样预先收集各种劣化音，仍可进行不良情况的检测。
[0011]另外，在机械元件的碰撞中，包含暂时碰撞之后分离的“摩擦”。另外，对于所谓机械元件彼此摩擦的情况，考虑本来由润滑油润滑的机械元件的润滑中断的情况、因变形而碰撞的情况等。例如，在轴承滚珠的润滑油中断的部位存在于一部分时，存在该部位摩擦的
情况。因反复进行该摩擦所引起的故障会在比较短的时间内发生。
[0012]已知理想的脉冲波形仅在无限短的时间产生，且在宽范围的频带中包含恒定的振幅。因此，若在物理传感器的检测信号中包含脉冲波形时进行傅里叶变换，则在全部的频率中信号电平应该均匀地增大。在专利文献2中，对通过实验得到的傅里叶变换的数据进行了评价，结果在比较低的频率下埋没于测定对象自身所具有的频率中，无法明确地观测到由脉冲波形引起的信号电平的增加。因此，在专利文献2的专利技术中，作业人员通过手动方式设定测定对象所产生的各种振动中机械装置通常产生的情况少的频带，在该特定频带的范围内进行加法运算。其结果是，在机械元件彼此摩擦时一瞬间产生的脉冲波形在已设定的频率范围内也具有频谱，因此通过在该范围内累积，与因在特定频率的范围内产生的固有振动而产生的频率的频谱相比受到强调。
[0013]在专利文献2中，将通过傅里叶变换在任何频率下都存在频谱的脉冲波形作为对象来进行故障检测，因此解决了机械装置预先知道各种由异常等引起的劣化音，并在故障检测器侧设定与该劣化音一致的频率这样的专利文献1的问题。但是，由于需要设定测量对象自身通常不发出的频率范围，因此，仍然存在故障检测依赖于检测对象的机械装置的课题。另外，在用于更准确地捕获并分析原本的脉冲波形的分析装置的结构中也需要改良。
[0014]本专利技术是鉴于上述课题提出的，本专利技术的目的在于提供一种无论机械装置通常产生的振动、劣化音具有怎样的频率，都使其影响降低而高精度地分析仅由脉冲产生的波形的方法，不依赖于机械装置，而在今后防止将因机械装置的故障而导致的停止、动作中的破损事故，并且进行效率良好的维护作业。
[0015]用于解决课题的技术方案
[0016]为了解决上述问题，本专利技术的波形分析装置检测在机械装置动作时产生的物理现象，对检测信号进行分析，其特征在于，该波形分析装置包括：
[0017]传感器部，该传感器部检测上述物理现象；
[0018]离散傅里叶变换部，该离散傅里叶变换部对从上述传感器部发送的检测信号进行离散傅里叶变换；
[0019]后段加权部，该后段加权部将相对于由上述离散傅里叶变换部生成的各频率的振幅超过规定的上限值的振幅设为上述规定的上限值；以及
[0020]累积部，该累积部累积由上述后段加权部加权后的各频率的振幅。
[0021]专利技术的效果
[0022]按照本专利技术，具有不需要预先知道下述情况的效果，该情况为，相对于何种频率发生具有振幅的固有振动。即，当进行离散傅里叶变换时，脉冲分解为多个频率，因此各自的大小与原来的脉冲的大小相比，与数据数n相应地变小。另一方面，基于机械装置的固有振动的波形具有特定的频率，即使进行离散傅里叶变换，该特定频率的振幅也大致原样地较大地出现。固有振动有可能与故障的有无无关地产生，另外，有时也会因共振而变大，但无论在哪个频率下都限制为上限值，由此固有振动的影响被缩小。
附图说明
[0023]图1为表示波形分析装置的图。
[0024]图2为说明脉冲的图，图2的A为表示衰减波形的图，图2的B为说明脉冲的傅里叶变
换的图，图2的C为表示传感器部的特性与采样频率的关系的图。
[0025]图3为表示加权数据的图，图3的A表示加权数据W，图3的B～图3的D表示加权数据FL；
[0026]图4为表示操作控制台和波形分析装置的动作的流程图，图4的A为设定初始值的设定流程，图4的B为检测物理现象时的检测流程；
[0027]图5为表示作为构成半导体制造系统的装置的EFEM的立体图；
[0028]图6为针对风扇轴承而测定振动的例子，图6的A表示正常时，图6的B表示异常时；
[0029]图7为表示离散傅里叶变换的结果的图，图7的A为正常时的各频率的振幅，图7的B为异常时的各频率的振幅；
[0030]图8为表示以声音为测定对象的离散傅里叶变换的结果的图，图8的A表示未发生接触时的离散傅里叶变换的结果，图8的B表示与管接触时的离散傅里叶变换的结果，图8的C表示与布线接触时的离散傅里叶变换的结果，图8的D表示与金属部接触时的离散傅里叶变换的结果；
[0031]图9为表示检测使半导体晶圆接触的情况下的振动的例子的图，图9的A为已使用的加权数据FL，图9的B、图9的C为正常时的结果本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种波形分析装置，该波形分析装置检测在机械装置动作时产生的物理现象，对检测信号进行分析，其特征在于，该波形分析装置包括：传感器部，该传感器部检测上述物理现象；离散傅里叶变换部，该离散傅里叶变换部对从上述传感器部发送的检测信号进行离散傅里叶变换；后段加权部，该后段加权部将相对于由上述离散傅里叶变换部生成的各频率的振幅超过规定的上限值的振幅设为上述规定的上限值；以及累积部，该累积部累积由上述后段加权部加权后的各频率的振幅。2.根据权利要求1所述的波形分析装置，其特征在于：上述离散傅里叶变换部将从上述传感器部以规定的采样周期取得的n个连续的检测信号各错开r而进行离散傅里叶变换；在这里，r表示1至n/16的整数，n表示256以上的2的乘方。3.根据权利要求1所述的波形分析装置，其特征在于：上述波形分析装置具有前段加权部，该前段加权部对上述n个检测信号进行基于窗函数的加权。4.根据权利要求1所述的波形分析装置，其特征在于：上述后段加权部对由上述离散傅里叶变换部生成的各频率的振幅减去根据频率而变更的加权，在成为负的情况下进行设为零的加权。5.根据权利要求1所述的波形分析装置，其特征在于：当由上述累积部相加的相加值超过规定的阈值时，检测出异常发生。6.根据权利要求1所述的波形分析装置，其特征在于：上述规定的上限值由操作控制台来设定。7.一种搬送机器人，该搬送机器人包括臂体、经由轴承而设置于上述臂体的前端上并搭载被搬送物的指状部、以及运算由上述指状部产生的物理现象的检测信号的波形分析装置；上述波形分析装置包括：传感器部，该传感器部...
【专利技术属性】
技术研发人员：玉造大悟，
申请(专利权)人：日商乐华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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