机械装置的老化诊断装置、在老化诊断装置中执行的机械装置的老化诊断方法以及机械装置的老化诊断方法与流程

本发明涉及机械装置的老化诊断装置、在老化诊断装置中执行的机械装置的老化诊断方法、以及由作业者执行的机械装置的老化诊断方法。

背景技术：

例如，在汽车工业等的流水作业的生产线中使用大量的机器人。在机器人中大量使用滚动轴承或减速器，若这些部件发生故障，则导致机器人不再活动，对生产线造成较大的影响。为了防止这样的重大的损害，期望进行找出欲将发生故障的部件并在其发生故障之前进行维修的预防保全。轴承或减速器的异常能够根据振动或与它们连结的电动机的电流的异常来在线进行检测。然而，在产生振动或电流产生异始终，减速器等已经处于即将发生故障前的情况较多，作为在预防保全中使用的指标并不充分。

滚动轴承或减速器的滚动部等伴随运转时间而磨损并混入至润滑用的润滑脂。这些部件因异常磨损而引起的故障较多，若产生异常磨损，则向润滑脂中混入更多量的铁粉，因而开发通过测定润滑脂中的铁粉量来预知异常的方法。例如，专利文献1公开了通过内置于滚动轴承或减速器的传感器来检测润滑脂铁粉含有量来进行故障预知的在线用的故障预知装置。

专利文献1：日本特开2008-249549号公报

然而，在上述现有技术中，润滑脂中的铁粉量伴随磨损的发展而逐渐增加，在减速器等即将成为故障状态前被检测为铁粉的异常增加。因此，无法在比异常磨损的产生阶段靠前的阶段掌握达到故障为止的老化的趋势，故障的预测精度有限。这并不局限于设置有轴承或减速器的机器人，在设置有经由齿轮传递动力的动力传递机构的机械装置全体中是共通的课题。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供能够高精度地预测机械装置的剩余寿命的老化诊断装置。

为了实现上述目的，本发明的某形态所涉及的机械装置的老化诊断装置是设置有经由齿轮传递动力的动力传递机构的机械装置的老化诊断装置，其具备：存储部，其预先存储与在上述齿轮使用的润滑剂调配过的添加剂的消耗率伴随上述机械装置的运转而变化的变化趋势；以及判定部，其基于上述添加剂的消耗率的变化趋势来对上述添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。这里，添加剂的消耗率是析出的添加剂的量相对于产品出厂时的添加剂的含有量的比例。润滑剂包括润滑用的润滑脂和油。

根据上述结构，能够通过预选存储添加剂伴随机械装置的运转的消耗率的变化趋势，在比产生异常磨损靠前的阶段掌握达到故障为止的老化的趋势，因而能够基于添加剂的消耗率的变化趋势来诊断机械装置的老化。能够通过对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定，由此来高精度地预测机械装置的剩余寿命。

此外，上述添加剂的消耗率的变化趋势为线形的增加趋势。根据上述结构，能够以直线来对添加剂的消耗率的变化趋势进行近似，因而容易对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。预测精度提高。此外，添加剂的消耗率的变化趋势能够根据测定结果找出。另外，添加剂的消耗率的变化趋势为线形的增加趋势并不限定于精确意义上的线形增加。例如，在测定值增加之后暂时稍微减少、然后大致线形增加的情况也包括在内。

可以构成为上述添加剂的消耗率以与上述动力传递机构的输出相关的指令值以及测定值中的至少一方的函数表达，上述老化诊断装置还具备取得与上述指令值以及测定值中的至少一方相关的时间序列数据的数据取得部，上述判定部基于取得的时间序列数据计算上述函数的时间积分值，由此来对上述添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。

根据上述结构，输出根据负载不同而变动，因而添加剂的消耗率能够以与输出相关的指令值以及测定值中的至少一方的函数表达。能够通过始终监视这些值并计算上述函数的时间积分值来对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。预测精度提高。

可以构成为上述机械装置具备：马达，其驱动动作部；减速器，其设置为将上述马达的旋转动力减速并传递至动作部；编码器，其检测上述马达的旋转位置；以及马达控制部，其控制向上述马达供给的电流来对马达的旋转进行控制，上述指令值为上述马达的电流指令值。

根据上述结构，例如在具备马达和减速器(动力传递机构)的机器人中，添加剂的消耗率能够用马达的电流指令值的函数(例如二次函数)表达，因而能够通过始终监视电流指令值并计算上述函数的时间积分值来高精度地预测机器人的剩余寿命。

