(57)【要約】【課題】構成部材の温度を精度よく推定する。【解決手段】モータと、モータの動力を可動部に伝達する伝達機構とを備える機械における前記伝達機構に含まれる構成部材の温度を評価する温度推定装置１２であって、モータの電流値に基づいてモータ発熱量を算出するモータ発熱量算出部１４と、モータの回転速度と、伝達機構の摩擦係数とに基づいて、伝達機構における摩擦発熱量を算出する摩擦発熱量算出部１５と、算出された摩擦発熱量およびモータ発熱量に基づいて、構成部材を潤滑するための潤滑材を除いた構成部材の温度を推定する構成部材温度推定部１７とを備える温度推定装置１２を提供する。【選択図】図３
2020008472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータの動力を可動部に伝達する伝達機構とを備える機械における前記伝達機構に含まれる構成部材の温度を推定する温度推定装置であって、
前記モータの電流値に基づいてモータ発熱量を算出するモータ発熱量算出部と、
前記モータの回転速度と、前記伝達機構の摩擦係数とに基づいて、該伝達機構における摩擦発熱量を算出する摩擦発熱量算出部と、
該摩擦発熱量算出部により算出された前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量算出部により算出された前記モータ発熱量とに基づいて、前記構成部材を潤滑するための潤滑材を除いた前記構成部材の温度を推定する構成部材温度推定部とを備える温度推定装置。
【請求項２】
前記構成部材温度推定部によって推定された前記構成部材の温度に応じて、前記構成部材を冷却する冷却部を備えている請求項１に記載の温度推定装置。
【請求項３】
前記モータ発熱量算出部が、前記モータの電流値および前記モータの回転速度に基づいて前記モータ発熱量を算出する請求項１または請求項２に記載の温度推定装置。
【請求項４】
前記伝達機構の移動速度に基づいて空冷放熱量を算出する空冷放熱量算出部を備え、前記構成部材温度推定部が、前記空冷放熱量算出部により算出された空冷放熱量に基づいて前記構成部材の温度を推定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の温度推定装置。
【請求項５】
前記構成部材温度推定部が、下式により前記構成部材の温度を推定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の温度推定装置。
【数１】
2020008472.tif 000007
ここで、Ｔは前記構成部材の推定温度、Ｔ０は室温、ｉは目標軸を含む目標軸構成部材温度に影響を与える軸、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６は、予め実験により、種々のパターンの動作を実行し、各パターンにおける前記構成部材の温度、室温、発熱量、減速機の移動速度および他の発熱源の発熱量のデータを取得して同定した係数、Ｗ３は空冷放熱量、Ｗ４は他の発熱源の発熱量、Ｅｉは前記モータ発熱量Ｗ１ｉの係数、Ｆｉは前記摩擦発熱量Ｗ２ｉの係数であり、ＥｉおよびＦｉのそれぞれは、予め実験により、種々のパターンの動作を実行し、各パターンにおける前記構成部材の温度、室温、発熱量、減速機の移動速度および他の発熱源の発熱量のデータを取得して同定した係数または予め設定した定数である。
【請求項６】
前記構成部材が、温度変化に応じて寿命が変化する部材である請求項１から請求項５のいずれかに記載の温度推定装置。
【請求項７】
前記構成部材は、前記伝達機構に含まれる回転軸の軸受である請求項１から請求項６のいずれかに記載の温度推定装置。
【請求項８】
前記構成部材温度推定部が、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量を用いた機械学習により、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量から前記構成部材の温度を推定するための学習済みモデルを生成する請求項１から請求項７のいずれかに記載の温度推定装置。
【請求項９】
前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量を用いた機械学習により生成された学習済みモデルを記憶する記憶部を備え、
前記構成部材温度推定部が、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量に基づいて、前記学習済みモデルを用いて前記構成部材の温度を推定する請求項１から請求項７のいずれかに記載の温度推定装置。
