(57)【要約】　　　（修正有）【課題】産業用ロボットの軸の故障時における故障原因を短時間に発見して、設備復旧時間を短縮する。【解決手段】６軸産業用ロボットの手首に備えられた溶接ガン２２のサーボモータ２３およびエンコーダ２４の故障検出時には、溶接ガン２２のサーボモータ２３とエンコーダ２４とを、コネクタ２６，２７によって故障検出装置２１に接続し、エンコーダ２４の複数種類の各異常状態を検出し、またサーボモータ２３の相巻線の絶縁抵抗Ｒ１ｊと直流抵抗Ｒ２ｋとを測定して相巻線の異常を検出する。ロボットコントローラに備えられる駆動回路のパワーモジュールの故障検出時には、ロボットコントローラ用コネクタに故障検出装置２１を接続して、ロボットコントローラのパワーモジュールに備えられたスイッチングトランジスタＱと、相巻線の逆起電力が高くなることを防ぐ逆方向性結合されたダイオードＤの異常状態を各相毎に検出する。【選択図】　　　図１
2004009230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動手段の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項２】
ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項３】
ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動手段および駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項４】
ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して軸駆動を行うロボットの軸駆動装置において、
ロボットの軸を駆動する駆動手段の少なくとも１つの軸の各軸毎の制御データをストアするメモリと、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、メモリに記憶された制御データを読み出して、前記駆動手段の駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とするロボットの軸駆動装置。
【請求項５】
請求項４記載の軸駆動装置を用いて軸を駆動する駆動手段を駆動し、駆動手段および駆動回路の少なくともいずれか１方の不具合が確認された後、請求項１〜３の１つに記載のロボットの故障検出装置を用いて、駆動手段および駆動回路の少なくともいずれか１方の故障を検出するロボットの故障検出方法。
【請求項６】
ロボットの手首に設けられる作業手段と、その作業手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、作業手段の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項７】
ロボットの手首に設けられる作業手段と、その作業手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項８】
ロボットの手首に設けられる作業手段と、その作業手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、作業手段および駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項９】
ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
エンコーダの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、エンコーダの複数の各異常状態を検出するエンコーダ異常検出手段と、
エンコーダ異常検出手段の出力に応答し、各異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項１０】
検出手段の各異常状態毎の発生回数を計数するカウンタと、
カウンタの出力に応答し、発生回数が各異常状態毎に予め定める値を超えたとき、表示手段によって異常状態を表示手段に表示する回数比較手段とを含むことを特徴とする請求項９記載のロボットの故障検出装置。
【請求項１１】
ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の絶縁抵抗Ｒ１ｊを計測する絶縁抵抗計測手段と、
絶縁抵抗計測手段の出力に応答し、絶縁抵抗Ｒ１ｊが予め定める値Ｒ０１未満であるとき、絶縁抵抗の異常状態を検出する絶縁抵抗異常検出手段と、
絶縁抵抗異常検出手段の出力に応答し、絶縁抵抗の異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項１２】
ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の抵抗Ｒ２ｋを計測する相巻線抵抗計測手段と、
相巻線抵抗計測手段の出力に応答し、相巻線抵抗Ｒ２ｋが予め定める値の範囲の外であるとき、相巻線の抵抗の異常状態を検出する相巻線抵抗異常検出手段と、
相巻線抵抗異常検出手段の出力に応答し、相巻線抵抗の異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項１３】
ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットの故障検出装置において、
コントローラは、サーボモータを駆動する終段の各相毎のスイッチング素子を有し、
コントローラの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、各相毎のスイッチング素子の抵抗Ｒ３ｓを計測するスイッチング素子抵抗計測手段と、
スイッチング素子抵抗計測手段の出力に応答し、スイッチング素子の抵抗が予め定める値Ｒ０３未満であるとき、スイッチング素子の抵抗の異常状態を検出するスイッチング素子異常検出手段と、
スイッチング素子異常検出手段の出力に応答し、スイッチング素子の異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項１４】
スイッチング素子はトランジスタであり、
各トランジスタには並列に、逆極性にダイオードがそれぞれ接続され、
各相毎のダイオードの順方向電圧降下ＶＦおよび逆方向の電圧降下ＶＥを計測する電圧降下計測手段と、
電圧降下計測手段の出力に応答し、順方向電圧降下ＶＦが予め定める値の範囲に存在せず、または逆方向電圧降下ＶＥが予め定める値未満であるとき、ダイオードの異常状態を検出するダイオード異常検出手段と、
ダイオード異常検出手段の出力に応答し、各相毎のダイオードの異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とする請求項１３記載のロボットの故障検出装置。
【請求項１５】
ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
エンコーダの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、エンコーダの複数の各異常状態を検出するエンコーダ異常検出手段と、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の絶縁抵抗Ｒ１ｊを計測する絶縁抵抗計測手段と、
絶縁抵抗計測手段の出力に応答し、絶縁抵抗Ｒ１ｊが予め定める値Ｒ０１未満であるとき、絶縁抵抗の異常状態を検出する絶縁抵抗異常検出手段と、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の抵抗Ｒ２ｋを計測する相巻線抵抗計測手段と、
相巻線抵抗計測手段の出力に応答し、相巻線抵抗Ｒ２ｋが予め定める値Ｒ０２を超えるとき、相巻線の抵抗の異常状態を検出する相巻線抵抗異常検出手段と、コントローラは、サーボモータを駆動する終段の各相毎のスイッチング素子を有し、
コントローラの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、各相毎のスイッチング素子の抵抗Ｒ３ｓを計測するスイッチング素子抵抗計測手段と、
スイッチング素子抵抗計測手段の出力に応答し、スイッチング素子の抵抗が予め定める値Ｒ０３未満であるとき、スイッチング素子の抵抗の異常状態を検出するスイッチング素子異常検出手段と、
エンコーダ異常検出手段と、絶縁抵抗異常検出手段と、相巻線抵抗異常検出手段と、スイッチング素子異常検出手段とにそれぞれ応答し、各異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置。
【請求項１６】
サーボモータを特定する識別番号がバーコードで記載された表示片と、
表示片のバーコードを読取るバーコード読取り手段と、
識別番号に対応する相巻線の前記予め定める値Ｒ０２をストアするメモリと、バーコード読取り手段の出力に応答して、メモリにストアされた前記予め定める値Ｒ０２を読出すメモリ読出し手段とを含み、
相巻線抵抗異常検出手段は、
メモリ読出し手段の出力に応答して、相巻線の抵抗の異常状態を検出することを特徴とする請求項１２または１５記載のロボットの故障検出装置。
【請求項１７】
前記サーボモータを駆動する制御データをストアするメモリと、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、メモリに記憶された制御データを読み出して、前記サーボモータの駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とする請求項９記載のロボットの故障検出装置。
【請求項１８】
ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して軸駆動を行うロボットの軸駆動装置において、
