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WO2024105725A1 - ロボットのブレーキ診断方法、ブレーキ診断装置、ブレーキ診断プログラムおよび制御装置 - Google Patents

ロボットのブレーキ診断方法、ブレーキ診断装置、ブレーキ診断プログラムおよび制御装置 Download PDF

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WO2024105725A1
WO2024105725A1 PCT/JP2022/042216 JP2022042216W WO2024105725A1 WO 2024105725 A1 WO2024105725 A1 WO 2024105725A1 JP 2022042216 W JP2022042216 W JP 2022042216W WO 2024105725 A1 WO2024105725 A1 WO 2024105725A1
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WO
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brake
torque
motor
robot
diagnosis
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PCT/JP2022/042216
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English (en)
French (fr)
Inventor
一貴 石本
Original Assignee
ファナック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices

Definitions

  • This disclosure relates to a brake diagnosis method, a brake diagnosis device, a brake diagnosis program, and a control device for a robot.
  • One aspect of the present disclosure is a method for diagnosing brakes for a robot, comprising: acquiring a torque during movement generated by a motor that drives a second member relative to a first member while the motor is operating to move the second member relative to the first member in a state in which the brake of the motor is released; calculating a torque for brake diagnosis based on the acquired torque during movement; and determining whether or not there is an abnormality in the brake using the calculated torque for brake diagnosis.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a robot and a control device to which a brake diagnosis method according to a first embodiment of the present disclosure is applied; 2 is a block diagram showing a brake diagnosis device for executing the brake diagnosis method of FIG. 1; 2 is a flowchart showing the brake diagnostic method of FIG. 1 .
  • 4 is a flowchart illustrating the gravity torque measurement step of FIG. 3. 4 is a graph illustrating the time variation of a speed command and torque to a target motor in the gravity torque measurement step of FIG. 3 . 4 is a flowchart illustrating an abnormality determination step in FIG. 3 .
  • 10 is a flowchart illustrating an abnormality determination step of a brake diagnosis method according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the brake diagnosis method for the robot 1 is, for example, a method for diagnosing the brakes 9 provided on the six motors 8 of a vertical six-axis articulated robot.
  • the robot 1 comprises a base 2 that is fixed to a surface on which it is to be placed, such as a floor, and a rotating body 3 that is supported rotatably relative to the base 2 about a first vertical axis J1.
  • the robot 1 also comprises a first arm 4 that is supported rotatably relative to the rotating body 3 about a second horizontal axis J2.
  • the robot 1 further comprises a second arm 5 supported rotatably relative to the first arm 4 about a third axis J3 parallel to the second axis J2, and a three-axis wrist unit 6 attached to the tip of the second arm 5.
  • a tool S such as a hand or a workpiece is fixed to the tip of the wrist unit 6.
  • Reference numeral 7 in the figure denotes a control device.
  • the brake diagnosis device 10 includes at least one processor 11 and a memory 12.
  • the processor 11 acquires angle information from an encoder 13 provided in the target motor 8.
  • the processor 11 also outputs a brake operation command to the brake 9 provided in the target motor 8, for activating or releasing the brake 9.
  • the processor 11 also outputs a torque command to the target motor 8, for driving the target motor 8 to rotate.
  • the brake diagnosis method according to this embodiment is performed with the robot 1 in any posture.
  • diagnosis of the brake 9 of the target motor 8 that rotates the first arm 4 is performed with the first arm 4 positioned in any first position relative to the rotating body 3.
  • the brake diagnosis method includes a gravity torque measurement step S1, a diagnostic torque calculation step S2, and an abnormality determination step S3.
  • the gravity torque measuring step S1 includes a brake releasing step S11, a torque measuring step S12, a torque calculating step S13, and a return step S14.
  • the processor 11 sends a brake operation command only to the target motor 8, and releases the brake 9 of the target motor 8.
  • the processor 11 measures the torque (torque during movement) while moving the target motor 8 in one direction from the first position to the second position.
  • the processor 11 calculates the first position, the second position, and each position during movement based on angle information from the encoder 13 provided on the target motor 8.
  • Figure 5 shows the time change of the speed command of the target motor 8 in the torque measurement step S12 and the torque command (current value) output to the target motor 8 based on the speed command.
  • the processor 11 calculates the moving torque by time averaging the torque command of the target motor 8 measured during the constant speed period during which the target motor 8 operates at this constant speed.
  • This moving torque includes the gravity counter torque required for the target motor 8 to counter gravity and the kinetic friction counter torque required to counter kinetic friction.
