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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-04
(45)【発行日】2023-12-12
(54)【発明の名称】ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 19/06 20060101AFI20231205BHJP
【ＦＩ】
B25J19/06
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019190855
(22)【出願日】2019-10-18
(65)【公開番号】P2021065944
(43)【公開日】2021-04-30
【審査請求日】2022-06-16
(73)【特許権者】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100118913
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 邦生
(74)【代理人】
【識別番号】100142789
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100163050
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 眞由美
(74)【代理人】
【識別番号】100201466
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】菊地 要
(72)【発明者】
【氏名】本門 智之
(72)【発明者】
【氏名】井上 俊彦
【審査官】國武 史帆
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０７７６０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１４０７８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１６６９８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１３２５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０７９８４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２０１７４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の関節および該複数の関節をそれぞれ駆動する複数の駆動部を有するロボット機構部と、前記複数の駆動部を制御することによって対象駆動部を点検するための所定の点検動作を前記ロボット機構部に実行させる制御部と、
前記対象駆動部が有するギヤのバックラッシ量を算出するバックラッシ算出部と、
前記対象駆動部の保守に関する保守情報であって、前記バックラッシ算出部によって算出された前記バックラッシ量に基づく前記保守情報を報知する報知部と、
を備え、
前記対象駆動部が、前記複数の駆動部の内、モータおよびギヤを有するいずれか１つの駆動部であり、
前記所定の点検動作が、
前記対象駆動部によって駆動される前記関節である対象関節を所定の回転角度だけ回転させる制御指令を前記対象駆動部の前記モータに与えることによって、前記ロボット機構部の先端または該先端に接続されたツールを所定の開始位置から所定の位置の物体に接近させ押し付ける動作と、
前記ロボット機構部の前記先端または前記ツールを前記物体から離間させる動作と、を含み、
前記バックラッシ算出部が、前記所定の点検動作中の前記モータの電流値の最大値に基づいて、前記対象駆動部の前記ギヤのバックラッシ量を算出する、ロボット。
【請求項2】
６つの関節および該６つの関節をそれぞれ駆動する６つの駆動部を有する６軸垂直多関節ロボットであるロボット機構部と、前記６つの駆動部を制御することによって対象駆動部を点検するための所定の点検動作を前記ロボット機構部に実行させる制御部と、
前記対象駆動部の保守に関する保守情報を報知する報知部と、を備え、
前記対象駆動部が、前記６つの関節の内、先端側の３つの関節をそれぞれ駆動する３つの駆動部の中から選択され、該３つの駆動部の各々が、モータおよびギヤを有し、
前記保守情報が、前記所定の点検動作中の前記対象駆動部の前記モータの電流値または該電流値と関連する情報に基づくものであり、
前記所定の点検動作が、
前記対象駆動部によって駆動される前記関節である対象関節を所定の回転角度だけ回転させる制御指令を前記対象駆動部の前記モータに与えることによって、前記ロボット機構部の先端または該先端に接続されたツールを所定の開始位置から所定の位置の物体に接近させ押し付ける動作と、
前記ロボット機構部の前記先端または前記ツールを前記物体から離間させる動作と、を含み、
前記制御部が、前記所定の点検動作において、前記対象駆動部以外の他の前記駆動部のバックラッシの影響を受け難い点検用の姿勢に前記ロボット機構部を配置させ、
前記点検用の姿勢において、
前記対象関節の軸が鉛直方向に配置され、
前記３つの関節の内、前記対象関節以外の２つの前記関節の軸が、前記対象関節の軸に直交する方向に平行である、ロボット。
【請求項3】