另外，可以构成为机械装置具备：马达，其驱动动作部；减速器，其设置为将上述马达的旋转动力减速并传递至动作部；编码器，其检测上述马达的旋转角；以及马达控制部，其控制向上述马达供给的电流来对马达的旋转进行控制，上述测定值为上述编码器的检测值。

根据上述结构，例如在具备马达和减速器(动力传递机构)的机器人中，添加剂的消耗率能够以从编码器的检测值(测定值)获得的马达旋转角的角速度的函数(例如二次函数)来表达，因而能够通过始终监视编码器的检测值并计算上述函数的时间积分值来高精度地预测机器人的剩余寿命。另外，可以以从马达的电流指令值与编码器的检测值(测定值)获得的马达旋转角的角速度的函数来表达添加剂的消耗率，通过监视电流指令值与编码器的检测值这两者来计算上述函数的时间积分值。

可以构成为上述添加剂包含极压剂，上述极压剂的消耗率的变化趋势为线形的增加趋势。根据上述结构，添加剂所包含的极压剂的消耗率的变化趋势为线形的增加趋势，因而预测精度提高。此外，极压剂也可以包含耐磨损剂。

另外，可以构成为上述添加剂的消耗率以作为第一函数与第二函数的和的第三函数来表达，上述第一函数为上述马达的电流指令值以及上述马达的旋转角的角速度的函数，上述第二函数为上述添加剂的温度的测定值的函数，上述数据取得部取得与上述马达的电流指令值、上述编码器的检测值以及上述润滑剂的温度相关的时间序列数据，上述判定部基于取得的时间序列数据计算上述第三函数的时间积分值，由此来对上述添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。

根据上述结构，能够用上述马达的电流指令值以及上述马达的旋转角的角速度的函数亦即第一函数与上述润滑剂的温度的函数亦即第二函数之和来表达上述添加剂的消耗率，因而能够通过始终监视马达的电流指令值、编码器的检测值以及润滑剂的温度并计算上述第三函数的时间积分值来高精度地预测机器人的剩余寿命。这里，第二函数可以是上述润滑剂的温度与每单位时间的添加剂的残存率的函数。

另外，可以构成为上述机械装置还具备设置于上述编码器的温度传感器。在上述数据取得部输入由上述温度传感器检测出的温度数据，上述数据取得部可以根据由上述温度传感器检测出的上述编码器的温度，基于线形的相关关系来取得与润滑剂的温度相关的时间序列数据。根据上述结构，能够根据编码器温度的检测值来推算润滑脂的温度，而无需在工业用机器人中追加新的传感器。

可以构成为上述老化诊断装置还具备输出上述判定部的判定结果的输出部。

本发明的其他方式所涉及的机械装置的老化诊断方法是在具备存储部和判定部的老化诊断装置中执行的机械装置的老化诊断方法，上述机械装置设置有经由齿轮传递动力的动力传递机构，上述机械装置的老化诊断方法包括如下步骤，即：将与在上述齿轮使用的润滑剂调配过的添加剂的消耗率伴随上述机械装置的运转而变化的变化趋势预先存储于上述存储部的步骤；以及利用上述判定部基于上述添加剂的消耗率的变化趋势来对上述添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定的步骤。

另外，本发明的其他方式所涉及的机械装置的老化诊断方法是设置有经由齿轮传递动力的动力传递机构的机械装置的老化诊断方法，包括如下步骤，即：伴随上述机械装置的运转而测定与在上述齿轮使用的润滑剂调配过的添加剂的消耗率的步骤；基于上述添加剂的消耗率的测定值来导出添加剂的消耗率的变化趋势的步骤；以及基于上述添加剂的消耗率的变化趋势来对上述添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定的步骤。

本发明具有以上说明过的结构，起到能够高精度预测设置有减速器等动力传递机构的机械装置的剩余寿命的效果。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的机械装置的老化诊断装置的结构的功能框图。

图2是表示图1的老化诊断装置的动作的一个例子的流程图。

图3是表示在图1的老化诊断装置中使用的添加剂消耗率的变化趋势的图表。

图4是表示耐久试验中的润滑脂的铁粉浓度的时间变化的图表。

图5是表示耐久试验中的添加剂消耗率的时间变化的图表。

图6是表示耐久试验中的铁粉浓度与添加剂消耗率的关系的图表。

图7是表示变更了条件的情况下的耐久试验中的添加剂消耗率与铁粉浓度的关系的图表。

图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的机械装置的老化诊断装置的结构的功能框图。

图9是表示图8的老化诊断装置的动作的一个例子的流程图。

图10是表示在图8的老化诊断装置中计算的电流指令值的函数的时间积分值的图表。

图11是老化诊断结果的显示画面的一个例子。

图12是表示以不同的负载多次实施的耐久试验中的电流指令值与添加剂消耗率的时间变化的图表。

图13是表示图12的耐久试验中的电流指令值与添加剂消耗速度的关系的图表。

图14是表示本发明的第三实施方式所涉及的机械装置的老化诊断装置的结构的功能框图。

图15是表示图14的老化诊断装置的动作的一个例子的流程图。

图16是表示编码器的温度与润滑脂的温度的测定结果的图表。

图17是表示润滑脂的热老化试验的结果的图表。

具体实施方式

(本发明的基础的知识(1))

