[發(fā)明專利]用于工作機(jī)的故障監(jiān)測(cè)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680003995.0
• 申請(qǐng)日: 2006-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN101116042A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樫尾英次;杉田義信
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 本田技研工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G05B19/406
• 分類號(hào): G05B19/406;G05B23/02;B25J9/16;G01M13/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黨曉林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于使用伺服馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源的機(jī)器人或其它工作機(jī)的故障監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

伺服馬達(dá)是一種控制馬達(dá)，其特征在于具有優(yōu)越的轉(zhuǎn)速控制和位置控制。伺服馬達(dá)安裝在各種工作機(jī)中，特別是廣泛用作機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)源。

伺服馬達(dá)能夠直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。然而，負(fù)載常常通過減速器或其它動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。這是由于當(dāng)負(fù)載通過減速器驅(qū)動(dòng)時(shí)可明顯增大來自伺服馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩的原因。此外，如果減速器包括帶、鏈或驅(qū)動(dòng)軸，就有這樣的好處，即，可將運(yùn)動(dòng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)離伺服馬達(dá)的地點(diǎn)。

必須考慮這樣的事實(shí)，即，在工作機(jī)中的伺服馬達(dá)和動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)中會(huì)發(fā)生故障。

在工作機(jī)中發(fā)生的故障的范圍有：危險(xiǎn)到足以必需緊急關(guān)閉機(jī)器的嚴(yán)重故障；即使繼續(xù)運(yùn)行直到下一次修理時(shí)間也不會(huì)產(chǎn)生妨礙的輕微故障；以及嚴(yán)重程度在嚴(yán)重故障與輕微故障之間的中等故障。

可通過監(jiān)測(cè)電流值或者進(jìn)行其它電監(jiān)測(cè)來檢測(cè)異常，從而確定伺服馬達(dá)自身中是否存在故障。另一方面，當(dāng)伺服馬達(dá)正常運(yùn)行但在動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)中已經(jīng)發(fā)生故障時(shí)難以檢測(cè)到異常。已經(jīng)要求諸如在JP-5-346812A和JP-11-129186?A中公開的檢測(cè)技術(shù)。

在JP-5-346812?A公開的異常檢測(cè)裝置中，當(dāng)通過控制裝置經(jīng)由反饋來控制伺服馬達(dá)時(shí)，對(duì)后反饋(post-feedback)指令信號(hào)進(jìn)行積分。對(duì)得到的積分值達(dá)到飽和所需的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)。例如，伺服馬達(dá)通過一帶驅(qū)動(dòng)作為負(fù)載的臂。然而，如果該帶斷裂，負(fù)載就突然改變，從而積分值顯著改變。具體地說，負(fù)載減小，這導(dǎo)致負(fù)載中的波動(dòng)變得不明顯并且后反饋指令信號(hào)的幅度減小。在發(fā)生這種情況時(shí)，積分值達(dá)到飽和所需的時(shí)間(飽和時(shí)間)增加。如果使用在飽和時(shí)間超過基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)確定異常的構(gòu)造，就可以檢測(cè)帶的斷裂或其它異常。然而，如果負(fù)載波動(dòng)的變化較小，就不能檢測(cè)到異常。換言之，JP-5-346812?A公開的異常檢測(cè)裝置旨在發(fā)現(xiàn)諸如帶斷裂的嚴(yán)重故障，而不能識(shí)別輕微故障。

在JP-11-129186?A公開的工作機(jī)器人中，基于伺服馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流Ii和實(shí)際角θi計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)側(cè)的功率W1。另外，基于實(shí)際角θi和與機(jī)器人機(jī)構(gòu)部件的具體模式相關(guān)的運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸的負(fù)載側(cè)的功率W0。將得到的功率W1和功率W0之間的差值或比例與建立的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比。如果齒輪等由于隨著時(shí)間的變化而磨損，那么在加速期間功率W1一般就會(huì)比功率W0大。隨著齒輪或其它部件上的磨損增加，這時(shí)的差值或比例會(huì)逐漸變得更加明顯。換言之，在小規(guī)模磨損的情況下不會(huì)產(chǎn)生可檢測(cè)到的差值或比例。該方法適于在功率之間產(chǎn)生差值的嚴(yán)重故障，但不適于在功率之間不可能產(chǎn)生差值的輕微故障。

在JP-5-346812?A或者JP-11-129186?A中，出現(xiàn)的第一個(gè)問題在于沒有建立與輕微故障對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

還可以這樣，例如使一轉(zhuǎn)臺(tái)和一機(jī)器人占據(jù)單個(gè)工作區(qū)。該轉(zhuǎn)臺(tái)使用伺服馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源，將通過JP-5-346812?A中公開的異常檢測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且通過JP-11-129186?A中公開的工作機(jī)器人的異常傳感器監(jiān)測(cè)所述機(jī)器人。將使用不同的故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來檢測(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)和機(jī)器人中的故障。

換言之，當(dāng)存在由不同制造商制造的多種類型的工作機(jī)時(shí)，安裝在用于驅(qū)動(dòng)工作機(jī)的伺服馬達(dá)上的故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往具有各種功能。在這種情況下，必須在工作區(qū)(生產(chǎn)地點(diǎn)或周圍區(qū)域)中布置各種故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，維持這些系統(tǒng)的控制需要大量的努力，并且需要更大的空間來容納系統(tǒng)。

換言之，出現(xiàn)的第二個(gè)問題在于這樣的事實(shí)，即，沒有建立用于在存在多種工作機(jī)時(shí)允許對(duì)多種伺服馬達(dá)進(jìn)行中央控制的技術(shù)。

因此產(chǎn)生了對(duì)于一種可以實(shí)現(xiàn)與輕微故障對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)并且可以中央控制多種伺服馬達(dá)的技術(shù)的需求。

發(fā)明內(nèi)容