サーボモータを駆動するための制御データをストアするメモリと、
メモリに記憶された制御データを読み出してサーボモータの駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とするロボットの軸駆動装置。
【請求項１９】
請求項１８記載のロボットの軸駆動装置を用いてサーボモータを駆動し、溶接ガンおよびコントローラの少なくともいずれか１方の不具合が確認された後、請求項６〜１７の１つに記載のロボットの故障検出装置を用いて、溶接ガンおよびコントローラの少なくともいずれか１方の故障を検出するロボットの故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スポット溶接などの作業を行うロボットの故障を検出するための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば６軸のロボット標準軸を有する産業用ロボットの手首に、スポット溶接のための溶接ガンを装着した構成では、その標準軸のハーネスであるケーブルは、各軸の動作範囲を考慮して、配線経路、固定位置を首尾よく設定してあるが、ロボットの外部軸として設けられる溶接ガン軸は、既存の産業用ロボットに追加されるロボット付加軸であるので、動作パターンが、溶接作業の適用によって大きく異なり、したがって溶接ガン軸のケーブルの配線経路を一様に決めることが困難であり、またロボットの作業のティーチング後、動作パターンを見ながら、設置される場所に従って、配線経路、固定位置が決定されるので、ケーブルの断線などの不具合が発生しやすい。
【０００３】
溶接ガンのケーブルの断線だけであれば、復旧は容易であるが、ケーブルの断線によって、溶接用チップを駆動するサーボモータおよびそのサーボモータを駆動するスイッチングトランジスタなどを含む駆動回路に過大な電流が流れ、また過大な電圧が発生し、これによってサーボモータおよび駆動回路などの種々の部位が故障する結果に至る。このようにして溶接作業を行う作業用ロボットの溶接ガンに特有の不具合が発生した場合、長時間の設備停止を引起こすケースが多い。
【０００４】
図２３は、先行技術の産業用ロボットに搭載された溶接ガン１の故障時の復旧作業手順を説明するための図である。溶接用チップ２は、ブレーキ３付きサーボモータ４によって駆動され、このサーボモータ４の移動量はエンコーダ５によって検出される。サーボモータ４およびエンコーダ５は、ケーブル６，７およびコネクタ８，９を介してロボットコントローラ１１に備えられたスイッチングトランジスタを含むサーボアンプである駆動回路１２およびサーボ基板１３に接続され、サーボ基板１３は中央処理回路ＣＰＵ１４に接続される。溶接ガン１は、産業用ロボットの手首に装着される。ロボットコントローラ１１は、このロボットの動作を制御する。
【０００５】
図２３に示される先行技術において、たとえばケーブル６の地絡時に過大な電流が流れ、サーボアンプ１２に備えられているスイッチングトランジスタを含むパワーモジュールの一部が破損した場合を想定する。ケーブル６の地絡によって、サーボアンプ１２のスイッチングトランジスタに過大な電流が、たとえば断続的に流れ、そのスイッチングトランジスタが異常発熱し、ついには破壊してしまう。このようなサーボアンプ１２内のスイッチングトランジスタを含むパワーモジュールの一部が破損している状態のままで、再度、溶接ガン１を動作させようとしても、サーボモータ４に流れる電流の制御を行うことができず、その結果、サーボモータ４に過大な電流を流してしまう。このような動作を何回も繰返すと、サーボモータ４の相巻線の温度が上昇し、レアショートすなわち短絡に至る。
【０００６】
スイッチングトランジスタの破壊およびサーボモータ４の相巻線の短絡などが発生すると、ロボットコントローラ１１は、軸線差異常が発生したことを検出する。溶接ガン１の軸偏差異常が発生は、前述のスイッチングトランジスタの破壊およびサーボモータ４の相巻線の短絡以外にも多数の原因が考えられるので、作業者は、部品を交換しながら軸偏差異常の原因を１つ１つ調べる必要がある。したがって作業者は、溶接ガン１の軸偏差異常が発生したとき、先ずエンコーダ５用ケーブル７を交換し、またモータ４用ケーブル６を交換し、サーボモータ４を駆動する。サーボモータ４を何度も動かそうと操作するが、サーボモータ４が動作しないので交換作業が最も容易なサーボアンプ１２を新品と交換し、この新たなサーボアンプ１２を用いてサーボモータ４を駆動する。サーボモータ４の相巻線は前述のようにレアショートしているので、サーボモータ４は動作せず、相巻線には、過大な電流が流れる。このような動作を何回も繰返すことによって、新品であるサーボアンプ１２のスイッチングトランジスタの温度が上昇し、交換したばかりの新たなサーボアンプ１２が破損に至る。そこで、またサーボアンプ１２を新品と交換する。
【０００７】
このようにケーブル６が地絡した状態で、サーボモータ４を何回も繰返し動作させようとすると、サーボモータ４およびサーボアンプ１２が次々に故障してゆき、最終的には、溶接ガン１のサーボモータ４、ケーブル６およびサーボアンプ１２の全てを同時に交換せざるを得なくなる。サーボモータ４を交換した後、その動作位置のキャリブレーション・ゼロイングを行う必要がある。このように復旧時間が長くなり、また交換すべき新品の予備品を多く費やすことになる。
【０００８】
このような問題は、ロボットの外部軸である溶接ガン軸に特に発生しやすいが、溶接ガン１だけでなく、６軸のロボット標準軸を駆動するサーボモータおよびそのサーボモータを駆動するスイッチングトランジスタなどを含む駆動回路などが故障した場合であっても、前述したような溶接ガン１が故障した場合に行う作業と同様な作業を行う必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、産業用ロボットの軸の故障発生時、その故障原因を調査する故障調査時間の短縮を図り、また故障原因を誤ることに起因して交換した新品の部品を破損してしまうという２次災害の防止を図り、設備復旧時間（Ｍｅａｎ　Ｔｉｍｅ　Ｔｏ　Ｒｅｐａｉｒ；略称ＭＴＴＲ）の短縮を図ることができるようにしたロボットの故障検出装置およびロボットの故障検出方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動手段の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００１１】
また本発明は、ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００１２】
また本発明は、ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動手段および駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００１３】
本発明に従えば、複数軸（たとえば６軸）を有する産業用ロボットの各軸を駆動する駆動手段がケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されて駆動回路によって制御され、軸が正常に動作しなくなった場合、前述のコネクタに故障検出手段を接続することによって、駆動手段および駆動回路の少なくとも一方の故障を容易に検出することができ、従来のように駆動手段の部品および駆動回路の部品を交換して１つ１つ故障の原因を調べる必要がなく、故障の原因を迅速に知ることができる。
【００１４】
また本発明は、ロボットの軸を駆動する駆動手段と、その駆動手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して軸駆動を行うロボットの軸駆動装置において、
ロボットの軸を駆動する駆動手段の少なくとも１つの軸の各軸毎の制御データをストアするメモリと、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、メモリに記憶された制御データを読み出して、前記駆動手段の駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とするロボットの軸駆動装置である。
【００１５】
本発明に従えば、ロボットの軸に不具合が生じたとき、不具合が生じている１軸の駆動手段の制御データを読み出して、その１軸のみを駆動することができ、駆動手段のコネクタに接続してこの駆動手段を動作させ、作業者が駆動手段の動作を観察して、駆動手段に不具合が発生しているのか否かを容易に確認することができる。駆動手段に不具合が発生していなければ、ケーブルを介して駆動手段を駆動させることによって、ケーブルが故障しているのか否かを容易に確認することができる。また、駆動手段およびケーブルに不具合がなければ、コントローラに不具合が発生していることを容易に確認することができる。
【００１６】
また本発明は、前記軸駆動装置を用いて軸を駆動する駆動手段を駆動し、駆動手段および駆動回路の少なくともいずれか１方の不具合が確認された後、前記ロボットの故障検出装置を用いて、駆動手段および駆動回路の少なくともいずれか１方の故障を検出するロボットの故障検出方法である。
【００１７】
本発明に従えば、故障検出装置によって行われる詳細な故障の検出に先立って、前述の軸駆動装置によって駆動手段を駆動して、不具合が発生している場所を確認するので、故障の原因をさらに迅速に知ることができる。
【００１８】
また本発明は、ロボットの手首に設けられる作業手段と、その作業手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、作業手段の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００１９】