前記所定の点検動作が、前記対象関節の回転によって、前記ロボット機構部の前記先端または前記ツールを、前記物体とは反対側から前記所定の開始位置へアプローチさせる動作を含む、請求項１または請求項２に記載のロボット。
【請求項4】
前記バックラッシ算出部によって算出された前記バックラッシ量を時系列で記憶する記憶部を備える、請求項１に記載のロボット。
【請求項5】
前記物体が、前記ロボット機構部の一部である、請求項１から請求項４のいずれかに記載のロボット。
【請求項6】
点検プログラムを格納する記憶部を備え、前記制御部が、前記点検プログラムに従って前記駆動部を制御することによって前記所定の点検動作を前記ロボット機構部に実行させる、請求項１から請求項５のいずれかに記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、様々な機械の駆動部にギヤが使用されている。ギヤのバックラッシは、機械の長期間の使用に伴って増加することがある。そこで、ギヤのバックラッシを測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１～３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開昭６２－１４０７８６号公報
【文献】特開２０１３－２４９０２７号公報
【文献】特開２０１８－０７３３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
産業用ロボットのアームを駆動する駆動部に、減速機としてギヤが使用されている。ギヤのバックラッシの増加によって、アームの先端および該先端に接続されているツールの位置が不安定になる。したがって、アームの先端およびツールの位置が不安定になる前に、ギヤの保守を計画的に行いたいという要求がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様は、複数の関節および該複数の関節をそれぞれ駆動する複数の駆動部を有するロボット機構部と、前記複数の駆動部を制御することによって対象駆動部を点検するための所定の点検動作を前記ロボット機構部に実行させ、前記対象駆動部が、前記複数の駆動部の内、モータおよびギヤを有するいずれか１つの駆動部である、制御部と、前記対象駆動部の保守に関する保守情報であって、前記所定の点検動作中の前記対象駆動部の前記モータの電流値または該電流値と関連する情報に基づく前記保守情報を報知する報知部と、を備え、前記所定の点検動作が、前記対象駆動部によって駆動される前記関節である対象関節を所定の回転角度だけ回転させる制御指令を前記対象駆動部の前記モータに与えることによって、前記ロボット機構部の先端または該先端に接続されたツールを所定の開始位置から所定の位置の物体に接近させ押し付ける動作と、前記ロボット機構部の前記先端または前記ツールを前記物体から離間させる動作と、を含む、ロボット。
である。
である。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】一実施形態に係るロボットの全体構成図であり、第４関節用の駆動部の点検動作の一例を説明する図である。
【図5】点検動作中のツールの移動を説明する図である。
【図6】点検動作中の対象駆動部のサーボモータの電流値の時間変化の例を示すグラフである。
【図7】バックラッシ量が異なる複数の駆動部のサーボモータの点検動作中の電流値の時間変化を示すグラフである。
【図8】バックラッシ量とサーボモータの最大電流値との相関図である。
【図10】第４関節用の駆動部の点検動作の他の例を説明する図である。
【図11】第５関節用の駆動部の点検動作の他の例を説明する図である。
【図12】第６関節用の駆動部の点検動作の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示の一実施形態に係るロボット１０について図面を参照して説明する。
ロボット１０は、図１から図３に示されるように、ロボット機構部１と、ロボット機構部１と接続された制御装置２とを備える。図２および図３において、制御装置２の図示は省略されている。
ロボット１０は、図１から図３に示されるように、ロボット機構部１と、ロボット機構部１と接続された制御装置２とを備える。図２および図３において、制御装置２の図示は省略されている。
【0008】
ロボット機構部１は、６つの関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する６軸の垂直多関節ロボットである。具体的には、ロボット機構部１は、ベース３、旋回胴４、第１アーム５、第２アーム６および手首部７を備え、手首部７のフランジ部７ａにツール８が取り付けられている。
また、ロボット機構部１は、関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６をそれぞれ回転駆動する６つの駆動部１１，１２，１３，１４，１５，１６を備える。駆動部１５，１６は、第２アーム６および手首部７の内部に設けられている。
また、ロボット機構部１は、関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６をそれぞれ回転駆動する６つの駆動部１１，１２，１３，１４，１５，１６を備える。駆動部１５，１６は、第２アーム６および手首部７の内部に設けられている。
【0009】
ベース３は床に固定されている。