【請求項１０】
前記機械学習は、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量を入力データとし、前記構成部材の温度の実測値をラベルとしてお互いに関連付けた教師データを用いた教師あり学習である請求項８または請求項９に記載の温度推定装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の温度推定装置と、
前記構成部材温度推定部により推定された前記構成部材の温度に基づいて該構成部材の寿命を推定する寿命推定部とを備える寿命評価装置。
【請求項１２】
前記寿命推定部により推定された寿命に基づいて残存寿命を算出する残存寿命算出部を備える請求項１１に記載の寿命評価装置。
【請求項１３】
前記寿命推定部により推定された寿命に基づいて推定交換日を算出する交換日算出部を備える請求項１１または請求項１２に記載の寿命評価装置。
【請求項１４】
１以上の前記モータと、
１以上の可動部と、
前記構成部材により接続され各前記モータの動力を各前記可動部に伝達する１以上の前記伝達機構とを備えるロボットと、
該ロボットの前記モータを制御する制御装置と、
請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の寿命評価装置との少なくとも一方の装置とを備えるロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度推定装置、寿命評価装置、およびロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、推定した減速機の温度と同じとみなした軸受の温度を、予め求められている軸受の温度と軸受の寿命温度補正係数との関係に用いることによって、軸受の寿命を評価する寿命評価装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０８７４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された寿命評価装置では、軸受の温度が減速機の温度と同じとしてみなされているため、誤差が大きく、寿命を正しく評価することができないという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、軸受等の構成部材の温度を正確に測定し、構成部材の寿命を精度よく評価することができる温度推定装置、寿命評価装置、およびロボットシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、モータと、前記モータの動力を可動部に伝達する伝達機構とを備える機械における前記伝達機構に含まれる構成部材の温度を推定する温度推定装置であって、前記モータの電流値に基づいてモータ発熱量を算出するモータ発熱量算出部と、前記モータの回転速度と、前記伝達機構の摩擦係数とに基づいて、該伝達機構における摩擦発熱量を算出する摩擦発熱量算出部と、該摩擦発熱量算出部により算出された前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量算出部により算出された前記モータ発熱量とに基づいて、前記構成部材を潤滑するための潤滑材を除いた前記構成部材の温度を推定する構成部材温度推定部とを備える温度推定装置を提供する。
【０００６】
本態様によれば、モータ発熱量算出部によりモータの電流値に基づいてモータ発熱量が算出され、摩擦発熱量算出部により伝達機構の摩擦係数とモータの回転速度とに基づいて伝達機構における摩擦発熱量が算出される。そして、算出されたモータ発熱量と摩擦発熱量とに基づいて構成部材温度推定部により潤滑材を除いた構成部材の温度が推定される。
減速機の温度と同じとして構成部材の温度を推定していた従来の技術と比較して、構成部材の温度上昇に大きく寄与しているモータの発熱量を加味しているので、構成部材の温度を精度よく推定することができる。
【０００７】
上記態様においては、前記構成部材温度推定部によって推定された前記構成部材の温度に応じて、前記構成部材を冷却する冷却部を備えていてもよい。
この構成により、構成部材は、構成部材の温度に応じて稼動する冷却部によって冷却される。これにより、構成部材の温度を所定の温度以下に保つことができる。
【０００８】
上記態様においては、前記モータ発熱量算出部が、前記モータの電流値および前記モータの回転速度に基づいて前記モータ発熱量を算出してもよい。