また本発明は、ロボットの手首に設けられる作業手段と、その作業手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００２０】
また本発明は、ロボットの手首に設けられる作業手段と、その作業手段を駆動する駆動回路とが、ケーブルを介してコネクタによって接続／離脱可能に接続されるロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、作業手段および駆動回路の故障を検出する故障検出手段と、
故障検出手段の出力に応答し、検出された故障を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００２１】
また本発明は、ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
エンコーダの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、エンコーダの複数の各異常状態を検出するエンコーダ異常検出手段と、
エンコーダ異常検出手段の出力に応答し、各異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００２２】
また本発明は、ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
エンコーダの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、エンコーダの複数の各異常状態を検出するエンコーダ異常検出手段と、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の絶縁抵抗Ｒ１ｊを計測する絶縁抵抗計測手段と、
絶縁抵抗計測手段の出力に応答し、絶縁抵抗Ｒ１ｊが予め定める値Ｒ０１未満であるとき、絶縁抵抗の異常状態を検出する絶縁抵抗異常検出手段と、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の抵抗Ｒ２ｋを計測する相巻線抵抗計測手段と、
相巻線抵抗計測手段の出力に応答し、相巻線抵抗Ｒ２ｋが予め定める値Ｒ０２を超えるとき、相巻線の抵抗の異常状態を検出する相巻線抵抗異常検出手段と、コントローラは、サーボモータを駆動する終段の各相毎のスイッチング素子を有し、
コントローラの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、各相毎のスイッチング素子の抵抗Ｒ３ｓを計測するスイッチング素子抵抗計測手段と、
スイッチング素子抵抗計測手段の出力に応答し、スイッチング素子の抵抗が予め定める値Ｒ０３未満であるとき、スイッチング素子の抵抗の異常状態を検出するスイッチング素子異常検出手段と、
エンコーダ異常検出手段と、絶縁抵抗異常検出手段と、相巻線抵抗異常検出手段と、スイッチング素子異常検出手段とにそれぞれ応答し、各異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００２３】
本発明に従えば、複数（たとえば６）軸を有する産業用ロボットの手首に、溶接ガンが装着され、この溶接ガンは、溶接用チップを移動するためのサーボモータと、そのサーボモータによる移動用チップの移動量を検出するエンコーダとを含み、ロボットのティーチング（教示）、リピート（再生）の動作制御を行うコントローラには、エンコーダの出力に応答してサーボモータを制御するトランジスタなどのスイッチング素子を含むパワーモジュールが備えられ、これらの溶接ガンに備えられたサーボモータおよびエンコーダは、ハーネスであるケーブルを介してコントローラに接続され、コネクタによってその接続と離脱とが可能である。
【００２４】
溶接ガンが正常に動作しなくなった場合、本発明では、従来のようにそのサーボモータを何回も繰返して動作させようとして電流を供給するのではなく、本発明によるエンコーダ異常検出手段、サーボモータの絶縁抵抗異常検出手段、サーボモータの相巻線抵抗異常検出手段、コントローラに備えられるスイッチングトランジスタなどのためのスイッチング素子異常検出手段などを含む故障検出手段を用いて、故障した部品を容易に特定することを可能にする。これによって故障個所を誤って判断して交換した新品の予備部品を無駄に破損する２次災害の防止を防いで、復旧までの時間を短縮することが可能になる。
【００２５】
エンコーダ異常検出手段は、エンコーダの複数の異常状態を検出し、表示手段は、こうして検出された各異常状態を表示する。したがってエンコーダの故障原因を容易に知ることができる。
【００２６】
また本発明は、検出手段の各異常状態毎の発生回数を計数するカウンタと、
カウンタの出力に応答し、発生回数が各異常状態毎に予め定める値を超えたとき、表示手段によって異常状態を表示手段に表示する回数比較手段とを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、サーボモータの出力軸をたとえば作業者が手動で回転変位し、これによって得られるエンコーダの出力をエンコーダ異常検出手段で受信して、エンコーダの各異常状態毎の発生回数をカウンタで計数する。この発生回数が、各異常状態毎に予め定めた値、たとえば１または２以上の値、たとえば３などの値を超えたとき、その異常状態の発生を、表示手段で表示する。こうしてエンコーダの故障の発生が確実である場合のみ、表示手段でその異常状態を表示し、これによって故障の発生の誤判断を回避することができる。
【００２８】
また本発明は、ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の絶縁抵抗Ｒ１ｊを計測する絶縁抵抗計測手段と、
絶縁抵抗計測手段の出力に応答し、絶縁抵抗Ｒ１ｊが予め定める値Ｒ０１未満であるとき、絶縁抵抗の異常状態を検出する絶縁抵抗異常検出手段と、
絶縁抵抗異常検出手段の出力に応答し、絶縁抵抗の異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００２９】
また本発明は、ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して故障検出を行うロボットの故障検出装置において、
サーボモータの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、サーボモータの各相巻線の抵抗Ｒ２ｋを計測する相巻線抵抗計測手段と、
相巻線抵抗計測手段の出力に応答し、相巻線抵抗Ｒ２ｋが予め定める値の範囲の外であるとき、相巻線の抵抗の異常状態を検出する相巻線抵抗異常検出手段と、
相巻線抵抗異常検出手段の出力に応答し、相巻線抵抗の異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００３０】
本発明に従えば、溶接ガンに備えられる溶接チップを駆動するサーボモータの各相巻線とサーボモータのハウジングなどとの間の絶縁抵抗Ｒ１ｊを絶縁抵抗計測手段によって計測し、絶縁抵抗異常検出手段によって、その絶縁抵抗が予め定める値Ｒ０１（たとえば１ＭΩ）未満であれば、絶縁不良であると判断することができる。
【００３１】
サーボモータの複数（たとえば３）相の各相巻線の抵抗Ｒ２ｋを相巻線抵抗計測手段によって計測し、この相巻線の抵抗Ｒ２ｋを、予め定める値の範囲と比較し、相巻線抵抗Ｒ２ｋが大きいとき、相巻線の断線であるものと判断して相巻線抵抗異常検出手段で検出することができる。相巻線抵抗Ｒ２ｋが、他の予め定める値Ｒ０２１未満であるとき、たとえばその抵抗Ｒ２ｋが零であるとき、相巻線は焼損などして短絡状態にあるものと判断することも可能である。
【００３２】
こうしてサーボモータの相巻線の断線または短絡の異常状態を検出して各異常状態を表示手段で表示することができる。
【００３３】
また本発明は、ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットの故障検出装置において、
コントローラは、サーボモータを駆動する終段の各相毎のスイッチング素子を有し、
コントローラの前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、各相毎のスイッチング素子の抵抗Ｒ３ｓを計測するスイッチング素子抵抗計測手段と、
スイッチング素子抵抗計測手段の出力に応答し、スイッチング素子の抵抗が予め定める値Ｒ０３未満であるとき、スイッチング素子の抵抗の異常状態を検出するスイッチング素子異常検出手段と、
スイッチング素子異常検出手段の出力に応答し、スイッチング素子の異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とするロボットの故障検出装置である。
【００３４】
また本発明は、スイッチング素子はトランジスタであり、
各トランジスタには並列に、逆極性にダイオードがそれぞれ接続され、
各相毎のダイオードの順方向電圧降下ＶＦおよび逆方向の電圧降下ＶＥを計測する電圧降下計測手段と、
電圧降下計測手段の出力に応答し、順方向電圧降下ＶＦが予め定める値の範囲に存在せず、または逆方向電圧降下ＶＥが予め定める値未満であるとき、ダイオードの異常状態を検出するダイオード異常検出手段と、
ダイオード異常検出手段の出力に応答し、各相毎のダイオードの異常状態を表示する表示手段とを含むことを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、産業用ロボットの複数（たとえば前述のように６）の標準軸のティーチング（教示）およびリピート（再生）の動作制御をするコントローラには、溶接ガンのサーボモータを駆動するサーボアンプなどのサーボモジュールが備えられ、このサーボモジュールには、集団の各相巻線毎のスイッチングトランジスタなどのスイッチング素子が設けられ、このスイッチング素子の抵抗が、予め定める値Ｒ０３未満であれば、短絡した異常状態が発生しているものと判断することができる。