  • the torque command fluctuates at a high frequency, so the torque command may be smoothed by passing it through a low-pass filter, for example, and then time-averaged.
  • the amount of displacement of the target motor 8 from the first position to the second position can be kept sufficiently small by sufficiently suppressing the speed during the constant speed period.
  • the processor 11 supplies a torque command to the target motor 8, thereby operating the target motor 8 in the opposite direction to the operation in the torque measurement step S12, and returning to the first position.
  • the processor 11 accelerates the target motor 8 from the second position in the opposite direction to the torque measurement step S12, operates it at a constant speed, and then decelerates it to reach the first position.
  • the processor 11 calculates the brake diagnostic torque, for example, by adding the calculated moving torque and a preset brake holding torque.
  • the brake holding torque is the torque that can be held by the brake 9 in a normal state, and is stored in the memory 12.
  • the abnormality determination step S3 includes a brake activation step S31, a diagnostic torque application step S32, and a change amount detection step S33.
  • the abnormality determination step S3 also includes a comparison step S34 and a notification step S35.
  • the processor 11 In the brake actuation step S31, the processor 11 outputs a brake actuation command to actuate the brake 9 of only the target motor 8. In the diagnostic torque applying step S32, the processor 11 causes the target motor 8 to generate the brake diagnostic torque calculated in the diagnostic torque calculating step S2 in a direction opposite to the gravitational torque.
  • the change amount detection step S33 detects the amount of change in angle (amount of movement) of the target motor 8 from the point in time when the brake diagnosis torque is generated in the target motor 8 based on the torque command from the processor 11, based on the angle information from the encoder 13.
  • the comparison step S34 determines whether the amount of change in angle detected by the processor 11 in the change amount detection step S33 is greater than a threshold value pre-stored in the memory 12.
  • the processor 11 determines in the comparison step S34 that the amount of change in angle is greater than the threshold, it outputs a brake abnormality alarm to notify the operator that there is an abnormality in the brake 9. If the amount of change in angle is equal to or less than the threshold, the brake 9 is normal and the process ends.
  • the brake abnormality alarm may be, for example, a display on a monitor (not shown), or any other alarm that can be recognized by the operator's five senses, such as a voice, a buzzer, the illumination of a warning light, or vibration.
  • the torque during movement is measured with the brake 9 released and the motor 8 operating at a constant speed, which has the advantage of eliminating the effects of static friction and enabling the gravitational torque, including dynamic friction, to be measured with high accuracy. Furthermore, since the moving torque measured with high precision is used, there is an advantage that the presence or absence of an abnormality in the brake 9 can be diagnosed with high precision.
  • the brake 9 can be diagnosed regardless of the posture of the robot 1. Furthermore, since the torque during movement is measured prior to diagnosing the brake 9, there is an advantage that the brake 9 can be diagnosed with high accuracy even if the weight or center of gravity of the tool S or workpiece attached to the tip of the wrist unit 6 of the robot 1 is changed.
  • one possible method would be to store in advance the diagnostic posture of the robot 1 in which the brake 9 is diagnosed and the gravitational torque in that diagnostic posture, but in that case, the robot 1 would need to be put into the diagnostic posture each time the brake 9 is diagnosed. Also, in this case, it would be cumbersome to measure the gravitational torque each time the weight or center of gravity of the tool S or workpiece attached to the tip of the wrist unit 6 is changed. According to this embodiment, these inconveniences are eliminated and the brake 9 can be easily diagnosed.
  • the brake diagnosis device 10 operates the motor 8 and the brake 9, but in this case, the control device 7 that operates the robot 1 may also be equipped with the brake diagnosis device 10.
  • the brake diagnosis device 10 is provided separately from the control device 7, the brake diagnosis device 10 only needs to obtain a torque command for the target motor 8 from the control device 7 in the gravity torque measurement step S1 and the abnormality determination step S3.
  • the brake diagnosis device 10 diagnoses whether or not there is an abnormality in the brake 9 using the brake diagnosis torque.
  • the brake diagnosis device 10 may diagnose whether or not there is an abnormality in the brake 9 by executing a brake diagnosis program.
  • the brake diagnosis method described above may be executed in the brake diagnosis device 10 or the control device 7.
  • the torque generated by the target motor 8 during constant speed operation of the target motor 8 is detected to calculate the moving torque, but this is not limited to constant speed operation, and the moving torque may be detected during accelerating operation. If the acceleration is known, the effect of static friction can be eliminated, as in the case of constant speed operation, and the moving torque can be calculated with high accuracy.