旋回胴４は、ベース３上に配置され、第１関節Ｊ１を介してベース３と連結されている。第１関節Ｊ１の回転によって、ベース３に対して旋回胴４が鉛直方向の第１軸線Ａ１回りに回転する。
第１アーム５は、第２関節Ｊ２を介して旋回胴４と連結されている。第２関節Ｊ２の回転によって、旋回胴４に対して第１アーム５が水平な第２軸線Ａ２回りに回転する。
旋回胴４は、ベース３上に配置され、第１関節Ｊ１を介してベース３と連結されている。第１関節Ｊ１の回転によって、ベース３に対して旋回胴４が鉛直方向の第１軸線Ａ１回りに回転する。
第１アーム５は、第２関節Ｊ２を介して旋回胴４と連結されている。第２関節Ｊ２の回転によって、旋回胴４に対して第１アーム５が水平な第２軸線Ａ２回りに回転する。
【0010】
第２アーム６は、第３関節Ｊ３および第４関節Ｊ４を介して第１アーム５の先端に連結されている。第３関節Ｊ３の回転によって、第１アーム５に対して第２アーム６が、第２軸線Ａ２と平行な第３軸線Ａ３回りに回転する。第４関節Ｊ４の回転によって、第１アーム５に対して第２アーム６が、第２アーム６の長手軸である第４軸線Ａ４回りに回転する。
【0011】
手首部７は、第５関節Ｊ５を介して第２アーム６の先端に連結されている。第５関節Ｊ５の回転によって、第２アーム６に対して手首部７が、第２アーム６の長手軸に直交する第５軸線Ａ５回りに回転する。
フランジ部７ａは、第６関節Ｊ６を介して手首部７に支持されている。第６関節Ｊ６の回転によって、第２アーム６に対してフランジ部７ａが、第５軸線Ａ５に直交する第６軸線Ａ６回りに回転する。
フランジ部７ａは、第６関節Ｊ６を介して手首部７に支持されている。第６関節Ｊ６の回転によって、第２アーム６に対してフランジ部７ａが、第５軸線Ａ５に直交する第６軸線Ａ６回りに回転する。
【0012】
図４に示されるように、駆動部１１，１２，１３，１４，１５，１６は、サーボモータ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａと、サーボモータ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａの回転を減速する減速機１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂと、をそれぞれ有する。
基端側の３つの関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３用の減速機１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの内、少なくとも減速機１１ｂは、ギヤのバックラッシが無い、またはほとんど無い精密減速機であり、例えばＲＶ減速機（登録商標）である。減速機１２ｂ，１３ｂも精密減速機であってもよい。
基端側の３つの関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３用の減速機１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの内、少なくとも減速機１１ｂは、ギヤのバックラッシが無い、またはほとんど無い精密減速機であり、例えばＲＶ減速機（登録商標）である。減速機１２ｂ，１３ｂも精密減速機であってもよい。
【0013】
先端側の３つの関節Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６用の減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂは、相互に噛み合う複数のギヤからなるギヤ減速機である。例えば、各減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂは、相互に噛み合う入力ハイポイドギヤと出力ハイポイドギヤとからなるハイポイドギヤを含む。各出力ハイポイドギヤは、軸線Ａ４、Ａ５またはＡ６と同軸に配置されたリングギヤであり、第２アーム６、手首部７またはフランジ部７ａと固定される。各入力ギヤは、サーボモータ１４ａ、１５ａまたは１６ａの回転力が入力される。
減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂは、ハイポイドギヤに代えて、一般に減速機として使用される他の種類のギヤを含んでいてもよい。
減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂは、ハイポイドギヤに代えて、一般に減速機として使用される他の種類のギヤを含んでいてもよい。
【0014】
制御装置２は、図４に示されるように、記憶部２１と、制御部２２と、バックラッシ算出部２３と、報知部２４とを備える。
記憶部２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびその他の任意の記憶装置を有する。記憶部２１には、対象駆動部の減速機を点検するための点検プログラムが格納されている。対象駆動部は、６つの駆動部１１～１６の内、ギヤを有するいずれか１つの駆動部である。
記憶部２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびその他の任意の記憶装置を有する。記憶部２１には、対象駆動部の減速機を点検するための点検プログラムが格納されている。対象駆動部は、６つの駆動部１１～１６の内、ギヤを有するいずれか１つの駆動部である。
【0015】