【００３６】
スイッチング素子は、たとえばバイポーラ形などのトランジスタによって実現され、相巻線の開放時における逆起電力が高くなることを防ぐために、逆方向性結合されたダイオードが備えられ、このダイオードの順方向電圧降下ＶＦおよび逆方向の電圧降下ＶＥを、電圧効果計測手段によって計測し、ダイオードの短絡、開放などの異常状態をダイオード異常検出手段によって検出し、表示手段で各相毎のダイオードの異常状態を表示する。こうしてコントローラに備えられるスイッチング素子に並列接続された相巻線のための逆方向性結合されたダイオードの異常状態を各相毎に検出することができる。３相の相巻線は、Ｙ形またはΔ形のいずれでもよい。
【００３７】
また本発明は、サーボモータを特定する識別番号がバーコードで記載された表示片と、
表示片のバーコードを読取るバーコード読取り手段と、
識別番号に対応する相巻線の前記予め定める値Ｒ０２をストアするメモリと、バーコード読取り手段の出力に応答して、メモリにストアされた前記予め定める値Ｒ０２を読出すメモリ読出し手段とを含み、
相巻線抵抗異常検出手段は、
メモリ読出し手段の出力に応答して、相巻線の抵抗の異常状態を検出することを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、表示片が、たとえばサーボモータの外周面に取付けられており、またはそのほかの個所に取付けられており、このバーコードを読取ってメモリにストアされている予め定める値Ｒ０２に基づき、サーボモータの相巻線の異常状態を、各型式に対応して正確に検出することができるようになる。これによって誤検出を防ぐことができる。
【００３９】
また本発明は、前記サーボモータを駆動する制御データをストアするメモリと、
前記コネクタに着脱／離脱可能に接続され、メモリに記憶された制御データを読み出して、前記サーボモータの駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、溶接ガンに不具合が生じたとき、この溶接ガンのサーボモータのみを駆動することができ、コネクタに接続してこのサーボモータを動作させ、作業者が駆動手段の動作を観察して、駆動手段に不具合が発生しているのか否かを容易に確認することができると同時に、エンコーダの故障を検出することができる。サーボモータおよびエンコーダに不具合が発生していなければ、ケーブルを介してサーボモータおよびエンコーダを駆動させることによって、ケーブルが故障しているのか否かを容易に確認することができる。また、サーボモータ、エンコーダおよびケーブルに不具合がなければ、コントローラに不具合が発生していることを容易に確認することができる。
【００４１】
また本発明は、ロボットの手首に溶接ガンが設けられ、
この溶接ガンは、
溶接用チップを移動するサーボモータと、
サーボモータの移動量を検出するエンコーダとを有し、
このロボットにはさらに、
エンコーダの出力に応答し、サーボモータを制御するコントローラが、設けられ、
サーボモータおよびエンコーダと、コントローラとを、接続／離脱可能なコネクタを介して、ケーブルによって接続するロボットに対して軸駆動を行うロボットの軸駆動装置において、
サーボモータを駆動するための制御データをストアするメモリと、
メモリに記憶された制御データを読み出してサーボモータの駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とするロボットの軸駆動装置である。
【００４２】
本発明に従えば、溶接ガンに不具合が生じたとき、この溶接ガンのサーボモータのみを駆動することができ、コネクタに接続してこのサーボモータを動作させ、作業者が駆動手段の動作を観察して、駆動手段に不具合が発生しているのか否かを容易に確認することができる。サーボモータおよびエンコーダに不具合が発生していなければ、ケーブルを介してサーボモータおよびエンコーダを駆動させることによって、ケーブルが故障しているのか否かを容易に確認することができる。また、サーボモータ、エンコーダおよびケーブルに不具合がなければ、コントローラに不具合が発生していることを容易に確認することができる。
【００４３】
また本発明は、前記ロボットの軸駆動装置を用いてサーボモータを駆動し、溶接ガンおよびコントローラの少なくともいずれか１方の不具合が確認された後、前記ロボットの故障検出装置を用いて、溶接ガンおよびコントローラの少なくともいずれか１方の故障を検出するロボットの故障検出方法である。
【００４４】
本発明に従えば、故障検出装置によって行われる詳細な故障の検出に先立って、前記ロボットの軸駆動装置によってサーボモータを駆動して、不具合が発生している場所を確認するので、故障の原因をさらに迅速に知ることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態のロボットの故障検出装置を用いて溶接ガン２２のサーボモータ２３とエンコーダ２４との故障検出を行う状態を示す図である。サーボモータ２３にはまた、ブレーキ２５が備えられる。モータ用コネクタ２６およびエンコーダ用コネクタ２７に、ケーブル用コネクタ２８，２９をそれぞれ接続／離脱可能に接続してケーブル３１，３２を介して故障検出装置２１によって、サーボモータ２３およびエンコーダ２４の故障を検出することができる。
【００４６】
図２は、ロボットコントローラ３３に備えられるサーボアンプである駆動回路３４のパワーモジュール３５の故障を、本発明の故障検出装置２１によって検出する状態を示す図である。ロボットコントローラ３３用コネクタ３６には、ケーブル用コネクタ３７を接続／離脱可能に接続し、ケーブル３８を介して故障検出装置２１が接続される。ロボットコントローラ３３における駆動回路３４には、サーボ基板３９が接続される。このサーボ基板３９には、中央処理回路（ＣＰＵ）４０が接続される。
【００４７】
図３は、複数（たとえば６）軸の産業用ロボット４１の手首４３に、溶接ガン２２が装着されたスポット溶接装置４４の全体の構成を簡略化して示す図である。溶接ガン２２は、産業用ロボット４１の外部軸として設けられ、１つの軸を構成する。サーボモータ２３は、スポット溶接のための移動チップ４５を溶接ガン本体４６に固定された固定チップ４７に向けて近接移動し、または離反移動する。これらの移動チップ４５と固定チップ４７とには、溶接ケーブル４９を介して溶接機コントローラ５０から溶接電力が供給され、溶接動作が制御される。
【００４８】
サーボモータ２３およびエンコーダ２４の各コネクタ２６，２７には、ケーブル用コネクタ５１，５２が接続／離脱可能に接続され、ケーブル５３，５４を介して、さらにロボット４１の６軸の標準軸のためのケーブルも含めて総括的に参照符５５で示されるケーブルによって、ロボットコントローラ３３のコネクタ３６に、ケーブル用コネクタ５６によって接続／離脱可能に接続される。
【００４９】
図４は、図３に示されるスポット溶接装置４４の溶接ガン２２に関連する電気的構成を示す簡略化した図である。溶接ガン２２のサーボモータ２３およびエンコーダ２４の故障検出時には、コネクタ２６，２７；５１，５２を離脱して、前述の図１に示されるコネクタ２８，２９を、コネクタ２６，２７にそれぞれ接続する。ロボットコントローラ３３の故障検出時には、コネクタ３６，５６を離脱し、コントローラ用コネクタ３６に、前述の図２のコネクタ３７を代りに接続する。こうして故障検出装置２１を用いて、サーボモータ２３、エンコーダ２４およびロボットコントローラ３３の駆動回路３４の故障検出を行うことができる。
【００５０】
図５は、溶接ガン２２と、その溶接ガン２２に接続されるロボットコントローラ３３との具体的な電気的構成を示すブロック図である。ロボットコントローラ３３に備えられる駆動回路３４には、溶接ガン２２のサーボモータ２３のためのパワーモジュール３５が備えられるとともに、ロボット４１の６つの標準軸毎のパワーモジュール５７が備えられる。これらのパワーモジュール３５，５７は、サーボ基板３９によって制御される。ロボットコントローラ３３には、メモリ２３３が設けられ、このメモリ２３３には教示したロボットの各軸毎の制御データおよびその他のデータがストアされる。中央処理回路４０は、スポット溶接装置４４のティーチングおよびリピートのために、前記メモリ２３３から各軸毎の制御データを読み出し、サーボ基板３９およびパワーモジュール３５，５７を制御して、溶接ガン２２によるスポット溶接動作を行わせる。またロボットコントローラ３３には、メモリ２３３にストアされる制御データを、後述する軸駆動装置１７１が読み出すときに用いられるコネクタ２３４が設けられる。
【００５１】
サーボ基板３９は、溶接ガン２２のエンコーダ２４からのデータを、後述の通信回路１０６で受信し、そのエンコーダ２４の出力データのエラーの発生を、エラー検出回路１０７で検出する。カウンタ１０８は、エラー検出回路１０７で検出されたエラー検出の回数を計数する。このカウンタ１０８によって計数されるエラー発生回路が、予め定める値、たとえば５回以上発生したとき、ロボットコントローラ３３の中央処理回路４０によるロボット４１および溶接ガン２２の動作制御を停止して、安全を確保する。
【００５２】
図６は、図５に示されるロボットコントローラ３３の駆動回路３４の具体的な電気的構成を示すブロック図である。商用交流電源６１からの電力は、整流平滑を行う直流化回路６２および突入電流防止回路６３を経て、参照符Ｐで示されるライン６４と参照符Ｎで示されるライン６５を経て、駆動回路３４のパワーモジュール３５，５７に共通に与えられる。これらのライン６４，６５からの電力は、パワーモジュール３５，５７のスイッチング回路６７，６８を介して、溶接ガン２２のサーボモータ２３および標準軸のサーボモータ６９に電力が供給される。