このようにすることで、モータの電流値のみにより算出する場合と比較して、モータの回転速度による発熱が大きい場合には、モータ発熱量を精度よく算出することができる。
【０００９】
また、上記態様においては、前記伝達機構の移動速度に基づいて空冷放熱量を算出する空冷放熱量算出部を備え、前記構成部材温度推定部が、前記空冷放熱量算出部により算出された空冷放熱量に基づいて前記構成部材の温度を推定してもよい。
このようにすることで、伝達機構が可動部に配置されていて移動させられる場合に、移動によって強制的な空気冷却が実施されるので、伝達機構の移動速度に基づいて空冷放熱量算出部により空冷放熱量が算出され、構成部材温度推定部は空冷放熱量に基づいて構成部材の温度が推定される。これにより、より実機に即した構成部材の温度を推定することができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記構成部材温度推定部が、下式により前記構成部材の温度を推定してもよい。
【数１】
2020008472.tif 000003
ここで、Ｔは前記構成部材の推定温度、Ｔ０は室温、ｉは目標軸を含む目標軸構成部材温度に影響を与える軸、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６は、予め実験により、種々のパターンの動作を実行し、各パターンにおける前記構成部材の温度、室温、発熱量、減速機の移動速度および他の発熱源の発熱量のデータを取得して同定した係数、Ｗ３は空冷放熱量、Ｗ４は他の発熱源の発熱量、Ｅｉは前記モータ発熱量Ｗ１ｉの係数、Ｆｉは前記摩擦発熱量Ｗ２ｉの係数であり、ＥｉおよびＦｉのそれぞれは、予め実験により、種々のパターンの動作を実行し、各パターンにおける前記構成部材の温度、室温、発熱量、減速機の移動速度および他の発熱源の発熱量のデータを取得して同定した係数または予め設定した定数である。
【００１１】
また、前記構成部材が、温度変化に応じて寿命が変化する部材であってもよい。
また、上記態様においては、前記構成部材は、前記伝達機構に含まれる回転軸の軸受であってもよい。
【００１２】
また、上記態様においては、前記構成部材温度推定部が、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量を用いた機械学習により、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量から前記構成部材の温度を推定するための学習済みモデルを生成してもよい。
このようにすることで、種々のパターンの摩擦発熱量およびモータ発熱量のデータに基づく学習済みモデルを用いて構成部材の温度を精度高く推定することができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量を用いた機械学習により生成された学習済みモデルを記憶する記憶部を備え、前記構成部材温度推定部が、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量に基づいて、前記学習済みモデルを用いて前記構成部材の温度を推定してもよい。
このようにすることで、記憶部に記憶された学習済みモデルを用いた構成部材の温度推定がされることにより、一から学習済みモデルを生成しなくても、構成部材の温度を精度高く推定できる。
【００１４】
また、上記態様においては、前記機械学習は、前記摩擦発熱量および前記モータ発熱量を入力データとし、前記構成部材の温度の実測値をラベルとしてお互いに関連付けた教師データを用いた教師あり学習であってもよい。
このようにすることで、構成部材の温度の実測値を正解として用いることにより、入力データに対応する構成部材の温度を精度高く推定できる。
【００１５】
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの温度推定装置と、前記構成部材温度推定部により推定された前記構成部材の温度に基づいて該構成部材の寿命を推定する寿命推定部とを備える寿命評価装置を提供する。
本態様によれば、構成部材温度推定部により推定された温度に基づいて構成部材の寿命が寿命推定部により推定されるため、寿命を精度よく評価することができる。
【００１６】
また、上記太陽においては、前記寿命推定部により推定された寿命に基づいて残存寿命を算出する残存寿命算出部を備えていてもよい。