  • the moving torque was calculated based on the torque measured during the constant speed period while the target motor 8 was moved from the first position to the second position.
  • the moving torque may be calculated based on the torque measured during the constant speed period while returning from the second position to the first position.
  • the moving torque may be calculated based on the torque measured during both the reciprocating movement between the first position and the second position.
  • a brake diagnostic torque which is the sum of the moving torque and the brake holding torque, is generated in the target motor 8 in the opposite direction to the gravity torque.
  • a brake diagnostic torque calculated by subtracting the gravity torque from the brake holding torque may be generated in the target motor 8 in the same direction as the gravity torque.
  • the motor that rotates the first arm 4 relative to the rotating body 3 is used as the target motor 8 to diagnose the brake 9.
  • the target motor 8 may be a motor that rotates the second arm 5 relative to the first arm 4 or a motor that rotates each wrist element of the wrist unit 6.
  • the brake diagnosis method according to this embodiment may be applied when diagnosing the brake 9 by using a motor on which gravity does not act, such as a motor that drives the rotating body 3 to rotate relative to the base 2, as the target motor 8.
  • the present embodiment illustrates an example of diagnosing the brakes 9 of a vertical six-axis articulated robot
  • the present invention may be applied to any other type of robot, such as a horizontal articulated robot.
  • the brake diagnosis method according to the present embodiment may be applied to diagnosing the brakes 9 of the motors 8 that drive linear joints.
  • the abnormality determination step S3 includes a brake release step S36, a diagnostic torque application step S37, a determination step S38, and a notification step S35.
  • the processor 11 outputs a brake release command to release the brake 9 of only the target motor 8.
  • the target motor 8 whose brake 9 has been released generates a torque that opposes the gravitational torque, thereby maintaining the target motor 8 in a stationary state.
  • diagnostic torque application step S37 the processor 11 activates the brake 9 at the same time as or after generating the brake diagnostic torque calculated in diagnostic torque calculation step S2 in the target motor 8 in the direction opposite to the gravitational torque.
  • the target motor 8 starts to rotate in the direction opposite to the gravitational torque, but is decelerated by activating the brake 9.
  • judgment step S38 the processor 11 judges whether or not the operation of the target motor 8 has stopped as a result of deceleration due to the operation of the brake 9, i.e., whether or not the rotational speed has become zero. If the rotational speed becomes zero and the target motor 8 has stopped, the brake 9 is normal and the process ends. If the rotational speed does not become zero and the target motor 8 does not stop, the process proceeds to notification step S35, where it is notified that there is an abnormality in the brake 9.
  • This embodiment has the advantage that it is possible to eliminate the effects of static friction when determining whether an abnormality exists, compared to when the brake diagnostic torque is applied while the brake 9 is in operation. In other words, it is possible to prevent the target motor 8 from being maintained in a stationary state due to static friction even if the brake holding torque is reduced, thereby preventing an erroneous determination that the brake 9 is normal.
  • the processor 11 determines whether the rotation speed has become zero as a result of the deceleration caused by the operation of the brake 9.
  • the processor 11 may determine whether the amount of displacement is smaller than a predetermined threshold value.
  • Appendix 1 acquiring a torque generated by a motor during movement of the second member relative to the first member caused by operation of the motor in a state in which a brake of the motor is released, the motor driving the second member relative to the first member; Calculating a brake diagnosis torque based on the acquired moving torque; and determining whether or not there is an abnormality in the brake using the calculated brake diagnosis torque.
  • Appendix 2 A brake diagnosis method for a robot as described in claim 1, which determines whether or not there is an abnormality in the brake based on the amount of operation of the motor after the brake diagnosis torque is generated in the motor while the brake is applied.
  • Appendix 3 2.
  • Appendix 4 4.
  • the robot brake diagnosis method according to claim 2 further comprising determining that there is an abnormality in the brake when an amount of movement of the motor is greater than a predetermined threshold.
  • Appendix 5 4.
  • the robot brake diagnosis method according to claim 3 further comprising determining that there is an abnormality in the brake if the rotational speed of the motor does not become zero.
  • Appendix 6 4.
  • Appendix 7 5.
  • Appendix 8 6.
  • Appendix 9 At least one processor; A brake diagnosis device for a robot, the processor being configured to execute the brake diagnosis method described in any one of Supplementary Note 1 to Supplementary Note 8.