【００５３】
図７は、溶接ガン２２のサーボモータ２３に関連する駆動回路３４に備えられたパワーモジュール３５のスイッチング回路６７の具体的な構成を示す電気回路図である。サーボモータ２３は、３相の交流サーボモータであって、各相Ｕ，Ｖ，Ｗ毎にスイッチング素子であるバイポーラ形ＮＰＮスイッチングトランジスタＱｕ１，Ｑｕ２；Ｑｖ１，Ｑｖ２；Ｑｗ１，Ｑｗ２（これらの参照符を総括的にＱで表すことがある）から成る直列回路７１〜７３が、Ｐライン６４とＮライン６５との間に接続される。各トランジスタＱには並列に逆極性でダイオードＤｕ１，Ｄｕ２；Ｄｖ１，Ｄｖ２；Ｄｗ１，Ｄｗ２（これらの参照符を総括的にＤで表すことがある）が接続される。これらの逆方向性結合された各ダイオードＤは、サーボモータ２３の過大な逆起電力を抑制する働きを果たす。
【００５４】
図８は、サーボモータ２３の構成を簡略化して示す図である。サーボモータ２３は、３相の相巻線７５〜７７を有し、そのハウジング７８はライン７９によって接地される。これらの相巻線７５〜７７は、Ｙ結線され、コネクタ２６に接続され、各巻線７５〜７７は、前述の図７に示されるスイッチング回路６７の直列回路７１〜７３のスイッチングトランジスタＱの接続点８１〜８３に、ケーブル５３を介して接続される。
【００５５】
図９は、溶接ガン２２に備えられるエンコーダ２４の電気的構成を示すブロック図である。サーボモータ２３の出力軸には、エンコーダ２４の一部を構成するコード化された円板８５が固定されており、発光素子８６からの光は、この円板８５のコード化された透光部分を経て、受光素子８７で受光する。こうして受光素子８７からは、円板８５の１回転以内の角度位置を表す絶対値が、増幅回路８８および２値化回路８９を経て得られ、マイクロコンピュータによって実現されるエンコーダ用処理回路９１に与えられる。エンコーダ用処理回路９１は、中央処理回路（ＣＰＵ）９２を含み、円板８５の１回転以内の絶対値を絶対値回路９３から得ることができる。
【００５６】
円板８５には、周方向のたとえば１カ所に永久磁石片９５が固定され、その回転数を、磁気式エンコーダである多回転検出エンコーダ部９６で検出し、処理回路９１に与える。回転数回路９８は、この多回転検出エンコーダ部９６からの出力を計数し、回転数を表す信号を導出する。
【００５７】
受光素子８７の出力に基づいて、カウンタ９９は、インクリメントし、その積算値を積算回路１０１から導出する。エンコーダ用処理回路９１はまた、通信回路１０２を含み、バッファ１０３を介してコネクタ２７に接続される。
【００５８】
図１０は、エンコーダ２４のバッファ１０３に関連する構成を示す図である。通信回路１０２によって送信および受信を行うために、バッファ１０３は、コネクタ２７，５２を経て、さらにケーブル５４を経て、コネクタ３６，５６からロボットコントローラ３３に備えられるサーボ基板３９において、バッファ１０５から通信回路１０６に接続される。通信回路１０２，１０６は、送信および受信をそれぞれ行うことができる。
【００５９】
図１１は、エンコーダ２４の通信回路１０２とロボットコントローラ３３の通信回路１０６とによって行われる送受信のモードを示す図である。ロボットコントローラ３３から、信号ＲＥＱがエンコーダ２４に送信されることによって、エンコーダ２４の通信回路１０２は送信モードになり、その後、通信回路１０２からエンコーダ２４のデータがロボットコントローラ３３に送信され、このときロボットコントローラ３３の通信回路１０６は受信モードとなっている。このような送信および受信の各モードが交互に繰返されて、通信回路１０２，１０６の通信が行われる。
【００６０】
図１２は、本発明の実施の一形態の故障検出装置２１を用いて故障の調査を行う概略の手順を示す図である。溶接ガン２２に動作不良であるエラーが発生したとき、エンコーダ２４に関連するエラーであると判断されれば、参照符１１１で示されるステップでは、本発明の故障検出装置２１を用いてエンコーダ２４の動作を確認する。溶接ガン２２におけるエンコーダ２４以外のエラーが発生したとき、およびその溶接ガン２２の動作不良が発生したときには、図２０に関連して後述する軸駆動装置１７１（後述の図２０参照）において、参照符１１２で示されるステップでは、その動作を確認する。これによってステップ１１３で、溶接ガン２２のサーボモータ２３またはエンコーダ２４が故障しているか、ステップ１１４で、ロボットコントローラ３３の駆動回路３４に搭載されたパワーモジュール３５が故障しているか、およびステップ１１５で、ハーネスであるケーブル５３，５４；５５が故障しているかのいずれか１つまたは複数を検査することができる。ＮＧは、故障を表す。軸駆動装置１７１における溶接ガン２２の動作の確認は、後述する。
【００６１】
溶接ガン２２の故障が、軸駆動装置１７１によってステップ１１２で確認されると、ステップ１１３から、機械的な構成の不具合をステップ１１６で確認する。サーボモータ２３またはエンコーダ２４の故障であれば、ステップ１１７，１１８で確認する。軸駆動装置でステップ１１２においてロボットコントローラ３３の故障がステップ１１４で確認されたとき、ステップ１１９では、駆動回路３４のパワーモジュール３５の確認が行われる。
【００６２】
図１３は、本発明の実施の一形態の故障検出装置２１の電気的構成を示す簡略化したブロック図である。故障検出装置２１のハウジングには、コネクタ１２３、１２４が設けられる。コネクタ１２３には、サーボモータ２３の検査のためのケーブル３１が接続／離脱可能に接続され、または駆動回路３４の検査のためのケーブル３８が接続／離脱可能に接続される。さらにコネクタ１２４には、エンコーダ２４の検査のためのケーブル３２が接続／離脱可能に設けられる。
【００６３】
前述の図１を参照して、サーボモータ２３のハウジングの外周面には、表示片１２５が添付されて固定される。この表示片１２５には、バーコードで、サーボモータ２３の識別番号が表示される。バーコードで表される識別番号に代えて、サーボモータ２３の型式が表示されてもよい。このようなバーコードで表される内容によって、サーボモータ２３の特性を、識別することができる。この表示片１２５のバーコードは、図１３に示される故障検出装置２１に備えられたバーコード読取り器１２６によって読取ることができ、その読取られた内容は、モータセレクトスイッチ回路１２７を介して、マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路１２８に与えられる。本発明の実施の他の形態では、故障検出装置２１にキーボードなどの入力手段を設けて、サーボモータ２３の特性、識別番号または形式などを入力する構成としてもよい。
【００６４】
処理回路１２８には、メモリ１２９、エンコーダ２４の出力データのエラーの発生を検出するエラー検出回路２０７、エラー検出回路２０７で検出されたエラー検出の回数を計数するカウンタ２０８が備えられる。処理回路１２８は、カウンタの出力に応答し、発生回数が各異常状態毎に予め定める値を越えたとき、異常状態を表示手段１４６に表示する。
【００６５】
処理回路１２８は、測定回路１３１からの出力を受信する。コネクタ１２１と測定回路１３１との間には、端子セレクト回路１３３が介在される。処理回路１２８にはまた、モードＭ（手動）／Ａ（自動）切換えスイッチ１３６、計測開始スイッチ１３７、検査送りスイッチ１３８、検査終了スイッチ１３９および合否基準設定スイッチ１４１からの各出力がそれぞれ与えられる。
【００６６】
処理回路１２８によって判定された検査結果は、試験番号表示手段１４２、異常表示手段１４３、正常表示手段１４４にそれぞれ表示される。また測定回路１３１によって計測された抵抗値は、抵抗値表示手段１４５によって表示される。表示手段１４２，１４５は、たとえば液晶パネルなどによって実現され、表示手段１４３，１４４は発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ；略称ＬＥＤ）などによって実現されてもよい。
【００６７】
故障検出装置２１はまた、液晶パネルなどによって実現される表示手段１４６を備える。表示手段１４６は、エンコーダ２４によって検出された位置およびそのエンコーダ２４の正常または異常な各状態であるステータスを表示する。さらに故障検出装置２１はまた、ブレーキ２５のブレーキ動作を解除するブレーキ解除スイッチ１４７を備え、また電源スイッチ１４８を備える。
【００６８】
図１４は、図１３に示される故障検出素子２１の端子セレクト回路１３３の具体的な電気的構成を示す回路図である。テスタである測定回路１３１の一方のライン１５２および他方のライン１５３には、ライン１５４および１５５が、スイッチング素子であるリレースイッチ１５６を介して、処理回路１２８によって選択的に接続される。これによってライン１５１とライン１５４とが接続される場合、ライン１５２とライン１５５とが接続され、ライン１５２とライン１５５とが接続される場合、ライン１５３とライン１５４とが接続される。
【００６９】
端子セレクト回路１３３には、測定回路１３１のレンジを切換えためのスイッチング素子であるリレースイッチ１６８が設けられ、検査動作に対応し、処理回路１２８によってリレースイッチ１６８を制御して、測定回路１３１のレンジを切換える。
【００７０】
処理回路１２８は、モードＭ／Ａ切換えスイッチ１３６の出力に応答し、これらのリレースイッチ１５５〜１６５の検査動作に対応したオン／オフのスイッチング状態を自動的に達成する。測定回路１３１は、検査動作に対応した抵抗、電圧および電流などの電気的物理量を測定する機能を有する。
【００７１】