本发明人等为了能够高精度地预测设置有减速器的工业用机器人的剩余寿命而进行了深入研究。在工业用机器人中使用的减速器的滚动部等伴随运转时间而磨损，混入润滑用的润滑脂。这些部件因异常磨损引起的故障较多，若产生异常磨损，则向润滑脂中混入更大量的铁粉。公知润滑脂中的铁粉量(磨损量)伴随减速器的运转所引起的磨损的发展而逐渐增加，在成为故障状态之前，铁粉因异常磨损而急剧增加。一直以来，存在基于这样的铁粉含有量的变化趋势来利用传感器检测磨损量(润滑脂铁粉含有量)、进行故障预知的故障预知方法。然而，在现有的方法中，通过检测异常磨损所引起的铁粉的异常增加来预知故障，因而在比异常磨损的产生阶段靠前的阶段无法掌握至达到故障为止的老化的趋势，故障的预测精度有限。

然而，在润滑脂中溶解有一定量的添加剂，但其与机械装置的运转一同逐渐固体化，其结果是，润滑脂的性能老化。因此，本发明人等着眼于润滑脂的老化，实施了工业用机器人的减速器的耐久试验。作为工业用机器人，使用了6轴多关节机器人。使机器人保持对第二关节的减速器以及马达施加较大的负载的姿势来进行耐久试验。即，以机械臂伸展为大致水平状态的姿势进行。而且，在耐久试验的过程中，确认了第二关节的减速器的磨损状态。磨损状态的确认通过定期地从减速器的润滑脂中确认其铁粉浓度来进行。另外，配合磨损状态的确认而测定了润滑脂所包含的添加剂的消耗率。这里添加剂的消耗率是指析出的添加剂的量相对于产品出厂时的添加剂的含有量的比例。此外，添加剂包含摩擦调整剂(modtp：mo系)、极压剂(zndtp：zn系)、耐磨损剂等，这里，将分析对象设为元素p，使用荧光x射线分析法来对本来应该溶解的添加剂(p成分)作为废渣而被析出的量进行了测定。基于测定结果来计算出添加剂的消耗率。

图4～图6是表示耐久试验的测定结果的图表。在图4～图6中，x轴表示机器人(机器名：bx200)的第二关节(jt2)的减速器的运转天数。图4是表示耐久试验中的润滑脂中包含的铁粉浓度(％)的时间变化的图表。如图4所示，润滑脂中的铁粉量(磨损量)伴随减速器的运转所引起的磨损的发展而逐渐增加，在成为故障状态之前，铁粉因异常磨损而急剧增加。图5是表示耐久试验中的添加剂消耗率(％)的时间变化的图表。如图5所示，添加剂(p成分)的消耗率(％)从试验开始起至经过100天为止为线形增加，能够用直线进行近似。即，能够根据添加剂的消耗率的测定结果找出添加剂的消耗率的变化趋势。在本实施方式中，发明人等发现添加剂的消耗率的变化趋势为线形的增加趋势。

图6是表示铁粉浓度与添加剂消耗率的关系的图表。在图6中，白圆点表示图4的铁粉浓度(％)的测定结果，黑圆点表示图5的添加剂消耗率(％)的测定结果。如图6所示，铁粉浓度伴随减速器的运转所引起的磨损的发展而逐渐增加，在成为故障状态之前，铁粉因异常磨损而急剧增加。另一方面，添加剂的消耗率线形增加。即，在即将产生故障前的磨损量(铁粉浓度)的急剧的增加之前，添加剂线形消耗，因添加剂的完全消耗(消耗率100％)而产生故障(异常磨损)。