本実施形態において、記憶部２１には、減速機１４ｂ用の点検プログラム２１ａと、減速機１５ｂ用の点検プログラム２１ｂと、減速機１６ｂ用の点検プログラム２１ｃとが格納されており、対象駆動部は、ギヤ減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂを備える３つの駆動部１４，１５，１６の中から選択される。
【0016】
制御部２２は、ＣＰＵのようなプロセッサを有する。制御部２２は、サーボモータ１１ａ～１６ａを制御するための制御指令をサーボモータ１１ａ～１６ａに送信し、それにより、関節Ｊ１～Ｊ６の回転動作を制御する。
【0017】
制御部２２は、点検プログラム２１ａに従ってサーボモータ１１ａ～１６ａを制御することによって、減速機１４ｂを点検するための所定の点検動作をロボット機構部１に実行させる。
制御部２２は、点検プログラム２１ｂに従ってサーボモータ１１ａ～１６ａを制御することによって、減速機１５ｂを点検するための所定の点検動作をロボット機構部１に実行させる。
制御部２２は、点検プログラム２１ｃに従ってサーボモータ１１ａ～１６ａを制御することによって、減速機１６ｂを点検するための所定の点検動作をロボット機構部１に実行させる。
これらの所定の点検動作は、ユーザによる指示に従って、または予め設定されたスケジュールに従って、定期的に、例えば週に１回、実行される。
制御部２２は、点検プログラム２１ｂに従ってサーボモータ１１ａ～１６ａを制御することによって、減速機１５ｂを点検するための所定の点検動作をロボット機構部１に実行させる。
制御部２２は、点検プログラム２１ｃに従ってサーボモータ１１ａ～１６ａを制御することによって、減速機１６ｂを点検するための所定の点検動作をロボット機構部１に実行させる。
これらの所定の点検動作は、ユーザによる指示に従って、または予め設定されたスケジュールに従って、定期的に、例えば週に１回、実行される。
【0018】
図５に示されるように、所定の点検動作は、アプローチ動作と、押し付け動作と、離間動作とを含む。矢印Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３は、アプローチ動作、押し付け動作および離間動作でのツール８の移動をそれぞれ表している。
点検動作には、ツール８と、ロボット機構部１の周囲に配置された所定の物体Ｍとが使用される。後述するように、点検動作において、ツール８が物体Ｍに押し付けられる。
点検動作には、ツール８と、ロボット機構部１の周囲に配置された所定の物体Ｍとが使用される。後述するように、点検動作において、ツール８が物体Ｍに押し付けられる。
【0019】
ツール８は、ワークの把持または加工等の作業用のツールであってもよく、点検動作専用のツールであってもよい。減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの点検を可能にするために、ツール８は、第６軸線Ａ６から第６軸線Ａ６に直交する方向にオフセットした位置に、物体Ｍと接触する接触点または接触面を有する。
物体Ｍは、ツール８が押し付けられることによって変形したり変位したりすることがない頑丈な構造物であり、例えば、架台である。物体Ｍは、床に固定されおり、ベース３に対して所定の位置に配置されている。
物体Ｍは、ツール８が押し付けられることによって変形したり変位したりすることがない頑丈な構造物であり、例えば、架台である。物体Ｍは、床に固定されおり、ベース３に対して所定の位置に配置されている。
【0020】
アプローチ動作において、制御部２２は、ロボット機構部１を動作させることによってツール８を、所定の開始位置Ｐ１に対して物体Ｍとは反対側の所定の経由位置Ｐ２に配置する。所定の開始位置Ｐ１は、ツール８が物体Ｍからわずかに離間する位置であり、物体Ｍと開始位置Ｐ１のツール８との間の隙間は、例えば、数百μｍである。このときに、ロボット機構部１は、対象関節の回転によってツール８が開始位置Ｐ１を通り物体Ｍに向かって移動する姿勢に、配置される。対象関節は、対象駆動部によって駆動される関節であり、本実施形態では関節Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６のいずれかである。次に、制御部２２は、対象関節を回転させることによって、ツール８を、物体Ｍとは反対側の経由位置Ｐ２から開始位置Ｐ１へアプローチさせる。
【0021】
アプローチ動作の結果、開始位置Ｐ１において、対象駆動部の減速機１４ｂ、１５ｂまたは１６ｂの相互に噛み合うギヤのバックラッシは所定の状態となる。すなわち、ギヤの回転方向の一側においてギヤの歯面同士が接触し、ギヤの回転方向の他側のみにバックラッシが形成される。
【0022】
次に、押し付け動作において、制御部２２は、対象関節を所定の回転角度だけ一定速度で回転させる制御指令を対象駆動部のサーボモータ１４ａ、１５ａまたは１６ａに与える。これにより、制御部２２は、対象関節のみを回転させ、ツール８を所定の開始位置Ｐ１から物体Ｍに接近させツール８を物体Ｍに押し付ける。所定の回転角度は、例えば、数十分である。
【0023】
図６は、所定の点検動作中の対象駆動部のサーボモータの電流値の時間変化の一例を示している。対象関節の回転開始後、対象関節の回転角度が所定の回転角度に達する前にツール８が物体Ｍに接触する。ツール８の物体Ｍとの接触後、図６に示されるように、物体Ｍからの力に抗してツール８をさらに移動させようとするため対象駆動部のサーボモータ１４ａ、１５ａまたは１６ａの電流値は漸次増大し、物体Ｍへのツール８の押し付け力は漸次増大する。