このようにすることで、残存寿命算出部により残存寿命が算出されるので、交換時期を予め確認することができる。
【００１７】
また、上記態様においては、前記寿命推定部により推定された寿命に基づいて推定交換日を算出する交換日算出部を備えていてもよい。
このようにすることで、交換日算出部により算出された推定交換日により、交換時期をより明確に認識することができる。
【００１８】
また、本発明の他の態様は、１以上の前記モータと、１以上の可動部と、前記構成部材により接続され各前記モータの動力を各前記可動部に伝達する１以上の前記伝達機構とを備えるロボットと、該ロボットの前記モータを制御する制御装置と、上記いずれかの寿命評価装置との少なくとも一方の装置とを備えるロボットシステムを提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、潤滑材を除いた構成部材の温度を精度よく評価することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットシステムを示す全体構成図である。
【図２】図１のロボットシステムに備えられるロボットの関節部分の一例を示す部分的な縦断面図である。
【図３】ロボットシステム１の一部のブロック図である。
【図４】図３のロボットシステム１の変形例の一部を示すブロック図である。
【図５】変形例におけるベアリングの交換日算出部による交換日の算出方法を説明するグラフである。
【図６】図５の温度推定装置により出力される推定交換日と残存寿命との表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態に係る温度推定装置（寿命評価装置）１２およびロボットシステム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム１は、図１に示されるように、ロボット２と、該ロボット２を制御する制御装置３と、該制御装置３に接続された表示部４とを備えている。
【００２２】
ロボット２としては、１以上のリンク（可動部）５と１以上の関節を有するものであり、図１に示す例では、６軸多関節型ロボットを挙げることができる。
図２にロボット２の関節部分６の一例を示す。関節部分６は、ベース７と、該ベース７に対して軸線回りに揺動可能に支持されるリンク５と、該リンク５とベース７との間に配置された減速機（伝達機構）８と、該減速機８に入力する動力を発生するモータ９とを備えている。
【００２３】
減速機８内部にはグリース（潤滑材）１０が充填されており、減速機８を構成しているギヤおよびベアリングを潤滑している。なお、図２には、減速機８内部に含まれ、モータ９の動力を伝達する構成部材の一例として、ベアリング（軸受）２３と、シール部材であるＯリング（構成部材）３１と、外部へのグリース１０の漏れを防止するオイルシール３２（構成部材）とが示されている。ベアリング２３は、図２に図示されていない減速機８内部の回転軸を支持している。なお、本明細書における構成部材とは、モータ９の動力を伝達する伝達部材に加えて、これらの伝達部材に関連するＯリング３１やオイルシール３２も含んでいる。本実施形態では、一構成部材としてのベアリング２３の温度推定および寿命推定について説明する。
モータ９が作動させられると、モータ９の回転は減速機８により減速されて、ベース７に対してリンク５が回転させられるようになっている。
【００２４】
制御装置３は、ロボット２を制御するロボット制御部（制御装置）１１と、ベアリング２３の温度推定および寿命評価を行う本実施形態に係る温度推定装置１２とを備えている。
図３には、ロボットシステム１の一部のブロック図が示されている。温度推定装置１２は、図３に示されるように、室温を入力する室温入力部１３と、モータ発熱量を算出するモータ発熱量算出部１４と、減速機８内のベアリング２３における摩擦発熱量を算出する摩擦発熱量算出部１５と、空冷放熱量算出部１６と、これらの算出部１４，１５，１６により算出された熱量に基づいてベアリング２３の温度を推定する構成部材温度推定部１７と、推定された温度に基づいてベアリング２３の寿命を算出する寿命算出部（寿命推定部）１８と、構成部材温度推定部１７によって推定された温度に応じて、図示されていないファンを駆動させる冷却部２４とを備えている。
【００２５】
室温入力部１３は、作業者が手入力で入力してもよいし、温度センサにより検出することにしてもよい。
モータ発熱量算出部１４は、ロボット制御部１１から入力されたモータ状態量、すなわち、モータ９の電流値（モータ電流値）およびモータ９の回転速度（モータ回転速度）に基づいて式（１）によりモータ発熱量を算出するようになっている。