図１５は、故障検出装置２１におけるエンコーダ２４とサーボモータ２３とを検査するための故障検出動作を処理回路１２８によって行う動作を説明するためのフローチャートである。前述の図３における溶接ガン２２のコネクタ２６，２７からコネクタ５１，５２を離脱し、次に図１に示されるようにコネクタ２８，２９を溶接ガン２２のコネクタ２６，２７に接続するとともに、これらのケーブル３１，３２は故障検出装置２１のコネクタ１２３，１２４に接続する。次に図１３に示されるブレーキ解除スイッチ１４７を操作してブレーキ２５の解除を行うとともに、スイッチ１３６，１３７，１３８を操作し、先ず、エンコーダ２４の検出動作を開始する。
【００７２】
この図１５のステップａ１からステップａ２に移り、ブレーキ２５が、ブレーキ解除スイッチ１４７の操作によって解除されているかどうかが判断される。ブレーキの解除が行われていれば、次のステップａ３においてエンコーダ２４の異常状態の検出動作をステップａ３において行う。
【００７３】
処理回路１２８は、エンコーダ２４の故障検出の検査のために、表１に示される各異常状態の検査を行う。図３に示される産業用ロボット４１に溶接ガン２２が装着されたスポット溶接装置４４では、ロボットコントローラ３３に液晶パネルなどの表示手段１６９（図５参照）が接続され、これによって表１に示されるエンコーダ２４の異常状態であるエラーの表示が行われる。
【００７４】
【表１】
2004009230.tif 000003
【００７５】
表１のチェッカは、故障検出装置２１を表す。
前述のエンコーダ２４の複数（たとえば７つ）の各異常状態の内容は、表１に示されるとおりである。各異常状態に対応する表示内容は、たとえばＡＢＳ，ＣＲＣ，…，ＳＹＮＣであって、図１３に示される異常表示手段１４３および表示手段１４６などで表示される。
【００７６】
図１６は、処理回路１２８によって行われる図１５のステップａ３におけるエンコーダ２４の異常状態の検出動作を説明するためのフローチャートである。ロボットコントローラ３３におけるサーボ基板３９では、エラー検出回路１０７は、エンコーダ２４の表１に示される複数（たとえば７）の各異常状態毎の発生回数ｎｉ（ｉは、各異常状態に対応し、表１の実施の形態では、たとえば１〜７の自然数）を計数し、その計数値が予め定める値ｎ０ｉを超えるとき、図５に示す表示手段１６９によってその異常状態が発生したことを表示して警報を行う。このようなロボットコントローラ３３におけるエンコーダ２４の異常発生の予め定める値ｎ０ｉは、スポット溶接装置４４の溶接動作に悪影響を生じない程度で、たとえば２以上の値に定められる。
【００７７】
これに対して故障検出装置２１では、エンコーダ２４の異常状態の発生を確実に判別するために、異常発生回数の予め定める値ｎ０ｉを、この実施の形態では表１に示すようにたとえば１に設定される。このような予め定める値ｎ０ｉは、処理回路１２８のメモリ１２９に予め設定されてストアされている。こうして図１６のステップｂ１からステップｂ２に移り、エラー検出回路によって、表１に示される合計７つの各異常状態を、検出し、ステップｂ３では、その異常状態が検出されるたびに、各異常状態毎の発生回数ｎｉを計数する。
【００７８】
ステップｂ４では、各異常状態ｉ毎の計数値ｎｉが、予め定める値ｎ０ｉ以上（ｎ０ｉ≦ｎｉ）かが判断され、そうであれば、ステップｂ５において各異常状態ｉ毎の表示を、異常表示手段１４３，１４６によって行う。各異常状態ｉ毎の発生回数の計数値ｎｉが、各異常状態ｉ毎の予め定める値ｎ０ｉ未満であれば、ステップｂ４からステップｂ２に移り、各異常状態を順次的に切換えて故障の異常状態の発生の判別動作を行う。この実施の形態では、予め定める値ｎ０ｉは、前述のように１に設定される。
【００７９】
エンコーダ２４の異常状態の検出動作を、図１５のステップａ３で終了した後、次のステップａ４では、ブレーキ２５の異常状態のチェックを行う。
【００８０】
次にステップａ５では、サーボモータ２３の異常状態の検査を行う。
図１７は、故障検出装置２１の処理回路１２８に備えられたメモリ１２９のストア内容を示す図である。メモリ１２９には、バーコード読取り器１２６によって読取られたサーボモータ２３の識別番号であるＩＤコードに対応して各相巻線７５〜７７（前述の図８参照）とハウジング７８の設置電位ＦＧ間の絶縁抵抗の予め定める設定値と、これらの相巻線７５〜７７の直流抵抗が、サーボモータ２３の型式毎に設定される。たとえば図１７において表示片１２５（前述の図１参照）に表示されるバーコードが表す識別番号１２３４に対応して、絶縁抵抗１ＭΩが予め設定され、また相巻線７５〜７７の直流抵抗５３．００Ωが予め設定される。
【００８１】
図１８は、処理回路２８によって図１５のステップａ５におけるサーボモータ２３の絶縁抵抗および相巻線抵抗の測定を行ってサーボモータ２３の故障検出を行う動作を説明するためのフローチャートである。ステップｃ１からステップｃ２に移り、バーコード読取り器１２６で読取ったバーコードで表される弁別レベルとなる予め定める絶縁抵抗の予め定める値Ｒ０１および相巻線７５〜７７の直流抵抗の予め定める値Ｒ０２をそれぞれ読出す。
【００８２】
ステップｃ３では、各相巻線７５〜７７とハウジング７８の接地ライン７９との間の絶縁抵抗Ｒ１ｊ（ｊは各相巻線７５〜７７を表す１〜３の自然数）を、測定回路１３１によって測定する。ステップｃ４において、測定された絶縁抵抗Ｒ１ｊが予め定める値Ｒ０１以上（Ｒ０１≦Ｒ１ｊ）であるかを判断し、そうであれば、ステップｃ６において他の相巻線７５〜７７の絶縁抵抗の測定を行うためにステップｃ３に戻る。ステップｃ４において、各相巻線７５〜７７の絶縁抵抗Ｒ１ｊが、予め定める値Ｒ０１未満であるとき、ステップｃ５では、絶縁不良である相巻線７５〜７７を、異常状態であると、表示手段１４３によって表示する。前述のステップｃ３では、測定された絶縁抵抗Ｒ１ｊを、表示手段１４５で表示する。
【００８３】
絶縁抵抗に関する故障検出動作が終了した後、ステップｃ６からステップｃ７に移り、相巻線７５〜７７の相間抵抗Ｒ２ｋを順次的に測定する。ステップｃ８では、測定された相間抵抗Ｒ２ｋが予め定める値Ｒ０２の±１０％以内であるかを判断する。相間抵抗Ｒ２ｋは、予め定める値Ｒ０２の±１０％以内の範囲（０．９・Ｒ０２≦Ｒ２ｋ±１．１・Ｒ０２）を正常なものと判断し、その範囲の外を、異常なものと判断する。断線でないことが判断されると、次のステップｃ１０では、他の相間抵抗Ｒ２ｋの測定をさらに行うためにステップｃ７に戻る。測定された相間抵抗Ｒ２ｋが予め定める値Ｒ０２の前記範囲を超えるとき、相巻線７５〜７７の断線が生じているものと判断し、ステップｃ９では、その断線が生じている相巻線７５〜７７を、異常表示手段１４３によって表示する。ステップｃ７における測定された相間抵抗Ｒ２ｋは、抵抗値表示手段１４５によって表示される。
【００８４】
ステップｃ３，ｃ７における測定された絶縁抵抗Ｒ１ｊおよび相間抵抗Ｒ２ｋが正常であるとき、そのことが正常表示手段１４４によって表示される。こうしてサーボモータ２３の絶縁抵抗と相間抵抗との故障検出動作をまとめると、表２のとおりとなる。
【００８５】
【表２】
2004009230.tif 000004
【００８６】
表２において、試験番号１のラインＵ，ＦＧの抵抗値Ｒは、前述の図１４における端子セレクト回路１３３のリレースイッチ１５９とリレースイッチ１６４を選択的に導通し、リレースイッチ１５６によってライン１５２とライン１５４との接続、ライン１５３とライン１５４との接続を行い、残余のリレースイッチを遮断することによって、測定回路１３１が測定動作を行う。また表２の試験番号４では、ラインＵ，Ｖの抵抗値Ｒを測定するために、リレースイッチ１５９とリレースイッチ１６５とが選択的に導通され、リレースイッチ１５６によってライン１５２とライン１５５との接続、ライン１５３とライン１５４との接続を行い、残余のリレースイッチが遮断されることによって、測定回路１３１の測定動作が行われる。
【００８７】
試験番号表示手段１４２は、表２の試験番号１〜６を表示し、各試験番号に対応する測定された抵抗値の表示が行われるとともに、異常であるか正常であるかの状態が表示されることになる。
【００８８】
図１９は、ロボットコントローラ３３の故障検査を行うための故障検出装置２１における処理回路１２８の動作を説明するためのフローチャートである。ロボットコントローラ３３の駆動回路３４に備えられているパワーモジュール３５の図７に示されるスイッチングトランジスタＱとダイオードＤの短絡／焼損／破断の故障検査を行うために、図７に示されるコネクタ３６，５６を離脱し、図２に示されるようにコネクタ３６と故障検出装置２１のコネクタ１２３とを、ケーブル３８を介して接続する。このロボットコントローラ３３の故障検査時、トランジスタＱは、サーボ基板３９および中央処理回路４０の働きによって遮断するための信号が制御端子であるベースに与えられ、あるいはまたそのような信号が零とされ、したがって故障を生じていない正常なトランジスタＱは、遮断した状態となっている。この図１９のステップｄ１からステップｄ２に移り、図７におけるＰライン６４とＮライン６５との間の抵抗値を測定回路１３１によって測定し、直列回路７１〜７３の短絡／焼損／破断をチェックする。さらにステップｄ３では、各相Ｕ，Ｖ，Ｗ間の直列回路７１〜７３における短絡／焼損／破断をチェックする。ステップｄ２，ｄ３の具体的な動作をまとめると、表３〜表６のとおりとなる。
【００８９】
【表３】
2004009230.tif 000005
【００９０】
【表４】
2004009230.tif 000006
【００９１】
【表５】
2004009230.tif 000007
【００９２】
【表６】
2004009230.tif 000008
【００９３】
表３〜表６に示される検査番号１〜１７のうち、検査番号１は、Ｐライン６４とＮライン６５との間の絶縁抵抗を測定し、予め定める値１ＭΩ以上であれば正常と判断し、１ＭΩ未満であれば異常状態ＮＧであるものと判断し、その判断結果を異常表示手段１４３，正常表示手段１４４に表示するとともに、測定した抵抗値を抵抗値表示手段１４５に表示する。試験番号表示手段１４２は、表３〜表６の試験番号１〜１７を表示する。こうして各試験番号に対応する測定された抵抗値の表示が行われるとともに、異常であるか正常であるかの状態が表示されることになる。