次に、離間動作において、制御部２２は、対象関節を逆回転させることによってツール８を物体Ｍから離間しさせる。
次に、離間動作において、制御部２２は、対象関節を逆回転させることによってツール８を物体Ｍから離間しさせる。
【0024】
バックラッシ算出部２３は、所定の点検動作中の対象関節のサーボモータ１４ａ、１５ａまたは１６ａの電流値を監視する。バックラッシ量と、所定の点検動作中の電流値との間には、バックラッシ量が大きい程、電流値の最大値が低下するという所定の関係がある。この所定の関係に基づき、バックラッシ算出部２３は、電流値の最大値から、対象駆動部の減速機１４ｂ、１５ｂまたは１６ｂのギヤのバックラッシ量を算出する。
【0025】
図７は、減速機のバックラッシ量が異なる対象駆動部について、所定の点検動作中のサーボモータの電流値を測定した実験結果を示している。図７の実験において、対象駆動部は第５関節Ｊ５用の駆動部であり、押し付け動作での第５関節Ｊ５の所定の回転角度は０．３°である。図８は、図７の電流値のグラフから得られた、サーボモータの電流値の最大値とバックラッシ量との相関図である。図７および図８に示されるように、バックラッシ量が大きい程、電流値の最大値が小さくなる。これは、バックラッシ量が大きい程、電流値が上昇するタイミングＴ（図６参照。）が遅くなり、それにより、物体Ｍへのツール８の最終的な押し付け力が小さくなるからである。
【0026】
報知部２４は、バックラッシ算出部２３によって算出されたバックラッシ量に基づく保守情報を作業者に報知する。保守情報は、対象駆動部の保守に関する情報である。例えば、報知部２４は、制御装置２の表示パネル（図示略）に保守情報を表示させるか、または保守情報の内容に応じた音を制御装置２から出力させる。
【0027】
例えば、バックラッシ量が所定の閾値よりも大きい場合、報知部２４は、対象駆動部の減速機の交換時期が来たことを表す保守情報を報知する。
バックラッシ量が所定の閾値以下である場合、報知部２４は、対象駆動部の減速機の交換時期を予測し、予測された交換時期を表す保守情報を報知する。例えば、報知部２４は、ロボット機構部１の稼働時間と現在のバックラッシ量とからバックラッシ量の増加速度を算出し、算出された増加速度でバックラッシ量が増加したと仮定した場合にバックラッシ量が所定の閾値に達するまでの残りの稼働時間を算出し、残りの稼働時間から交換時期を予測する。
バックラッシ量が所定の閾値以下である場合、報知部２４は、対象駆動部の減速機の交換時期を予測し、予測された交換時期を表す保守情報を報知する。例えば、報知部２４は、ロボット機構部１の稼働時間と現在のバックラッシ量とからバックラッシ量の増加速度を算出し、算出された増加速度でバックラッシ量が増加したと仮定した場合にバックラッシ量が所定の閾値に達するまでの残りの稼働時間を算出し、残りの稼働時間から交換時期を予測する。
【0028】
バックラッシ量が急激に増加した場合、報知部２４は、バックラッシ量の急激な増加を表す保守情報を報知する。バックラッシ量の急激な増加は、例えば、ロボット機構部１の周辺物体との衝突等が原因で生じる。バックラッシ量が急激に増加したか否かは、例えば、前回測定されたバックラッシ量と今回測定されたバックラッシ量との差分が所定量以上であるか否かによって判断される。
【0029】
次に、ロボット１０の作用について説明する。
制御部２２は、点検プログラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃに従って対象駆動部１４，１５，１６の減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの点検動作を順番にロボット機構部１に実行させる。
減速機１４ｂの点検動作において、制御部２２は、サーボモータ１１ａ～１６ａを制御しロボット機構部１を動作させることによってツール８を経由位置Ｐ２に配置し、続いて、サーボモータ１４ａを制御し第４関節Ｊ４を回転させることによってからツール８を経由位置Ｐ２から開始位置Ｐ１へアプローチさせる。次に、制御部２２は、所定の回転角度だけ回転させるための制御指令をサーボモータ１４ａに送信し第４関節Ｊ４のみを回転させることによって、ツール８を開始位置Ｐ１から物体Ｍへ向かって移動させ物体Ｍに押し付ける。次に、制御部２２は、サーボモータ１４ａを制御し第４関節Ｊ４を逆方向に回転させることによって、ツール８を物体Ｍから離間させる。
制御部２２は、点検プログラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃに従って対象駆動部１４，１５，１６の減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの点検動作を順番にロボット機構部１に実行させる。
減速機１４ｂの点検動作において、制御部２２は、サーボモータ１１ａ～１６ａを制御しロボット機構部１を動作させることによってツール８を経由位置Ｐ２に配置し、続いて、サーボモータ１４ａを制御し第４関節Ｊ４を回転させることによってからツール８を経由位置Ｐ２から開始位置Ｐ１へアプローチさせる。次に、制御部２２は、所定の回転角度だけ回転させるための制御指令をサーボモータ１４ａに送信し第４関節Ｊ４のみを回転させることによって、ツール８を開始位置Ｐ１から物体Ｍへ向かって移動させ物体Ｍに押し付ける。次に、制御部２２は、サーボモータ１４ａを制御し第４関節Ｊ４を逆方向に回転させることによって、ツール８を物体Ｍから離間させる。
【0030】