【００２６】
Ｗ１＝Ａ１×ＩＭ２＋（Ａ２×ＳＭ＋Ａ３×ＳＭ２）            （１）
ここで、
Ｗ１はモータ発熱量、
Ａ１，Ａ２，Ａ３は係数、
ＩＭはモータ電流値、
ＳＭはモータ回転速度
である。
式（１）において右辺第１項はモータ９における銅損を示し、第２項は鉄損を示している。
【００２７】
また、摩擦発熱量算出部１５は、ロボット制御部１１から入力されたモータ状態量、すなわち、摩擦トルクおよびモータ回転速度に基づいて式（２）により摩擦発熱量を算出するようになっている。
Ｗ２＝Ｔ×ＳＭ
＝（Ｂ１＋Ｂ２×ＴＭ＋Ｂ３×ＳＭ）×ＳＭ              （２）
ここで、
Ｗ２は摩擦発熱量、
Ｔは摩擦トルク、
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は予め同定された摩擦係数、
ＴＭは摩擦が存在しない場合のロボット２のリンク５を駆動する際に必要とするトルク
である。
トルクＴＭは、リンク５の位置、加速度、質量情報等を用いて、一般的に、ラグランジュ法、ニュートン・オイラー法等の公知の計算方法により計算される。
【００２８】
また、空冷放熱量算出部１６は、ロボット２の駆動による減速機８自体が空気中で移動することにより、周辺空気との間に相対速度が発生するために発生する空冷放熱量を算出するものであり、ロボット制御部１１から入力されたモータ９の回転速度に基づいて、減速機の位置におけるロボット２の移動速度を算出し、算出された移動速度に基づいて式（３）により空冷放熱量を算出するようになっている。
Ｗ３＝Ｃ１×ＳＲ                                        （３）
ここで、
Ｗ３は空冷放熱量、
Ｃ１はモータ発熱量Ｗ１と摩擦発熱量Ｗ２の和で計算された値、
ＳＲは減速機８の位置におけるロボット２の移動速度
である。
【００２９】
構成部材温度推定部１７は、式（４）によりベアリング２３の温度を推定するようになっている。
【数２】
2020008472.tif 000004
ここで、
Ｔはベアリング２３の推定温度、
Ｔ０は室温、
ｉは目標軸を含む目標軸ベアリング２３の温度に影響を与える軸、
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６は、予め実験により、種々のパターンの動作を実行し、各パターンにおけるベアリング２３、室温、発熱量、減速機８の移動速度および他の発熱源の発熱量のデータを取得して同定した係数、
Ｗ４は他の発熱源の発熱量、
Ｅｉは予め実験により、種々のパターンの動作を実行し、各パターンにおけるベアリング２３の温度、室温、発熱量、減速機８の移動速度および他の発熱源の発熱量のデータを取得して同定したモータ発熱量Ｗ１ｉの係数、
Ｆｉは予め実験により、種々のパターンの動作を実行し、各パターンにおけるベアリング２３の温度、室温、発熱量、減速機８の移動速度および他の発熱源の発熱量のデータを取得して同定した摩擦発熱量Ｗ２ｉの係数
である。
【００３０】
他の発熱源としては近接する他の関節または装置を挙げることができる。
また、式（４）に加えて、熱輻射を考慮してもよい。
そして、本実施形態においては、ベアリング２３の推定温度Ｔは、ロボット２動作時には式（４）により計算し、ロボット２が停止しているときには室温と同じとする。
【００３１】
一例として、６軸多関節型ロボットであるロボット２の各軸をＪ１軸，Ｊ２軸，Ｊ３軸，Ｊ４軸，Ｊ５軸，Ｊ６軸としたとき、Ｊ４軸，Ｊ５軸およびＪ６軸のモータ９と減速機８とが密集してお互いに影響を与える場合、Ｊ６軸を目標軸とするベアリング２３の推定温度Ｔは、式（５）により推定される。
【数３】
2020008472.tif 000005
【００３２】
Ｅ４はＪ４軸のモータ発熱量Ｗ１４の係数、
Ｅ５はＪ５軸のモータ発熱量Ｗ１５の係数、
Ｅ６はＪ６軸のモータ発熱量Ｗ１６の係数、
Ｆ４はＪ４軸の摩擦発熱量Ｗ２４の係数、
Ｆ５はＪ５軸の摩擦発熱量Ｗ２５の係数、
Ｆ６はＪ６軸の摩擦発熱量Ｗ２６の係数
である。
【００３３】
また、式（５）において、Ｊ１軸，Ｊ２軸およびＪ３軸が影響を与えず、Ｊ４軸およびＪ５軸がＪ６軸に影響を与える場合を例示したが、Ｊ１軸，Ｊ２軸およびＪ３軸も影響を与える場合には、Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を追記する。