为了确认上述耐久试验的结果的有效性，本发明人等变更条件实施了追加的试验。具体而言，变更机器人的种类、关节、机器人的设置场所、实施时期来进行实施。图7是还表示变更了条件的情况下的耐久试验中的添加剂消耗率与铁粉浓度的关系的图表。如图7所示，即便是相同的关节(jt2)的减速器，若机器人的种类(机器名：bx300)不同，则添加剂消耗率的数值也不同。另外，即便是相同的种类的机器人(机器名：bx200)，若为不同的关节(jt3)的减速器，则添加剂消耗率的测定值也不同。发明人等根据测定结果发现：即便在机器人的种类、减速器不同的情况下，任一添加剂消耗率均处于线形增加的变化趋势。此外，添加剂的消耗率的变化趋势处于线形的增加趋势并不限定于精确意义上的线形增加。图7的测定结果也包括测定值增加之后暂时稍微减少、然后线形增加的情况。即便在这样的情况下也能够用1条或2条以上的直线进行近似，因而包含在线形的增加趋势。根据这些耐久试验的结果，本发明人等发现：在即将产生故障前的减速器的磨损量(铁粉浓度)的急剧的增加之前，添加剂处于线形消耗的变化趋势，因添加剂的完全消耗(消耗率100％)而产生故障(异常磨损)。

根据这些知识，通过预先存储添加剂的消耗率的线形的变化趋势，能够在比产生异常磨损靠前的阶段掌握至达到故障为止的老化的趋势，因而能够基于添加剂的消耗率的变化趋势来诊断机械装置的老化。

此外，并不局限于设置有轴承或减速器的机器人，显然还能够将以上的知识应用于设置有经由齿轮传递动力的动力传递机构的机械装置(例如油压泵)的老化诊断。

本发明人等基于以上的知识想到了本发明。以下，参照附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。此外，以下，对贯穿全部的附图相同或者相当的要素标注相同的参照附图标记，并省略其重复的说明。

(第一实施方式)

[构成]

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的机械装置的老化诊断装置的结构的功能框图。首先，对老化诊断装置1的对象亦即减速器12以及具备该减速器12的机械装置10进行说明。

机械装置10包括：动作部11；马达13，其驱动动作部11；减速器12，其将马达13的旋转动力减速并传递至动作部11；编码器15，其检测马达13的旋转位置；以及马达控制部14，其控制向马达13供给的电力(这里为电流)来对马达13的旋转进行控制。

机械装置10只要包括动作部11即可。作为机械装置10，典型地，能够举出工业用机器人。作为机械装置10，除此以外，还能够例示工作机械等。

减速器12只要是将马达13的旋转动力减速并传递至动作部11的部件即可。减速器12例如通过减速机构(未图示)对输入轴的旋转动力进行减速，并将减速后的旋转动力输出至输出轴12a。作为输入轴，在图1中例示了马达13的旋转轴13a，但例如也可以是其他动作部的输出轴。另外，作为减速机构，典型地，例示了齿轮减速机构，但也可以是除此以外的减速机构。在本实施方式中，在减速器12的齿轮使用润滑脂作为润滑剂，但也可以是润滑用的油。

马达13是伺服马达，也可以是无刷马达、直流马达。但也可以是感应电动机等其他马达。在使用伺服马达的情况下，同时采用编码器15进行动作部11的位置控制。马达13的设置场所可以为机械装置10的静止部，也可以为动作部。在为工业用机器人的情况下，对于马达13而言，除了第一关节之外，在各关节中均为了驱动比各关节靠前的臂部件而设置，因而在第一关节以外的关节中，马达13设置于动作部。在第一关节中，设置于静止部。

编码器15设置于马达13的旋转轴13a。编码器15只要是检测马达13的旋转角(旋转位置)21的部件即可。此外，马达13由感应电动机等构成，在不进行动作部11的位置控制的情况下，例如使用转速检测器来代替编码器15。

马达控制部14向马达13供给控制电压或者电流(在图1中为控制电流)的电力来驱动马达13。马达控制部14为公知的部件，因而省略其具体的说明。在图1中，马达控制部14具备电流传感器(未图示)，对向马达13供给的电流(马达13的负载电流)进行检测，将其检测出的电流22输出至控制器20。电流传感器也可以设置于马达控制部14的外部。

控制器20基于从编码器15输入的马达13的旋转角21和从马达控制部14的电流传感器输入的马达电流22来生成电流指令值23，将其输出至马达控制部14。典型地，对于控制器20而言，能够举出机器人控制器。马达控制部14将依据电流指令值23的电流的电力输出至马达13。这样，控制器20对马达13的旋转角以及扭矩进行反馈控制。