上記の点検動作の実行中、バックラッシ算出部２３によって、サーボモータ１４ａの電流値が監視され、電流値の最大値が検出される。次に、バックラッシ算出部２３によって、電流値の最大値から減速機１４ｂのギヤのバックラッシ量が算出される。
次に、報知部２４によって、減速機１４ｂのギヤのバックラッシ量に基づく保守情報が作業者に報知される。
減速機１４ｂの点検動作に続き、減速機１５ｂおよび減速機１６ｂの点検動作が同様に行われ、減速機１５ｂ，１６ｂのギヤのバックラッシ量に基づく保守情報が作業者に報知される。
次に、報知部２４によって、減速機１４ｂのギヤのバックラッシ量に基づく保守情報が作業者に報知される。
減速機１４ｂの点検動作に続き、減速機１５ｂおよび減速機１６ｂの点検動作が同様に行われ、減速機１５ｂ，１６ｂのギヤのバックラッシ量に基づく保守情報が作業者に報知される。
【0031】
作業者は、報知部２４によって報知された保守情報に基づき、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの予防保守を計画することができる。
例えば、減速機１４ｂの交換時期が来たことを表す保守情報が報知された場合、作業者は、減速機１４ｂのバックラッシ量が所定の閾値以上まで増加したことを認識し、ツール８の位置が不安定になる前に減速機１４ｂを新しいものに交換する。減速機１４ｂの予測された交換時期を表す保守情報が報知された場合、作業者は、減速機１４ｂを交換するための交換時期までのスケジュールを立てる。バックラッシ量の急激な増加を表す保守情報が報知された場合、作業者は、何らかの理由により減速機１４ｂのバックラッシ量が急激に増加したことを認識し、必要に応じて減速機１４ｂを新しいものに交換する。
例えば、減速機１４ｂの交換時期が来たことを表す保守情報が報知された場合、作業者は、減速機１４ｂのバックラッシ量が所定の閾値以上まで増加したことを認識し、ツール８の位置が不安定になる前に減速機１４ｂを新しいものに交換する。減速機１４ｂの予測された交換時期を表す保守情報が報知された場合、作業者は、減速機１４ｂを交換するための交換時期までのスケジュールを立てる。バックラッシ量の急激な増加を表す保守情報が報知された場合、作業者は、何らかの理由により減速機１４ｂのバックラッシ量が急激に増加したことを認識し、必要に応じて減速機１４ｂを新しいものに交換する。
【0032】
このように、本実施形態によれば、駆動部１４，１５，１６の減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの点検動作が定期的に実行され、点検動作において減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのギヤのバックラッシ量が測定され、バックラッシ量に応じた保守情報が報知部２４によって報知される。作業者は、各減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂに必要な保守を保守情報に基づいて認識し、ロボット機構部１の先端およびツール８の位置が不安定になる前に減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの予防保守を計画することができる。
【0033】
また、本実施形態によれば、上記所定の点検動作をロボット機構部１に実行させることによって、特別な装置を使用することなく、点検動作中のサーボモータ１４ａ，１５ａ，１６ａの電流値に基づいてバックラッシ量を測定することができる。
また、本実施形態によれば、点検プログラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃを記憶部２１内に用意しておくことによって、作業者がプログラムを作成せずとも、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｃの点検動作をロボット機構部１に実行させることができる。
また、本実施形態によれば、点検プログラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃを記憶部２１内に用意しておくことによって、作業者がプログラムを作成せずとも、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｃの点検動作をロボット機構部１に実行させることができる。
【0034】
複数の駆動部にギヤが使用されている場合、バックラッシ算出部２３によって算出される対象駆動部のギヤのバックラッシ量は、他の駆動部のギヤのバックラッシの影響を受け得る。したがって、制御部２２は、ロボット機構部１を、対象駆動部のギヤのバックラッシ量が対象駆動部以外の他の駆動部のギヤのバックラッシの影響を受け難い点検用の姿勢に配置した状態で、上記所定の点検動作をロボット機構部１に実行させることが好ましい。
【0035】
図１、図２および図３は、減速機１４ｂ、１５ｂおよび１６ｂの点検動作におけるロボット機構部１の点検用の姿勢の例をそれぞれ示している。
なお、前述したように、基端側の３つの減速機１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの内、少なくとも減速機１１ｂは、バックラッシが無い、またはほとんど無い精密減速機である。したがって、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのバックラッシ量の測定は、減速機１１ｂのバックラッシの影響を受けない。