  • Appendix 10 A robot brake diagnosis program that causes a computer to execute the brake diagnosis method according to any one of Supplementary Note 1 to Supplementary Note 8.
  • Appendix 11 At least one processor; The processor: Releasing a brake on a motor that drives a second member relative to the first member; moving the second member relative to the first member by operating the motor with the brake released; acquiring a moving torque generated by the motor during a movement of the second member relative to the first member; Calculating a brake diagnosis torque based on the acquired moving torque; and determining whether or not there is an abnormality in the brake using the calculated brake diagnostic torque.

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Abstract

重力トルクを精度よく計測して、ブレーキを精度よく診断するために、第１部材に対して第２部材を駆動するモータのブレーキが解除された状態において、モータの作動による第１部材に対する第２部材の移動中にモータが発生する移動時トルクを取得することと、取得された移動時トルクに基づいてブレーキ診断用トルクを算出することと、算出されたブレーキ診断用トルクを用いてブレーキの異常の有無を判定することとを含むロボットのブレーキ診断方法である。

Description

ロボットのブレーキ診断方法、ブレーキ診断装置、ブレーキ診断プログラムおよび制御装置
　本開示は、ロボットのブレーキ診断方法、ブレーキ診断装置、ブレーキ診断プログラムおよび制御装置に関するものである。
　従来、ロボットのモータに備えられたブレーキの保持トルクの低下を診断するために、ブレーキをかけた状態でモータトルクを印加し、モータの滑りの有無を検出する手法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。診断を行うブレーキが、重力が作用する部材を駆動するモータに備えられている場合には、診断時に印加するモータトルクとして、ブレーキ保持トルクに加えて重力トルクを考慮する必要がある。モータにかかる重力トルクは、ブレーキを解除した状態で重力が作用する部材を静止させるために必要なモータトルクの実測値から求められる。
特開２００５－２５４４１０号公報
　しかしながら、ロボットを静止させた状態で重力トルクを計測する場合には、ロボットの機構部における静止摩擦が大きく影響し、計測値がばらつく。したがって、重力トルクを精度よく計測して、ブレーキを精度よく診断することが望まれている。
　本開示の一態様は、第１部材に対して第２部材を駆動するモータのブレーキが解除された状態において、前記モータの作動による前記第１部材に対する前記第２部材の移動中に前記モータが発生する移動時トルクを取得することと、取得された前記移動時トルクに基づいてブレーキ診断用トルクを算出することと、算出された前記ブレーキ診断用トルクを用いて前記ブレーキの異常の有無を判定することとを含むロボットのブレーキ診断方法である。
本開示の第１実施形態に係るブレーキ診断方法を適用するロボットおよび制御装置の一例を示す斜視図である。 図１のブレーキ診断方法を実行するブレーキ診断装置を示すブロック図である。 図１のブレーキ診断方法を示すフローチャートである。 図３の重力トルク測定ステップを説明するフローチャートである。 図３の重力トルク測定ステップにおける対象モータへの速度指令およびトルクの時間変化を説明するグラフである。 図３の異常判定ステップを説明するフローチャートである。 本開示の第２実施形態に係るブレーキ診断方法の異常判定ステップを説明するフローチャートである。
　以下に、本開示の第１実施形態に係るロボット１のブレーキ診断方法およびブレーキ診断装置１０について、図面を参照して説明する。
　本実施形態に係るロボット１のブレーキ診断方法は、例えば、垂直６軸多関節型ロボットの６個のモータ８に備えられたブレーキ９を診断する方法である。