接下来，对老化诊断装置1进行说明。老化诊断装置1基于添加剂的消耗率的变化趋势来诊断机械装置10的老化。在本实施方式中，老化诊断装置1由运算装置构成。作为运算装置，例如除了个人计算机、微控制器等根据程序(软件)动作的装置之外，还能够例示逻辑电路、电子电路等硬件。这里，老化诊断装置1由根据程序进行动作的运算器构成。老化诊断装置1(运算器)具有运算部和存储部，通过运算部读取并执行存储于存储部的规定的程序来进行规定的动作。老化诊断装置1包括存储部2、判定部3以及输出部4。此外，判定部3是通过执行上述的规定的程序来实现的功能部，实际上，上述运算器作为判定部3动作。另外，在本实施方式中，老化诊断装置1构成为以能够通信的方式与控制器20连接，能够接收与机械装置10的运转状况相关的数据。

存储部2构成为预先存储与在齿轮使用的润滑脂调配过的添加剂的消耗率伴随减速器12的运转而变化的变化趋势相关的数据。存储于存储部2的数据在后述的老化诊断中使用。

判定部3基于添加剂的消耗率的变化趋势来对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。在本实施方式中，判定部3从控制器20取得与机械装置10的运转状况相关的数据，基于存储于存储部2的添加剂的消耗率的变化趋势来计算当前的添加剂的消耗率。而且，对当前的添加剂消耗率达到预先设定的阈值为止的期间进行计算，由此判定使用的剩余时间(或者润滑脂剩余寿命)。

输出部4输出判定部3的判定结果(使用的剩余时间或者润滑脂剩余寿命)。输出部4例如由显示判定结果的显示器或者警报器、将判定结果向外部发送的信号发射器、印刷判定结果的印刷器等构成。

[动作]

接下来，对以上那样构成的老化诊断装置1的动作进行说明。此外，老化诊断装置1的动作也可以是本实施方式所涉及的老化诊断方法。图2是表示图1的老化诊断装置1的动作的流程图。此外，在动作之前，在老化诊断装置1的存储部2，伴随减速器12的运转，预先存储有与在齿轮使用的润滑脂调配过的添加剂的消耗率的变化趋势。

首先，使机械装置10亦即机器人动作。在该状态下，老化诊断装置1从控制器20取得与机械装置10(机器人)的运转状况相关的数据(周期数)(图2的步骤s11)。

接下来，老化诊断装置1读出与预先存储于存储部2的添加剂消耗率的变化趋势相关的数据(图2的步骤s12)。图3是表示与添加剂消耗率的变化趋势相关的数据的一个例子的图表。此外，图3的数据基于上述耐久试验的结果(参照图6)制成。在图3中，x轴表示机器人(机器名：bx200)的第二关节(jt2)的减速器12的运转(周期数)，y轴表示在减速器12使用的润滑脂所包含的铁粉浓度(％)和添加剂(p成分)的消耗率(％)。如图3所示，添加剂的消耗率的变化趋势为线形的增加趋势，能够用直线进行近似。

接下来，老化诊断装置1基于添加剂的消耗率的变化趋势来诊断机械装置10的老化。具体而言，判定部3对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定(图2的步骤s13)。判定部3从控制器20取得与机械装置10(机器人)的运转状况相关的数据，基于从存储部2读取的添加剂的消耗率的变化趋势(图3的直线)来计算当前的添加剂的消耗率(在图3中为30％)。而且，计算当前的添加剂消耗率(在图3中为30％)达到预先设定的阈值(在图3中为添加剂消耗率90％)为止的期间，对使用的剩余时间(或者润滑脂剩余寿命)进行判定。此外，在本实施方式中，阈值设定为添加剂消耗率90％，但也可以根据润滑脂的种类、减速器的构成部件等其他因素适当地变更。

最后，老化诊断装置1输出判定结果(图2的步骤s14)。具体而言，输出部4输出判定部3的判定结果(使用的剩余时间或者润滑脂剩余寿命)。

此外，本实施方式所涉及的老化诊断方法(参照图2)是在老化诊断装置1(参照图1)中执行的老化诊断装置1的动作，但本实施方式的老化诊断方法也可以由作业者执行。例如作业者可以进行图2的步骤s11～s14的全部动作，作业者也可以进行一部分动作(例如步骤s12以及s13)。另外，在由作业者执行老化诊断方法的情况下，可以包括测定上述的添加剂的消耗率的步骤、以及基于添加剂的消耗率的测定值来导出添加剂的消耗率的变化趋势的步骤。

[作用效果]

如以上说明过的那样，根据本实施方式，能够通过预先存储机械装置10的运转所伴有的添加剂的消耗率的变化趋势，在比产生异常磨损靠前的阶段掌握达到故障为止的老化的趋势，因而能够基于添加剂的消耗率的变化趋势来诊断机械装置的老化。通过判定添加剂的消耗率达到预先设定的阈值为止的期间，能够高精度地预测机械装置10的剩余寿命。