なお、前述したように、基端側の３つの減速機１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの内、少なくとも減速機１１ｂは、バックラッシが無い、またはほとんど無い精密減速機である。したがって、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのバックラッシ量の測定は、減速機１１ｂのバックラッシの影響を受けない。
【0036】
図１、図２および図３の点検用の姿勢において、第１アーム５は、第１アーム５に作用する重力による重力トルクが第２関節Ｊ２に作用する姿勢に配置され、第２アーム６は、第２アーム６に作用する重力トルクが第３関節Ｊ３に作用する姿勢に配置されている。このような姿勢において、第２関節Ｊ２用の減速機１２ｂでは、ギヤの回転方向の一側においてギヤの歯面同士が接触し、ギヤの回転方向の他側のみにバックラッシが形成される。同様に、第２アーム６に作用する重力によって、第３関節Ｊ３用の減速機１３ｂでは、ギヤの回転方向の一側においてギヤの歯面同士が接触し、ギヤの回転方向の他側のみにバックラッシが形成される。したがって、減速機１２ｂ，１３ｂのギヤのバックラッシに影響されることなく、点検動作において対象関節Ｊ４、Ｊ５またはＪ６を回転させることができる。
【0037】
また、図１、図２および図３の点検用の姿勢において、先端側の３つの関節Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６の内、対象関節の軸が鉛直方向に配置され、他の２つの関節の軸が、対象関節の軸に直交する方向に平行である。具体的には、図１において、第４軸線Ａ４は鉛直方向に配置され、第５軸線Ａ５および第６軸線Ａ６は、第４軸線Ａ４に直交する方向に平行である。図２において、第５軸線Ａ５は鉛直方向に配置され、第４軸線Ａ４および第６軸線Ａ６は、第５軸線Ａ５に直交する方向に平行である。図３において、第６軸線Ａ６は鉛直方向に配置され、第４軸線Ａ４および第５軸線Ａ５は、第６軸線Ａ６に直交する方向に平行である。このような姿勢において、対象関節の回転によるツール８の移動方向に対して、他の２つの関節の回転によるツール８の移動方向が直交する。したがって、他の２つの関節の減速機のギヤのバックラッシに影響されることなく、点検動作において対象関節を回転させることができる。
【0038】
上記実施形態において、バックラッシ算出部２３によって算出されたバックラッシ量が記憶部２１に時系列に記憶されてもよい。
この構成によれば、各減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのバックラッシ量の時系列データが記憶部２１に生成される。バックラッシ量の時系列データは、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの予防保守に有効である。
この構成によれば、各減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのバックラッシ量の時系列データが記憶部２１に生成される。バックラッシ量の時系列データは、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの予防保守に有効である。
【0039】
例えば、ツール８によって把持されたワークを部品に嵌合させる嵌合作業において、突然、ワークが部品に嵌合しなくなるという不具合が発生することがある。このような不都合の原因の１つは、減速機１４ｂ、１５ｂまたは１６ｂのバックラッシ量の急激な増加である。作業者は、記憶部２１に記憶されているバックラッシ量の時系列データを参照し、減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのバックラッシ量が急激に増加しているか否かを確認することによって、不具合の原因が減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂにあるか否かを判断することができる。
【0040】
上記実施形態において、点検動作において、ツール８を物体Ｍに押し付けることとしたが、これに代えて、図９に示されるように、ロボット機構部１の先端の手首部７を物体Ｍ押し付けてもよい。
このように、手首部７を物体Ｍに直接押し付けることによっても、ツール８を物体Ｍに押し付ける場合と同様に、サーボモータ１４ａ，１５ａ，１６ａの電流値の最大値に基づいてバックラッシ量を算出することができる。
このように、手首部７を物体Ｍに直接押し付けることによっても、ツール８を物体Ｍに押し付ける場合と同様に、サーボモータ１４ａ，１５ａ，１６ａの電流値の最大値に基づいてバックラッシ量を算出することができる。
【0041】
上記実施形態において、報知部２４が、バックラッシ算出部２３によって算出されたバックラッシ量に基づいて、作業者に報知すべき保守情報の内容を判断することとしたが、これに代えて、所定の点検動作中のサーボモータ１４ａ、１５ａまたは１６ａの電流値の最大値に基づいて、作業者に報知すべき保守情報の内容を判断してもよい。
例えば、報知部２４は、所定の点検動作中の対象関節のサーボモータ１４ａ、１５ａまたは１６ａの電流値を監視し、電流値の最大値を検出し、最大値に基づく保守情報を報知してもよい。
この場合、バックラッシ算出部２３は、必ずしもロボット１０に設けられていなくてもよい。
