[发明专利]机器人故障预测装置及系统、以及机器人故障预测方法

说明书

本发明提供机器人故障预测装置及系统、以及机器人故障预测方法。机器人故障预测装置具备：电流数据收集部，按照一定的时间间隔收集用于驱动机器人的总电流；模式识别部，对所收集的总电流进行模式识别；个别电流提取部，从模式识别后的总电流提取个别电流；个别时间提取部，从模式识别后的总电流提取个别时间；示教程序获取部，获取用于使机器人进行规定动作的示教程序；运动控制部，基于示教程序得到机器人的动作信息；轴判定部，基于动作信息取得机器人的各关节轴的旋转角度；速度参数提取部，基于动作信息取得机器人的速度参数；预测部，基于个别电流、个别时间、各关节轴的旋转角度、速度参数进行机器人的故障预测及故障定位。

技术领域

本发明涉及机器人故障预测装置及系统、机器人故障预测方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，工业机器人在生产现场大量导入，可以满足快速/大批量加工生产的需求，不仅节省了人力成本，而且极大地提高了生产效率。但是现有的机器人在工作当中也会发生故障，尤其是生产流水线上使用的机器人，当某一机器人因故障发生异常而停止的情况下，可能使得生产线上与其串行的其它机器人也被迫停止，从而造成整个生产线的停止，由此带来巨大的损失。因此，对于机器人系统而言，为了早期发现机器人可能出现故障，并及时进行故障报告，对机器人进行故障诊断及预测是一种非常重要的技术。

作为故障诊断及预测方法，在专利文献1中公开了如下方法：根据所拍摄的图像，通过简单的图像解析求出机器人的手臂的旋转角，将该旋转角与根据电机的旋转角所求出的手臂的旋转角进行比较，由此判断旋转位置检测是否正常进行。

专利文献1：日本特开JP2011-125976

但是，在专利文献1所公开的方法中，其需要对每一个机器人都设置摄像头来获取机器人运转工作时的图像，并且对所获取的每一个视频进行解析运算等。因此存在处理量大，运算成本高，并且实时性以及精度差等问题。

发明内容

本发明的发明人发现，机器人的故障通常与对机器人进行驱动的电机绕组线圈的绝缘破损以及电机的机械部分磨损有关。例如由于温度过高，电机绕组线圈绝缘被破坏导致电机性能降低，则机器人完成某一动作时所需要的驱动电流变大。当电机的机械部分发生磨损，例如轴承中的钢珠出现伤痕，导致电机的性能下降，则对机器人进行驱动使其完成某一动作所需的时间变长。

此外，本发明的发明人还发现，对机器人进行控制使其完成规定动作的示教程序与机器人执行该程序时的总电流具有对应关系，机器人执行该示教程序中的每一行指令所指示的动作进度所需的时间与对应电流的持续时间一致。

本发明的目的在于提供能够以低成本进行故障预测的机器人故障预测装置及系统、以及机器人故障预测方法。通过利用简单且容易获取的对机器人进行驱动的总电流信息以及机器人示教程序，能够低成本、及时且高精度地对机器人故障进行预测，并能够定位发生故障的机器人的关节轴，从而有效地预防由于机器人故障而造成的生产线的停止，并对机器人的维护维修提供有效的信息。

为了实现上述目的，本发明的机器人故障预测装置，具备：电流数据收集部，按照一定的时间间隔收集用于驱动机器人的总电流；模式识别部，对所述电流数据收集部收集的所述总电流进行模式识别；个别电流提取部，从所述模式识别部识别后的总电流中提取个别电流；个别时间提取部，从所述模式识别部识别后的总电流中提取个别时间；示教程序获取部，从所述机器人获取用于使所述机器人进行规定动作的示教程序；运动控制部，读取所述示教程序，并基于所述示教程序得到所述机器人的动作信息；轴判定部，基于所述动作信息取得所述机器人的各关节轴的旋转角度；速度参数提取部，基于所述动作信息取得所述机器人的速度参数；以及预测部，基于所述个别电流、所述个别时间以及所述各关节轴的旋转角度、所述速度参数进行所述机器人的故障预测及故障定位。