另外，添加剂的消耗率的变化趋势为线形的增加趋势，因而能够用直线来对添加剂的消耗率的变化趋势进行近似(参照图3)。由此，容易对添加剂的消耗率达到预先设定的阈值为止的期间进行判定。

(本发明的基础的知识(2))

本发明人等为了进一步提高机器人的剩余寿命的预测精度而进行了进一步深入的研究。一般地，在工业用机器人进行多种动作的情况下，输出根据负载不同而变动。因此，本发明人等对减速器以及马达施以不同的负载来多次实施了工业用机器人的减速器的耐久试验。图12是表示以不同的负载多次实施的耐久试验中的电流指令值与添加剂消耗率的关系的图表。上半段的图表表示耐久试验中的电流指令值i2(a)的时间变化。下半段的图表表示与电流指令值i(a)对应的添加剂消耗率(％)的测定值的时间变化。此外，i2电流指令值i2为有效值，但可以是峰值，也可以是实际电流(实测值)。

如图12的图表所示，在电流指令值i2(a)处于30～36(a)的范围的情况下，添加剂大致被线形消耗的结果是，添加剂消耗率(％)在100天前后的运转下完全消耗。在电流指令值i2(a)处于24～26(a)的范围的情况下，添加剂大致被线形消耗的结果是，添加剂消耗率(％)在超过250天的运转下完全消耗。在电流指令值i2(a)处于22～24(a)的范围的情况下，添加剂大致被线形消耗的结果是，添加剂消耗率(％)在超过350天的运转下完全消耗。在电流指令值i2(a)处于20～22(a)的范围的情况下，添加剂大致被线形消耗的结果是，添加剂消耗率(％)在超过400天的运转下完全消耗。在电流指令值i2(a)处于18～20(a)的范围的情况下，添加剂大致被线形消耗的结果是，添加剂消耗率(％)在超过500天的运转下完全消耗。

另外，本发明人等针对添加剂所包含的成分中的极压剂与摩擦调整剂各自的消耗率实施试验，针对有效性进行了确认。其结果是，对极压剂的消耗率的线形性以及与电流指令值的相关性进行了确认。另一方面，摩擦调整剂的消耗率与电流指令值i2(a)一同急剧减少，因而无法对摩擦调整剂与电流指令值的相关性进行确认。因此，本发明人等得出如下结论：添加剂的成分中的极压剂(消耗率)对老化诊断的贡献率较高。因此，以下，严格来说，添加剂的消耗率是指极压剂的消耗率。此外，极压剂也可以包括耐磨损剂。

如以上那样，添加剂根据电流指令值i2(a)大致被线形消耗，但在电流指令值i2(a)较大的情况下，负载(输出)也较大，因而添加剂的消耗速度变快，但伴随电流指令值i2(a)变小，添加剂的消耗速度变慢。图13是表示图12的耐久试验中的电流指令值i2(a)与基于添加剂消耗率(％)的测定值的添加剂的消耗速度(％/天)的关系的图表。在图13中，图表中的圆点表示测定值，虚线表示通过回归分析导出的关系式。这里，通过最小二乘法导出电流指令值i2(a)与添加剂的消耗速度(％/天)匹配的关系式(1)。

添加剂的消耗速度(％/天)＝r×(i2)²···(1)

这里，r以系数表示，i2表示电流指令值的平均值。通过式(1)，添加剂的消耗速度(％/天)能够以电流指令值i2(a)的二次函数(抛物线)表达。此外，添加剂的消耗速度(％/天)基于添加剂消耗率(％)的测定值，因而添加剂的消耗速度(％/天)与电流指令值i2(a)的关系并不限定于以精确意义上的二次函数(抛物线)表达的情况，只要能够用一定的相关关系表达即可。本发明人等根据耐久试验的结果发现：电流指令值i2(a)与添加剂消耗率(％)存在相关关系。

根据这些知识，在工业用机器人中，添加剂的消耗率能够用马达的电流指令值的函数表达，因而能够通过始终监视电流指令值并计算上述函数的时间积分值来高精度地预测机器人的剩余寿命。

此外，并不局限于设置有轴承或减速器的机器人，显然还能够将以上的知识应用于设置有经由齿轮传递动力的动力传递机构的机械装置(例如油压泵)。

本发明人等基于以上的知识想到了本发明。以下，参照附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。此外，以下，对贯穿全部的附图相同或者相当的要素标注相同的参照附图标记，并省略其重复的说明。

(第二实施方式)