例えば、報知部２４は、所定の点検動作中の対象関節のサーボモータ１４ａ、１５ａまたは１６ａの電流値を監視し、電流値の最大値を検出し、最大値に基づく保守情報を報知してもよい。
この場合、バックラッシ算出部２３は、必ずしもロボット１０に設けられていなくてもよい。
【0042】
上記実施形態において、所定の物体が、ロボット機構部１の周囲に設置された構造物Ｍであることとしたが、これに代えて、所定の物体がロボット機構部１の一部であってもよい。
この構成によれば、ロボット機構部１の周囲に点検動作に適した構造物が無い場合であっても、点検動作を実行することができる。
この構成によれば、ロボット機構部１の周囲に点検動作に適した構造物が無い場合であっても、点検動作を実行することができる。
【0043】
図１０、図１１および図１２は、所定の物体としてロボット機構部１の一部を使用する場合の、減速機１４ｂ、１５ｂおよび１６ｂの点検動作の例をそれぞれ示している。図１０、図１１および図１２において、ロボット機構部１は点検用の姿勢に配置されている。
図１０から図１２に示される点検動作において、ツール８は、第２アーム６の基端部に押し付けられる。第２アーム６の基端部に、ツール８を押し付けるための面を提供する頑丈な部材５ａが設けられていてもよい。
図１０から図１２に示される点検動作において、ツール８は、第２アーム６の基端部に押し付けられる。第２アーム６の基端部に、ツール８を押し付けるための面を提供する頑丈な部材５ａが設けられていてもよい。
【0044】
上記実施形態において、バックラッシ算出部２３によって算出されたバックラッシ量を、ギヤ減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの予防保守に使用することとしたが、これに代えて、またはこれに加えて、ツール８の位置補正に使用してもよい。
減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのバックラッシ量が大きい程、ツール８の位置の誤差が大きくなる。制御部２２は、バックラッシ量に基づいて補正値を算出し、算出された補正値によって補正された制御指令をサーボモータに送信してもよい。
減速機１４ｂ，１５ｂ，１６ｂのバックラッシ量が大きい程、ツール８の位置の誤差が大きくなる。制御部２２は、バックラッシ量に基づいて補正値を算出し、算出された補正値によって補正された制御指令をサーボモータに送信してもよい。
【0045】
上記実施形態において、バックラッシ算出部２３が、電流値からバックラッシ量を算出することとしたが、これに代えて、電流値と関連する他の情報からバックラッシ量を算出してもよい。
例えば、バックラッシ算出部２３は、外乱値からバックラッシ量を算出してもよい。外乱値は、サーボモータの入力電流の指令値と電流の実測値との差分である。バックラッシ量と外乱値との間にも相関関係があるので、外乱値に基づいてバックラッシを算出することができる。
例えば、バックラッシ算出部２３は、外乱値からバックラッシ量を算出してもよい。外乱値は、サーボモータの入力電流の指令値と電流の実測値との差分である。バックラッシ量と外乱値との間にも相関関係があるので、外乱値に基づいてバックラッシを算出することができる。
【0046】
上記実施形態において、ロボット機構部１が６軸の垂直多関節ロボットであることとしたが、これに代えて、ロボット機構部１が、他の種類の産業用ロボットであってもよい。例えば、ロボット機構部１は、他の軸数の垂直多関節ロボット、パラレルリンクロボット、または平行リンクロボットであってもよい。
【符号の説明】
【0047】
１ ロボット機構部
１０ ロボット
１１，１２，１３，１４，１５，１６ 駆動部
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ サーボモータ（モータ）
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ 減速機
１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ 減速機（ギヤ）
２１ 記憶部
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 点検プログラム
２２ 制御部
２３ バックラッシ算出部
２４ 報知部
Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６ 関節
Ｍ 物体
１０ ロボット
１１，１２，１３，１４，１５，１６ 駆動部
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ サーボモータ（モータ）
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ 減速機
１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ 減速機（ギヤ）
２１ 記憶部
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 点検プログラム
２２ 制御部
２３ バックラッシ算出部
２４ 報知部
Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６ 関節
Ｍ 物体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】