　ロボット１は、図１に示すように、床面等の被設置面に固定されるベース２と、鉛直な第１軸線Ｊ１回りにベース２に対して回転可能に支持された旋回胴３とを備える。また、ロボット１は、水平な第２軸線Ｊ２回りに旋回胴３に対して回転可能に支持された第１アーム４を備える。
　さらに、ロボット１は、第２軸線Ｊ２に平行な第３軸線Ｊ３回りに第１アーム４に対して回転可能に支持された第２アーム５と、第２アーム５の先端に取り付けられた３軸の手首ユニット６とを備える。手首ユニット６の先端には、ハンド等のツールＳあるいはワークが固定される。図中符号７は制御装置である。
　ここでは、例えば、旋回胴（第１部材）３に対して第２軸線Ｊ２回りに第１アーム（第２部材）４を回転駆動するモータ（以下、対象モータという。）８のブレーキ９を診断する場合を例に挙げて説明する。
　本実施形態に係るブレーキ診断装置１０は、図２に示すように、少なくとも１つのプロセッサ１１とメモリ１２とを備えている。プロセッサ１１は、対象モータ８に備えられたエンコーダ１３から角度情報を取得する。また、プロセッサ１１は対象モータ８に備えられたブレーキ９に対し、ブレーキ９を作動させたりブレーキ９を解除したりするブレーキ動作指令を出力する。また、プロセッサ１１は、対象モータ８に対して、対象モータ８を回転駆動するトルク指令を出力する。
　本実施形態に係るブレーキ診断方法は、ロボット１の任意の姿勢において実施される。例えば、第１アーム４を回転駆動する対象モータ８のブレーキ９の診断は、旋回胴３に対して第１アーム４が任意の第１位置に配置されている状態で実施される。
　本実施形態に係るブレーキ診断方法は、図３に示すように、重力トルク測定ステップＳ１と、診断用トルク算出ステップＳ２と、異常判定ステップＳ３とを含んでいる。
　重力トルク測定ステップＳ１は、図４に示すように、ブレーキ解除ステップＳ１１と、トルク測定ステップＳ１２と、トルク算出ステップＳ１３と、復帰ステップＳ１４とを含んでいる。
　ブレーキ解除ステップＳ１１は、プロセッサ１１が対象モータ８のみに対してブレーキ動作指令を送り、対象モータ８のブレーキ９を解除する。
　トルク測定ステップＳ１２は、対象モータ８を第１位置から第２位置まで、一方向に動作させつつ、プロセッサ１１がトルク（移動時トルク）を測定する。第１位置、第２位置および動作中の各位置は、プロセッサ１１が、対象モータ８に備えられたエンコーダ１３からの角度情報に基づいて算出する。
　トルク測定ステップＳ１２における対象モータ８の速度指令および速度指令に基づいて対象モータ８に対して出力するトルク指令（電流値）の時間変化を図５に示す。対象モータ８は、トルク測定ステップＳ１２が開始すると、加速後、一定速度で動作し、その後減速して第２位置に達する。
　トルク算出ステップＳ１３においては、プロセッサ１１が、この一定速度で動作する定速期間内に測定された対象モータ８のトルク指令を時間平均することにより、移動時トルクを算出する。この移動時トルクには、対象モータ８が重力に対抗するために必要な重力対抗トルクと動摩擦に対抗するために必要な動摩擦対抗トルクとが含まれる。
　図５に示すように、トルク指令は高い周波数で変動しているので、例えばローパスフィルタを通過させることにより平滑化したトルク指令を時間平均することにしてもよい。
　第１位置から第２位置までの対象モータ８の変位量は、定速期間における速度を十分に抑えることにより、十分に小さく抑えることができる。
　復帰ステップＳ１４は、プロセッサ１１が、対象モータ８にトルク指令を供給することにより、トルク測定ステップＳ１２における動作とは逆方向に対象モータ８を動作させ、第１位置まで戻る。復帰ステップＳ１４においては、プロセッサ１１が対象モータ８を第２位置からトルク測定ステップＳ１２とは逆方向に加速後、一定速度で動作させ、その後減速することにより、第１位置に到達させる。
　診断用トルク算出ステップＳ２は、プロセッサ１１が、例えば、算出された移動時トルクと、予め設定されているブレーキ保持トルクとを加算することにより、ブレーキ診断用トルクを算出する。ブレーキ保持トルクは、正常な状態のブレーキ９により保持可能なトルクであり、メモリ１２に記憶されている。
　異常判定ステップＳ３は、図６に示すように、ブレーキ作動ステップＳ３１と、診断用トルク印加ステップＳ３２と、変化量検出ステップＳ３３とを含む。また、異常判定ステップＳ３は、比較ステップＳ３４と、報知ステップＳ３５とを含む。
　ブレーキ作動ステップＳ３１は、プロセッサ１１がブレーキ動作指令を出力することにより、対象モータ８のみのブレーキ９を作動させる。
　診断用トルク印加ステップＳ３２は、プロセッサ１１が、診断用トルク算出ステップＳ２において算出されたブレーキ診断用トルクを重力トルクとは逆方向に対象モータ８に発生させる。
