劣化予測情報に基づく産業用ロボットの保全管理システム

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では,産業用ロボットの関節歯車の摩耗を予測して,それに基づいて生産ラインを構成する設備の劣化やワークの状態を把握し,生産ライン全体の信頼性向上を図る保全管理システムを作成している.本研究は2つの部分から構成される.第1の部分では,産業用ロボットの関節歯車の摩耗予測を行っている.産業用ロボットの関節歯車はグリスによって潤滑されており,潤滑状態は摩耗の進展に影響を及ぼす.潤滑状態は運転中の負荷によって動的に変化するが,これを考慮した予測は行われていない.そこで本研究では,運転中の潤滑状態を動的に求め,それより摩耗を予測する摩耗シミュレーション手法を構築した.そして,多くの産業用ロボットの関節歯車として使われている波動歯車を用いて検証実験を行い,提案手法の妥当性を確認した.さらに,実際の自動組立ラインで稼働する組立ロボットを実測して,摩耗シミュレーションによる予測値と一致することを確認した.第2の部分では,産業用ロボットのもつ関節モータの電流センサを利用して,組立作業で生じる時々刻々の接触力を検知することで,組立作業を形成する設備の劣化やワークの状態を同定することを行っている.作業中の接触力は,関節モータの電流値を関節にかかる等価モーメントに変換し,それよりロボットの姿勢に応じて幾何学的に求める.ロボットの劣化は,摩耗シミュレーションに基づいて同定されているので,これと接触力から他の設備やワークの状態が得られる.実際のロボットの手先にピン形状のワークを取り付け,ホール状のアセンブリに挿入する検証実験を行った.作業中の関節モータの電流値から接触力を求め,アセンブリに与えた位置誤差を推定できることを確認した.