【００９４】
表３の試験番号２では、Ｐライン６４を正とし、相Ｕの接続点８１を負とする電流方向で、トランジスタＱｕ１およびダイオードＤｕ１の並列回路の抵抗値Ｒが測定回路１３１によって測定されるとともに、ダイオードＤｕ１の逆方向電圧降下ＶＥが測定回路１３１によって測定される。この抵抗値Ｒが予め定める抵抗値１ＭΩ以上であり、電圧ＶＥが、零であるとき、トランジスタＱｕ１およびダイオードＤｕ１は正常であるものと判断し、そうでなければ、相ＵのトランジスタＱｕ１またはダイオードＤｕ１が異常であるものと判断し、こうして表示手段１４２〜１４５による表示動作が行われる。端子セレクト回路１３３（前述の図１４参照）では、リレースイッチ１６８，１６４が選択的に導通され、リレースイッチ１５６によってライン１５２とライン１５４との接続、ライン１５３とライン１５５との接続を行い、残余のリレースイッチは遮断されたままとされる。
【００９５】
表３の試験番号３では、Ｐライン６４を負とし、相Ｕの接続点８１を正とする電流方向におけるトランジスタＱｕ１およびダイオードＤｕ１の並列回路の抵抗値Ｒを測定手段１３１によって測定するとともに、ダイオードＤｕ１の順方向電圧降下ＶＦを測定回路１３１によって測定する。この測定される抵抗値Ｒが予め定める値１ＭΩ以上であり、しかもダイオードＤｕ１の順方向電圧降下ＶＦが予め定める電圧範囲、たとえば０．６Ｖの±１０％の範囲内であれば、正常なものと判断し、それ以外では異常なものと判断して表示手段１４２〜１４５による表示動作を行う。表３においてダイオードＤｕ１の順方向電圧降下をＶＦで表すだけでなく、逆方向電圧降下ＶＥも、正常時に零であることを、「ＶＦ：−−」で示してある。試験番号４〜７は、Ｐライン４６と相Ｖ，Ｗの接続点８２，８３との間における抵抗値およびダイオードＤｖ１，Ｄｗ１の電圧降下の測定を行って同様な故障検査を行う。
【００９６】
表４の試験番号８では、Ｐライン６４を正とし、ロボットコントローラ３３のハウジングである接地ラインＢを負とする電流方向の抵抗値およびダイオードＤｕ１，Ｄｖ１，Ｄｗ１の逆方向電圧降下ＶＥを測定回路１３１によって測定し、故障検査を行う。
【００９７】
表４の試験番号９は、試験番号８の電流方向が逆方向であるときの故障検査を示す。
【００９８】
表４および表５に示される試験番号１０〜１５は、表３および表４に示される試験番号２〜７にそれぞれ対応し、Ｐライン６４の代りにＮライン６５が対象となる。表６の試験番号１６では、リレースイッチ１６３を選択的に導通し、リレースイッチ１５６によってライン１５２とＮラインとを接続し、またリレースイッチ１６７を選択的に導通し、リレースイッチ１５６によってライン１５３とＮラインとを接続して、これによってＮ，Ｂ間抵抗および電圧降下が測定回路１３１によって測定される。これらのスイッチングリレー１５７〜１６７の選択的なオン／オフのスイッチング動作およびスイッチングリレー１５６，１６８のスイッチング動作は、試験番号に対応して選択的に動作される。
【００９９】
表６の試験番号１６，１７は、表４の試験番号８，９におけるＰライン６４に代えてＮライン６５が対象となる。
【０１００】
図２０は、前述の図１２のステップ１１２で用いられる軸駆動装置１７１を用いる確認作業を説明するための図である。この軸駆動装置１７１は、溶接ガン２２の制御データをストアするメモリ１７２と、マイクロコンピュータなどによって実現され、メモリ１７２に格納される制御データを読み出してサーボモータ２３の駆動を行う制御手段である処理回路１７３と、前記制御データをメモリ１７２に入力するデータ入力手段１７４とを含む。
【０１０１】
データ入力手段１７４は、前述のロボットコントローラ３３との通信を行う通信回路によって実現される。データ入力手段１７４は、磁気記録ディスクを読取る磁気記録ディスク読取装置またはキーボードなどであってもよい。
【０１０２】
前述の図５に示されるロボットコントローラ３３のコネクタ２３４と軸駆動装置１７１に設けられるコネクタ２３５とが、ケーブルを介して接続／離脱可能に接続され、入力手段１７４によって通信を行い、中央処理回路４０の働きによって、ロボットコントローラ３３が備えるロボットの各軸毎の制御データがストアされるメモリ２３３から制御データが送信され、このロボットコントローラ３３からの制御データは、データ入力手段１７４で受信され、処理回路１７２によってメモリ１７３にストアされる。このロボットコントローラ３３からのデータは、本実施の形態では、溶接ガン２２のサーボモータ２３およびエンコーダ２４を制御するのための制御データおよび、ロボットの各軸毎の制御データである。軸駆動装置１７１には、可撓線を介してティーチペンダントと呼ぶことができる携帯形ティーチング入力手段１８７が接続され、処理回路１７２を制御動作するようにしてもよい。
【０１０３】
ロボットコントローラ３３から軸駆動装置１７１に与えられる各軸の制御データは、サーボパラメータ、溶接ガン機械パラメータ、加圧力調整データ、たわみ計測データ、加圧力調整データの姿勢による補正データ、たわみ計測データの姿勢による補正データを含む。サーボパラメータというのは、サーボモータのためのチューニングデータである。溶接ガン機械パラメータというのは、機械部設定データであって、動作範囲、最高速度、分解能などに関するパラメータである。加圧力調整データというのは、加圧力チューニングデータである。たわみ計測データというのは、加圧力に対するたわみ量のデータである。加圧力調整データの姿勢による補正データというのは、加圧力調整データの重力補正データである。たわみ計測データの姿勢による補正データというのは、たわみ計測データの重力補正データである。軸駆動装置１７１は、溶接ガン２２に関連する前述の制御データだけでなく、そのほかの標準軸の各軸毎のデータを、ロボットコントローラ３３から読出して各軸毎にメモリ１７２にストアさせているので、ロボットの各軸を動作させることができる。軸駆動装置１７１には、メモリ１７２に記憶される各軸毎のデータのいずれか１つを読み出すための選択スイッチ１８６が設けられ、作業者が選択スイッチ１８６によって指示を与えることによって、処理回路各軸毎に対応した制御を行うことができる。
【０１０４】
軸駆動装置１７１のコネクタ１７５は、ケーブル保護用の接続箱であるジャンクションボックス１７６に設けられるコネクタ１７７に接続／離脱可能に接続され、軸駆動装置１７１とジャンクションボックス１７６とはケーブル１７８によって接続される。ジャンクションボックス１７６には、コネクタ１７９，１８０とがさらに設けられ、このコネクタ１７９，１８０には、ケーブル用コネクタ１８１，１８２がそれぞれ接続／離脱可能に接続される。コネクタ１７７とコネクタ１７９およびコネクタ１８０とは、ジャンクションボックス１７６内で電気的に相互に接続されている。ケーブル用コネクタ１８１，１８２は、ケーブル１８３，１８４を介してケーブル用コネクタ１８５，１８６と接続される。
【０１０５】
前述した軸駆動装置１７１における溶接ガン２２の動作確認の詳細な手順について述べる。溶接ガン２２の不具合が発生した場合、まず、モータ用コネクタ２３およびエンコーダ用コネクタ２４からコネクタ５１，５２を取り外し、モータ用コネクタ２３に前述のケーブル用コネクタ１８５を接続／離脱可能に接続し、エンコーダ用コネクタ２４に前述のケーブルコネクタ１８６を接続／離脱可能に接続する。そして、処理回路１７３は、メモリ１７２から制御データを読出し、サーボモータ２３を駆動する。
【０１０６】
図２１は、軸駆動装置１７１がサーボモータ２３を駆動するために、処理回路１７３によって行う動作を説明するためのフローチャートである。この図２１のステップｅ１からステップｅ２に移り、メモリ１７２から制御データを読み出す。次のステップｅ３において制御データに基づいて、エンコーダ２４の出力に応答し、サーボモータ２３を駆動する。
【０１０７】
サーボモータ２３が、制御データの教示の内容どおりに動作するか否かを作業者が移動チップ４５を目で観察する。移動チップ４５が、滑らかに動作するか否か、また振動が無いか否かを作業者が確認し、異常がなければサーボモータ２３およびエンコーダ２４には故障が無いことが判る。
【０１０８】
サーボモータ２３およびエンコーダ２４に異常がなければ、再びモータ用コネクタ２６にケーブル５３のコネクタ５１を接続し、エンコーダ用コネクタ２７にケーブル５４のコネクタ５２を接続する。次に、コネクタ５６をロボットコントローラ用コネクタ３６から離脱し、このコネクタ５６に前述のケーブル用コネクタ１８５，１８６を接続する。そして、処理回路１７３は、メモリ１７２から制御データを読出し、ケーブル５３，５４，５５を介してサーボモータ２３を駆動する。サーボモータ２３が、制御データの教示の内容どおりに動作するか否かを作業者が移動チップ４５を目で観察する。移動チップ４５が、滑らかに動作するか否か、また振動が無いか否かを作業者が確認し、異常がなければケーブル５３，５４，およびケーブル５５のケーブル５３，５４接続される部分に故障が無いことが判り、移動チップ４５の動作がぎこちない、あるいは振動が発生する場合には、ケーブル５３，５４および５５の少なくともいずれか１つが故障していることが判る。したがって、サーボモータ２３およびエンコーダ２４の両者が正常であるときに限って、ケーブル５３，５４，５５が正常であるか、あるいは故障しているかが判る。サーボモータ２３、エンコーダ２４およびケーブル５３，５４，５５が正常である場合には、ロボットコントローラ３３が故障であることが容易に判る。ここで、ロボットコントローラ３３のコネクタ３６に前述した故障検出装置２１を接続し、故障検出装置２１が図１８に示すロボットコントローラ３３の故障を検出動作を行い、ロボットコントローラ３３の故障を詳細に検出する。ケーブル５３，５４，５５の少なくともいずれか１つが故障している場合では、ロボットコントローラ３３が故障している可能性があるので、ロボットコントローラ３３が故障しているか否かの確認を前述した故障検出装置２１によって行う。