　変化量検出ステップＳ３３は、プロセッサ１１からのトルク指令に基づいてブレーキ診断用トルクを対象モータ８に発生させた時点からの対象モータ８の角度変化量（動作量）を、エンコーダ１３からの角度情報に基づいて検出する。比較ステップＳ３４は、プロセッサ１１が変化量検出ステップＳ３３により検出された角度変化量がメモリ１２に予め記憶されている閾値よりも大きいか否かを判定する。
　報知ステップＳ３５は、プロセッサ１１が比較ステップＳ３４における判定の結果、角度変化量が閾値よりも大きい場合に、ブレーキ９に異常がある旨を知らせるブレーキ異常アラームを出力する。角度変化量が閾値以下である場合には、ブレーキ９は正常であり、処理を終了する。ブレーキ異常アラームは、例えば、図示しないモニタにその旨を表示することの他、音声、ブザー、警告灯の点灯、振動等の作業者の五感により認識可能な任意のアラームでよい。
　このように構成された本実施形態に係るブレーキ診断方法およびブレーキ診断装置１０の作用について以下に説明する。
　本実施形態によれば、ブレーキ９を解除してモータ８を定速動作させた状態で、移動時トルクを測定するので、静止摩擦の影響を排除するとともに、動摩擦を含めた重力トルクを精度よく測定できるという利点がある。
　そして、精度よく測定された移動時トルクを使用するので、ブレーキ９の異常の有無の診断を精度よく行うことができるという利点がある。
　また、本実施形態によれば、ブレーキ９の診断に先立って移動時トルクを測定するので、ロボット１の姿勢に関わらずブレーキ９の診断を行うことができるという利点がある。また、ブレーキ９の診断に先立って移動時トルクを測定するので、ロボット１の手首ユニット６先端に取り付けるツールＳあるいはワークの重量や重心を変更しても、ブレーキ９の診断を精度よく行うことができるという利点がある。
　すなわち、ブレーキ９の診断を行うロボット１の診断姿勢と、その診断姿勢における重力トルクを予め記憶する方法も考えられるが、その場合には、ブレーキ９の診断の都度に、ロボット１を診断姿勢にする必要がある。また、この場合には、手首ユニット６先端に取り付けるツールＳあるいはワークの重量あるいは重心位置を変更する都度に重力トルクを測定しなければならず煩雑である。本実施形態によれば、これらの不都合がなく、簡易にブレーキ９の診断を行うことができる。
　なお、本実施形態においては、ブレーキ診断装置１０がモータ８およびブレーキ９を動作させる場合について例示したが、この場合には、ロボット１を動作させる制御装置７がブレーキ診断装置１０を備えていてもよい。制御装置７とは別個にブレーキ診断装置１０を設ける場合には、ブレーキ診断装置１０は、重力トルク測定ステップＳ１および異常判定ステップＳ３において、対象モータ８へのトルク指令を制御装置７から取得すればよい。
　また、本実施形態においてはブレーキ診断装置１０によってブレーキ診断用トルクを用いてブレーキ９の異常の有無を診断した。これに代えて、ブレーキ診断プログラムの実行によって、ブレーキ９の異常の有無を診断してもよい。この場合には、ブレーキ診断装置１０または制御装置７において上述したブレーキ診断方法を実行させればよい。
　また、本実施形態においては、対象モータ８の定速動作中に対象モータ８が発生するトルクを検出して移動時トルクを算出したが、定速動作に限定されるものではなく、加速動作中に移動時トルクを検出してもよい。加速度が既知であれば、定速動作中と同様に静止摩擦の影響を排除して移動時トルクを精度よく算出することができる。
　また、対象モータ８を第１位置から第２位置まで移動させる間の定速期間において測定したトルクに基づいて移動時トルクを算出した。これに代えて、第２位置から第１位置まで戻る間の定速期間において測定したトルクに基づいて移動時トルクを算出してもよい。あるいは、第１位置と第２位置との間の往復動作の両方において測定したトルクに基づいて移動時トルクを算出してもよい。
　また、異常判定ステップＳ３において、移動時トルクとブレーキ保持トルクとを加算したブレーキ診断用トルクを、対象モータ８に、重力トルクとは逆方向に発生させた。これに代えて、ブレーキ保持トルクから重力トルクを減算することにより算出したブレーキ診断用トルクを、重力トルクと同じ方向に対象モータ８に発生させることにしてもよい。
　また、本実施形態においては、旋回胴３に対して第１アーム４を回転駆動するモータを対象モータ８としてブレーキ９の診断を行う場合を例示した。これに代えて、第１アーム４に対して第２アーム５を回転駆動するモータあるいは手首ユニット６の各手首要素を回転駆動するモータを対象モータ８としてもよい。
　さらに、本実施形態においては、重力トルクが作用する場合のモータを対象モータ８として説明した。これに代えて、ベース２に対して旋回胴３を回転駆動するモータのように重力が作用しないモータを対象モータ８として、ブレーキ９の診断を行う場合に、本実施形態に係るブレーキ診断方法を適用してもよい。