接下来，对第二实施方式进行说明。本实施方式的老化诊断装置的基本结构与第一实施方式同样。以下，与第一实施方式共通的结构的说明省略，仅对不同的结构进行说明。

图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的老化诊断装置1a的结构的功能框图。如图8所示，在本实施方式中，与第一实施方式(图1)相比，老化诊断装置1a在进一步具备取得电流指令值的时间序列数据的电流指令值取得部5的这一点上不同。

这里，电流指令值取得部5取得从控制器20输入的电流指令值23(而且，暂时保存)。此外，电流指令值是与测定值相对于马达的负载电流的偏差对应的指令信号，能够获得不逊色于使用马达的负载电流的结果。

判定部3a通过基于由电流指令值取得部5取得的电流指令值的时间序列数据计算函数的时间积分值来对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。

[动作]

接下来，对如以上那样构成的老化诊断装置1a的动作进行说明。此外，老化诊断装置1a的动作也是本实施方式所涉及的老化诊断方法。图9是表示图8的老化诊断装置1a的动作的流程图。

首先，使机械装置10亦即机器人动作。在该状态下，老化诊断装置1a从控制器20取得电流指令值23的时间序列数据(图9的步骤s21)。

接下来，老化诊断装置1a基于由电流指令值取得部5取得的电流指令值的时间序列数据来计算表示添加剂的消耗率的函数的时间积分值(图9的步骤s22)。此外，如上所述，添加剂的消耗率用电流指令值的二次函数(参照式(1))表达。

接下来，老化诊断装置1a对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定(图9的步骤s23)。图10是表示在老化诊断装置1a计算的电流指令值i2的函数的时间积分值的图表。在图10中，实线表示添加剂消耗率，虚线表示润滑脂剩余寿命，阴影表示函数的积分值。如图10所示，判定部3a基于由电流指令值取得部5取得的电流指令值i2的时间序列数据来计算函数的时间积分值，由此计算添加剂的消耗率达到预先设定的阈值(添加剂消耗率的70％)为止的期间，从而对使用的剩余时间(或者润滑脂剩余寿命)进行判定。此外，在本实施方式中，阈值设定为添加剂消耗率70％，但也可以根据润滑脂的种类、减速器的构成部件等其他因素适当地变更。

最后，老化诊断装置1a输出判定结果(图9的步骤s24)。具体而言，输出部4输出判定部3的判定结果(使用的剩余时间或者润滑脂剩余寿命)。图11是老化诊断结果的显示画面的一个例子。如图11所示，x轴显示运转天数，y轴显示电流指令值的有效值。在画面的下侧显示当前的润滑脂剩余寿命(10％)以及使用剩余时间(16天)。

此外，本实施方式所涉及的老化诊断方法(参照图9)是在老化诊断装置1a(参照图8)中执行的老化诊断装置1a的动作，但本实施方式的老化诊断方法可以由作业者执行。例如作业者可以进行图9的步骤s21～s24的全部动作，作业者也可以进行一部分动作(例如步骤s22以及s23)。另外，在由作业者执行老化诊断方法的情况下，可以还包括导出电流指令值i2(a)与添加剂消耗率(％)之间的一定的相关关系的步骤。

[作用效果]

如以上说明过的那样，根据本实施方式，能够用马达的电流指令值的二次函数(参照式(1))表达添加剂的消耗率，因而能够通过始终监视电流指令值并计算函数的时间积分值来高精度地预测机器人的剩余寿命。

此外，在本实施方式中，通过最小二乘法导出了添加剂消耗率与电流指令值的关系式，但也可以利用其他回归分析手法导出关系式。另外，添加剂消耗率并不局限于电流指令值的二次函数，也可以用3次以上的函数表达。

此外，在本实施方式中，添加剂的消耗率用电流指令值的函数(电流指令值的平方的函数)表达，但减速器的输出根据负载不同而变动，因而并不局限于电流指令值的函数。换言之，添加剂的消耗率可以用与输出相关的指令值以及测定值的至少一方的函数表达。具体而言，添加剂的消耗率可以表达为马达电流22的函数(例如马达电流22的测定值的平方的函数)，也可以表达为基于从编码器15输入的马达13的旋转角而计算出的角速度的函数(例如角速度的平方的函数)。另外，也可以用电流指令值与旋转角的角速度两方的函数(例如电流×角速度的函数)表达。由此，能够通过始终监视这些值并计算函数的时间积分值来对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。

(本发明的基础的知识(3))