【０１０９】
前述のケーブル用コネクタ１８５，１８６をモータ用コネクタ２６およびエンコーダ用コネクタ２７に接続して、サーボモータ２３を駆動させたとき、移動チップ４５の動作がぎこちない、あるいは振動が発生する場合には、サーボモータ２３およびエンコーダ２４の少なくともいずれか１つが故障していることが判る。この場合には、ケーブル用コネクタ１８５，１８６をモータ用コネクタ２３およびエンコーダ用コネクタ２４からそれぞれ離脱し、前述したケーブル用コネクタ２８をモータ用コネクタ２３に接続し、ケーブル用コネクタ２９をエンコーダ用コネクタ２７に接続して、ケーブル３１，３２を介して故障検出装置２１を接続し、故障検出装置２１が図１５および図１６に示すサーボモータ２３およびエンコーダ２４の故障の検出動作を行い、サーボモータ２３およびエンコーダ２４のいずれか一方、あるいは両者が故障しているのかを詳細に検出する。サーボモータ２３、エンコーダ２４を修理または交換した後、上述した手順と同様にケーブル５３，５４，５５の故障の確認を行い、またロボットコントローラ３３が故障しているか否かの確認を故障検出装置２１によって行う。
【０１１０】
ここでは、ケーブル５３，５４，５５を検査するときに、これらのケーブル５３，５４，５５をまとめて検査する場合について説明しているが、ケーブル５３およびケーブル５４とケーブル５５とコネクタによって着脱／離脱可能に接続する構成としておき、まずケーブル５３，５４をケーブル５５から離脱して、ケーブル５３，５４のみを介して溶接ガン２２を動作させ、ケーブル５３，５４に異常があるか否かを確認した後、ケーブル５３，５４およびケーブル５５を接続して、ケーブル５３，５４，５５を介して溶接ガン２２を動作させて、ケーブル５５に異常があるか否かを確認してもよい。
【０１１１】
図２２は、本発明の実施の他の形態の故障検出装置２２１の構成を示す図である。故障検出装置２２１の構成は、前述した図１３に示す故障検出装置２１と同様な構成であって、故障検出装置２１の構成に、コネクタ２３５と、図２０に示す軸駆動装置１７１に設けられるメモリ１７２，処理回路１７３、入力手段１７４およびスイッチ１８６とを含む。
【０１１２】
故障検出装置２２１では、エンコーダ２７の故障を検出する場合、ケーブル用コネクタ２８がモータ用コネクタ２６に接続され、ケーブル３１がコネクタ２３５に接続／離脱可能に接続され、ケーブルコネクタ２８がエンコーダ用コネクタ２７に接続され、ケーブル３２がコネクタ１２４に接続／離脱可能に接続される。
【０１１３】
処理回路１７４は、メモリ１７２にストアされる制御データを読み出して、コネクタ２３５、ケーブル３１、コネクタ２８およびコネクタ２６を介してサーボモータ２３を駆動する。これによって故障検出装置２１では、サーボモータ２３を駆動させながら、エンコーダ４２の出力信号を検出してエンコーダ２４の異常を検出することができる。これによって、モータ２３を動作させながらエンコーダ２４の故障を検出するので、検出時間を短縮することができる。
【０１１４】
本発明は、前述の溶接ガン２２だけでなく、そのほかの構成を有する溶接ガンに関しても広範囲に実施することができ、ロボットの標準軸を駆動するサーボモータおよびエンコーダから成る駆動手段およびこの駆動手段を駆動する駆動回路の故障の検出に関しても広範囲に実施することができる。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明によれば、産業用ロボットの軸に不具合が発生した場合、特に産業用ロボットの手首に備えられた溶接ガンの特有の不具合が発生した場合、長時間の設備停止を生じることなく、復旧を容易にし、また故障原因を誤ることによって交換した新品の予備品を無駄に費やすことなく、その新品の部品交換後の２次災害の防止を行って、設備復旧時間を短縮することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のロボットの故障検出装置を用いて溶接ガン２２のサーボモータ２３とエンコーダ２４との故障検出を行う状態を示す図である。
【図２】ロボットコントローラ３３に備えられるサーボアンプである駆動回路３４のパワーモジュール３５の故障を、本発明の故障検出装置２１によって検出する状態を示す図である。
【図３】複数（たとえば６）軸の産業用ロボット４１の手首４３に、溶接ガン２２が装着されたスポット溶接装置４４の全体の構成を簡略化して示す図である。
【図４】図３に示されるスポット溶接装置４４の溶接ガン２２に関連する電気的構成を示す簡略化した図である。
【図５】溶接ガン２２と、その溶接ガン２２に接続されるロボットコントローラ３３との具体的な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示されるロボットコントローラ３３の駆動回路３４の具体的な電気的構成を示すブロック図である。
【図７】溶接ガン２２のサーボモータ２３に関連する駆動回路３４に備えられたパワーモジュール３５のスイッチング回路６７の具体的な構成を示す電気回路図である。
【図８】サーボモータ２３の構成を簡略化して示す図である。
【図９】溶接ガン２２に備えられるエンコーダ２４の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】エンコーダ２４のバッファ１０３に関連する構成を示す図である。
【図１１】エンコーダ２４の通信回路１０２とロボットコントローラ３３の通信回路１０６とによって行われる送受信のモードを示す図である。
【図１２】本発明の実施の一形態の故障検出装置２１を用いて故障の調査を行う概略の手順を示す図である。
【図１３】本発明の実施の一形態の故障検出装置２１の電気的構成を示す簡略化したブロック図である。
【図１４】図１３に示される故障検出素子２１の端子セレクト回路１３３の具体的な電気的構成を示す回路図である。
【図１５】故障検出装置２１におけるエンコーダ２４とサーボモータ２３とを検査するための故障検出動作を処理回路１２８によって行う動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１５のステップａ３におけるエンコーダ２４の異常状態の検出動作を行う処理回路１２８の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】故障検出装置２１の処理回路１２８に備えられたメモリ１２９のストア内容を示す図である。
【図１８】図１５のステップａ５におけるサーボモータ２３の絶縁抵抗および相巻線抵抗の測定を行ってサーボモータ２３の故障検出を行う動作を説明するための処理回路２８の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】ロボットコントローラ３３の故障検査を行うための故障検出装置２１における処理回路１２８の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】図１２のステップ１１２で用いられる軸駆動装置１７１を用いる確認作業を説明するための図である。
【図２１】軸駆動装置１７１がサーボモータ２３を駆動するために、処理回路１７３によって行う動作を説明するためのフローチャートである。
【図２２】本発明の実施の他の形態の故障検出装置２２１の電気的構成を示す簡略化したブロック図である。
【図２３】先行技術の産業用ロボットに搭載された溶接ガン１の故障時の復旧作業手順を説明するための図である。
【符号の説明】
２１，２２１　ロボットの故障検出装置
２２　溶接ガン
２３　サーボモータ
２４　エンコーダ
２５　ブレーキ
３３　ロボットコントローラ
３４　駆動回路
３５　パワーモジュール
３９　サーボ基板
４０　中央処理回路
４１　産業用ロボット
４３　手首
４４　スポット溶接装置
４５　移動チップ
４６　溶接ガン本体
４７　固定チップ
７５〜７７　相巻線
１２５　表示片
１２６　バーコード読取り器
１３１　測定回路
１７１　軸駆動装置
１７２　メモリ
１７３　処理回路
【図１】
2004009230.tif 000009
【図２】
2004009230.tif 000010
【図３】
2004009230.tif 000011
【図４】
2004009230.tif 000012
【図５】
2004009230.tif 000013
【図６】
2004009230.tif 000014
【図７】
2004009230.tif 000015
【図８】
2004009230.tif 000016
【図９】
2004009230.tif 000017
【図１０】
2004009230.tif 000018
【図１１】
2004009230.tif 000019
【図１２】
2004009230.tif 000020
【図１３】
2004009230.tif 000021
【図１４】
2004009230.tif 000022
【図１５】
2004009230.tif 000023
【図１６】
2004009230.tif 000024
【図１７】
2004009230.tif 000025
【図１８】
2004009230.tif 000026
【図１９】
2004009230.tif 000027
【図２０】
2004009230.tif 000028
【図２１】
2004009230.tif 000029
【図２２】
2004009230.tif 000030
【図２３】
2004009230.tif 000031