　また、本実施形態においては、垂直６軸多関節型ロボットのブレーキ９を診断する場合を例示したが、これに代えて、水平多関節型ロボット等、他の任意の形態のロボットに適用してもよい。また、回転関節を駆動するモータ８のブレーキ９に代えて、直動関節を駆動するモータ８のブレーキ９の診断に本実施形態に係るブレーキ診断方法を適用してもよい。
　次に、本開示の第２実施形態に係るブレーキ診断方法およびブレーキ診断装置１０について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態は、異常判定ステップＳ３において第１実施形態と相違している。
　本実施形態においては、異常判定ステップＳ３は、図７に示すように、ブレーキ解除ステップＳ３６と、診断用トルク印加ステップＳ３７と、判定ステップＳ３８と、報知ステップＳ３５とを含む。ブレーキ解除ステップＳ３６は、プロセッサ１１がブレーキ解除指令を出力することにより、対象モータ８のみのブレーキ９を解除させる。ブレーキ９が解除された対象モータ８は、重力トルクに対向するトルクを発生させることにより対象モータ８を静止した状態に維持する。
　診断用トルク印加ステップＳ３７は、プロセッサ１１が、診断用トルク算出ステップＳ２において算出されたブレーキ診断用トルクを重力トルクとは逆方向に対象モータ８に発生させると同時にもしくは発生させた後にブレーキ９を作動させる。ブレーキ診断用トルクを発生させることにより対象モータ８は重力トルクとは逆方向に回転駆動を開始するが、ブレーキ９が作動させられることにより減速させられる。
　判定ステップＳ３８においては、プロセッサ１１が、ブレーキ９の作動による減速の結果、対象モータ８の動作が停止したか否か、すなわち、回転速度がゼロになったか否かを判定する。回転速度がゼロになって対象モータ８が停止した場合には、ブレーキ９は正常であり、処理は終了される。回転速度がゼロにならず、対象モータ８が停止しない場合には、報知ステップＳ３５に進み、ブレーキ９に異常がある旨が報知される。
　本実施形態によれば、ブレーキ９を作動させた状態でブレーキ診断用トルクを印加する場合と比較して、異常判定時における静止摩擦の影響を排除することができるという利点がある。すなわち、ブレーキ保持トルクが低下していても静止摩擦により対象モータ８が静止状態に維持されてしまうことを防止して、ブレーキ９が正常であるとの誤判定を防止することができる。
　なお、本実施形態においては、判定ステップＳ３８において、プロセッサ１１が、ブレーキ９の作動による減速の結果、回転速度がゼロになったか否かを判定した。これに代えて、第１実施形態と同様に、判定ステップＳ３８において、プロセッサ１１が、変位量が所定の閾値よりも小さかったか否かを判定してもよい。
　以上、本開示の各実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本発明の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。
付記１
　第１部材に対して第２部材を駆動するモータのブレーキが解除された状態において、前記モータの作動による前記第１部材に対する前記第２部材の移動中に前記モータが発生する移動時トルクを取得することと、
　取得された前記移動時トルクに基づいてブレーキ診断用トルクを算出することと、
　算出された前記ブレーキ診断用トルクを用いて前記ブレーキの異常の有無を判定することとを含むロボットのブレーキ診断方法。
付記２
　前記ブレーキをかけた状態で、前記モータに前記ブレーキ診断用トルクを発生させた後の前記モータの動作量に基づいて前記ブレーキの異常の有無を判定する付記１に記載のロボットのブレーキ診断方法。
付記３
　前記第１部材に対する前記第２部材の移動中に前記モータに前記ブレーキ診断用トルクを発生させた後の前記モータの動作量または回転速度に基づいて前記ブレーキの異常の有無を判定する付記１に記載のロボットのブレーキ診断方法。
付記４
　前記モータの動作量が所定の閾値よりも大きい場合に、前記ブレーキに異常があると判定する付記２または付記３に記載のロボットのブレーキ診断方法。
付記５
　前記モータの回転速度がゼロにならない場合に、前記ブレーキに異常があると判定する付記３に記載のロボットのブレーキ診断方法。
付記６
　前記移動時トルクが、前記モータが定速動作している期間に前記モータが発生しているトルクの時間平均値である付記１から付記３のいずれかに記載のロボットのブレーキ診断方法。
付記７
　前記ブレーキ診断用トルクが、前記移動時トルクとブレーキ保持トルクとの和または前記ブレーキ保持トルクからの前記移動時トルクの差である付記１から付記４のいずれかに記載のロボットのブレーキ診断方法。