また、式（５）において、Ｊ４軸およびＪ５軸がＪ６軸に影響を与える場合を例示したが、Ｊ４軸およびＪ５軸がＪ１軸，Ｊ２軸およびＪ３軸同様にＪ６軸に影響を与えない場合には、Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ２４，Ｗ２５（あるいは、Ｅ４，Ｅ５，Ｆ４，Ｆ５）は０である。
【００３４】
寿命算出部１８は、種々の方法を用いてベアリング２３の寿命を算出できる。寿命算出の一例として、寿命算出部１８は、モータ９の回転速度に基づいて、ベアリング２３に加わるラジカル荷重およびアキシャル荷重と、モータ９の回転数とを算出する。また、寿命算出部１８は、構成部材温度推定部１７により推定されたベアリング２３の推定温度Ｔを、軸受メーカーが提供している軸受の温度と寿命温度補正係数との対応関係に用いることによって、寿命温度補正係数を算出する。寿命算出部１８は、算出した寿命温度算出係数、モータ９の回転数、ベアリング２３に加わるラジカル荷重およびアキシャル荷重、およびモータ９の稼動時間を用いて、ベアリング２３の使用寿命量Ｓｇを算出できる。なお、他の実施形態では、ベアリング２３の寿命算出について、推定されたベアリング２３の推定温度Ｔを用いた異なる算出が用いられてもよい。
また、本実施形態においては、図３に示されるように、温度推定装置１２は、残存寿命算出部１９を備えている。
【００３５】
残存寿命算出部１９は、式（６）を用いて残存寿命を算出するようになっている。
残存寿命＝（１−Ｓｇ／Ｓｇ０）×１００％              （６）
式（６）におけるＳｇ０は、予め設定された定格寿命である。
【００３６】
表示部４は、残存寿命算出部１９により算出された残存寿命そのものを表示してもよいし、算出された残存寿命が予め設定された閾値より小さくなった場合に警告を表示することにしてもよい。
【００３７】
冷却部２４によって駆動するファンは、ベアリング２３に送風する装置である。冷却部２４は、構成部材温度推定部１７により推定されたベアリング２３の推定温度Ｔが予め設定された閾値以上になった場合にファンを駆動させる。一方で、冷却部２４は、ベアリング２３の推定温度Ｔが閾値未満の場合には、ファンを駆動させない。これにより、ベアリング２３の温度は、閾値未満から閾値以上に変化した場合に冷却される。
【００３８】
このように構成された本実施形態に係る温度推定装置１２およびこれを備えるロボットシステム１によれば、モータの動力を伝達する減速機８内部のベアリング２３の温度が、減速機８における摩擦係数のみならず、モータ発熱量にも基づいて推定されるので、精度よく推定される。また、精度よく推定されたベアリング２３の温度に基づいてベアリング２３の寿命が推定されるため、ベアリング２３の寿命を精度よく評価することができるという利点がある。
また、モータ発熱量をモータ電流およびモータ回転速度に基づいて算出しているので、モータ回転速度による発熱が大きい場合には、モータ発熱量を精度よく算出することができ、ベアリング２３の温度および寿命を精度よく評価することができるという利点がある。モータ９の回転速度による発熱量が小さい場合には、式（１）における右辺第２項の鉄損については省略することにしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態によれば、リンク５に配置されていて移動させられる減速機８が、移動によって空冷される空冷放熱量をも加味してベアリング２３の温度が推定される。これにより、より精度よくベアリング２３の温度を推定することができ、ベアリング２３の寿命を精度よく評価することができる。
また、本実施形態によれば、算出された寿命使用量を表示するのではなく、残存寿命を算出して表示するので、作業者が交換時期を予め確認することができるという利点がある。
【００４０】
なお、本実施形態においては、ベアリング２３の残存寿命を算出して表示することとしたが、これに代えて、あるいはこれに加えて、図４に示されるように、ベアリング２３の交換日を算出する交換日算出部２０を備えていてもよい。
交換日算出部２０は、直近の数日のベアリング２３の寿命使用量のデータを用いて、式（７）により、図５に示されるように、最小二乗法を用いて寿命使用量の積算値の増加率を算出し、算出された増加率を用いて、寿命使用量の積算値が定格寿命に達する時期を予測するようになっている。一例として、直近２０日間の寿命使用量積算値を利用する推奨交換日（推定交換日）の計算式を下記の式（７）に示す。
【００４１】
【数４】
2020008472.tif 000006
ここで、