付記８
　前記ブレーキに異常があると判定された場合にその旨を報知する付記１から付記５のいずれかに記載のロボットのブレーキ診断方法。
付記９
　少なくとも１つのプロセッサを備え、
　該プロセッサが、付記１から付記８のいずれかに記載のブレーキ診断方法を実行するよう構成されたロボットのブレーキ診断装置。
付記１０
　付記１から付記８のいずれかに記載のブレーキ診断方法をコンピュータに実行させるロボットのブレーキ診断プログラム。
付記１１
　少なくとも１つのプロセッサを備え、
　該プロセッサが、
　第１部材に対して第２部材を駆動するモータのブレーキを解除することと、
　該ブレーキが解除された状態で前記モータの作動により前記第１部材に対して前記第２部材を移動させることと、
　前記第１部材に対する前記第２部材の移動中に前記モータが発生する移動時トルクを取得することと、
　取得された前記移動時トルクに基づいてブレーキ診断用トルクを算出することと、
　算出された前記ブレーキ診断用トルクを用いて前記ブレーキの異常の有無を判定することとを実行するよう構成されたロボットの制御装置。
　１　ロボット
　３　旋回胴（第１部材）
　４　第１アーム（第２部材）
　７　制御装置
　８　モータ
　９　ブレーキ
　１０　ブレーキ診断装置
　１１　プロセッサ

Claims (11)

  1. 　第１部材に対して第２部材を駆動するモータのブレーキが解除された状態において、前記モータの作動による前記第１部材に対する前記第２部材の移動中に前記モータが発生する移動時トルクを取得することと、
    　取得された前記移動時トルクに基づいてブレーキ診断用トルクを算出することと、
    　算出された前記ブレーキ診断用トルクを用いて前記ブレーキの異常の有無を判定することとを含むロボットのブレーキ診断方法。
  2. 　前記ブレーキをかけた状態で、前記モータに前記ブレーキ診断用トルクを発生させた後の前記モータの動作量に基づいて前記ブレーキの異常の有無を判定する請求項１に記載のロボットのブレーキ診断方法。
  3. 　前記第１部材に対する前記第２部材の移動中に前記モータに前記ブレーキ診断用トルクを発生させた後の前記モータの動作量または回転速度に基づいて前記ブレーキの異常の有無を判定する請求項１に記載のロボットのブレーキ診断方法。
  4. 　前記モータの動作量が所定の閾値よりも大きい場合に、前記ブレーキに異常があると判定する請求項２または請求項３に記載のロボットのブレーキ診断方法。
  5. 　前記モータの回転速度がゼロにならない場合に、前記ブレーキに異常があると判定する請求項３に記載のロボットのブレーキ診断方法。
  6. 　前記移動時トルクが、前記モータが定速動作している期間に前記モータが発生しているトルクの時間平均値である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロボットのブレーキ診断方法。
  7. 　前記ブレーキ診断用トルクが、前記移動時トルクとブレーキ保持トルクとの和または前記ブレーキ保持トルクからの前記移動時トルクの差である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボットのブレーキ診断方法。
  8. 　前記ブレーキに異常があると判定された場合にその旨を報知する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロボットのブレーキ診断方法。
  9. 　少なくとも１つのプロセッサを備え、
    　該プロセッサが、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のブレーキ診断方法を実行するよう構成されたロボットのブレーキ診断装置。
  10. 　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のブレーキ診断方法をコンピュータに実行させるロボットのブレーキ診断プログラム。
  11. 　少なくとも１つのプロセッサを備え、
    　該プロセッサが、
    　第１部材に対して第２部材を駆動するモータのブレーキを解除することと、
    　該ブレーキが解除された状態で前記モータの作動により前記第１部材に対して前記第２部材を移動させることと、
    　前記第１部材に対する前記第２部材の移動中に前記モータが発生する移動時トルクを取得することと、
    　取得された前記移動時トルクに基づいてブレーキ診断用トルクを算出することと、
    　算出された前記ブレーキ診断用トルクを用いて前記ブレーキの異常の有無を判定することとを実行するよう構成されたロボットの制御装置。
     
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