ｄは最も最新のＳｇを計算した日付
である。
すなわち、直近の数日のロボット２の使用状況がそのまま継続される場合に、寿命を使い切ることとなる日付が予測され、関節毎に表示部４に、図６に示されるように表示される。図６における第１ベアリングから第３ベアリングのそれぞれは、第１関節から第３関節に配置された各減速機に内蔵されたベアリングである。
このように交換日算出部２０により算出された推定交換日が表示部４に表示されることにより、交換時期をより明確に認識することができるという利点がある。式（７）においては最小二乗法を例示したが、これに限定されるものではなく、他の任意の近似計算法を採用してもよい。
【００４２】
また、構成部材温度推定部１７は、摩擦発熱量算出部１５により算出される摩擦発熱量と、モータ発熱量算出部１４により算出されるモータ発熱量とを用いた機械学習によって、ベアリング２３の温度を推定するための学習済みモデルを生成してもよい。また、生成された学習済みモデルが、図４に示される記憶部２５に記憶されてもよい。
【００４３】
構成部材温度推定部１７は、摩擦発熱量、モータ発熱量、空冷放熱量算出部１６により算出された空冷放熱量、およびベアリング２３の実際の温度に基づいた教師あり学習を行い、ベアリング２３の温度の推定に用いられる学習済みモデルを生成してもよい。構成部材温度推定部１７は、例えば、上記式（４）の重回帰式を学習モデルとして用いた回帰分析を行い、上記式（４）に用いられる各係数Ｄ１〜Ｄ６，Ｅｉ，Ｆｉの全部または一部を推定することで学習済みモデルを作成する。
【００４４】
構成部材温度推定部１７による学習は、寿命評価装置１２が学習モードとして機能している場合に行われる。このとき、構成部材温度推定部１７は、摩擦発熱量、モータ発熱量、および空冷放熱量を入力データとし、ベアリング２３の実測値としての温度をラベル（出力データ）とする教師データを作成し、作成した教師データを用いた教師あり学習を行う。ラベルとしてのベアリング２３の温度は、例えば、図５に示される構成部材温度入力部２６を介して作業者が測定したベアリング２３の温度を手入力で設定するようにしてもよいし、減速機８の内部または近傍に取り付けられた図示しない温度センサにより検出された温度を自動的に取得するようにしてもよい。構成部材温度推定部１７は、生成した学習済みモデルを記憶部２５に記憶させ、ベアリング２３の温度を推定する際に学習済みモデルを用いる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、モータ９の動力を伝達するための構成部材としてベアリング２３を例示したが、例えば、オイルシール３２、Ｏリング３１、パッキン等の構成部材に適用してもよい。上記実施形態で説明されたベアリング２３等の構成部材は、温度の変化に応じて寿命が変化する部材であるとも換言できる。また、ロボット２の軸構成については、図１に示される垂直多関節型に限定されるものではなく、他の任意の軸構成のロボット２を備えるロボットシステム１に適用してもよい。
【００４６】
本実施形態の温度推定装置１２は、図３および図４に示される構成を備えたが、温度推定装置１２が備える構成および構成による制御については種々変形可能である。例えば、温度推定装置１２は、冷却部２４を備えずに、構成部材温度推定部１７によって推定されたベアリング２３の温度が冷却以外の制御に用いられてもよい。また、冷却部２４は、閾値としての温度でファンの稼動のオン／オフを制御したが、例えば、温度に比例して回転数を上昇させる制御を行ってもよい。温度推定装置１２は、図４における寿命算出部１８および残存寿命算出部１９を備えずに、ベアリング２３の使用寿命量Ｓｇおよび残存寿命を算出しなくてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  ロボットシステム
２  ロボット
５  リンク（可動部）
８  減速機（伝達機構）
９  モータ
１１  ロボット制御部（制御装置）
１２  温度推定装置（寿命評価装置）
１４  モータ発熱量算出部
１５  摩擦発熱量算出部
１６  空冷放熱量算出部
１７  構成部材温度推定部
１８  寿命算出部（寿命推定部）
１９  残存寿命算出部
２０  交換日算出部
２３  ベアリング２３（軸受）
２４  冷却部
２５  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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