本发明人等为了进一步提高机器人的剩余寿命的预测精度而着眼于润滑脂(润滑剂)的温度作为影响添加剂的消耗率的其他因素。在工业用机器人中，在检测马达的旋转位置的编码器设置温度监视用的温度传感器。因此，本发明人等首先测定由编码器的温度传感器检测出的温度和此时的润滑脂的温度，对两者的关系进行了调查。图16是表示编码器的温度和润滑脂的温度的测定结果的图表。这里，纵轴表示润滑脂的温度，横轴表示编码器的温度。这里，通过使机器人反复进行一定的动作来实施耐久试验。图表表示使机器人反复进行不同的动作的情况下的两个试验结果(菱形的曲线以及四边形的曲线)。减速器内的润滑脂的温度也与编码器的温度上升成比例地上升。即，知晓由温度传感器检测出的编码器的温度与润滑脂的温度存在线形的相关关系。由此，根据两者的线形的相关关系，能够根据编码器温度的检测值推算润滑脂的温度，而无需在工业用机器人中追加新的传感器。

接下来，发明人等对润滑脂的温度如何影响润滑脂包含的添加剂的消耗率进行了调查。具体而言，实施润滑脂的热老化试验，对加热润滑脂一定时间时的添加剂的消耗率的变化进行了确认。这里，从润滑脂的温度为60℃、80℃、润滑脂的温度为120℃的状态起对润滑脂加热一定时间并进行了测定。图17是表示其结果的图表。纵轴表示添加剂的消耗率，横轴表示加热时间。在润滑脂的温度为60℃(图表中的四边形的曲线)与80℃(图表中的三角形的曲线)下，即便长时间加热，添加剂的消耗率也保持为较低不变。与此相对，润滑脂的温度在120℃(图表中的圆形的曲线)下加热，由此消耗率急剧上升。对于添加剂的消耗率而言，若润滑脂的温度为70℃以下，则加热的影响能够忽略，但若润滑脂的温度超过70℃，则加热的影响变显著。根据这些试验结果，在润滑脂的温度为60℃～120℃的范围内，能够使用公知的方法、即阿伦尼乌斯公式来推断添加剂的反应速度。能够利用润滑剂的温度中反应的速度常量与每单位时间的添加剂的残存率的积来表达添加剂的消耗率中的取决于润滑脂的温度的函数。

由此，添加剂的消耗率能够分为取决于润滑脂的温度的函数与不取决于润滑脂的温度的函数。这里，能够认为添加剂的消耗率与减速器的功(扭矩与减速器的轴的角速度的积)成比例，因而添加剂的消耗率中的不取决于润滑脂的温度的函数能够利用马达的电流指令值以及减速器的轴的角速度的函数来表达。此外，减速器的轴的角速度能够根据马达的旋转角的角速度计算，因而不取决于润滑脂的温度的函数能够用马达的电流指令值以及马达的旋转角的角速度的函数来表达。

因此，根据以上的知识，在工业用机器人中，添加剂的消耗率能够以第一函数与第二函数的和来表达，其中，第一函数是马达的电流指令值以及马达的旋转角的角速度的函数，第二函数是润滑剂的温度的测定值的函数，因而能够通过始终监视马达的电流指令值、编码器的检测值以及润滑剂的温度并计算其函数的时间积分值来高精度地计算机器人的剩余寿命。

此外，并不局限于将以上的知识应用于设置有轴承或减速器的机器人，显然还能够将以上的知识应用于设置有经由齿轮传递动力的动力传递机构的机械装置(例如油压泵)。

本发明人等基于以上的知识想到了本发明。以下，参照附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。此外，以下，对贯穿全部的附图相同或者相当的要素标注相同的参照附图标记，省略其重复的说明。

(第三实施方式)

接下来，对第三实施方式进行说明。本实施方式的老化诊断装置的基本结构与第二实施方式同样。以下，与第二实施方式共通的结构的说明省略，仅对不同的结构进行说明。

图14是表示本发明的第三实施方式所涉及的老化诊断装置1b的结构的功能框图。如图14所示，在本实施方式中，如与第二实施方式(图8)相比，老化诊断装置1b在进一步具备取得与润滑脂的温度相关的时间序列数据的温度数据取得部6的这一点上不同。

另外，在编码器15设置有温度监视用的温度传感器16，控制器20取得(而且，暂时保存)由温度传感器16检测出的编码器15的温度数据。控制器20具备若编码器15的温度的值成为规定的温度(例如90℃)以上则停止机器人的动作的安全功能。在本实施方式中，控制器20根据由温度传感器16检测出的编码器15的温度的值，基于线形的相关关系来推算润滑脂的温度，并将润滑脂温度的推算值24输出至温度数据取得部6。

温度数据取得部6取得从控制器20输入的润滑脂温度的推算值24，将与润滑脂温度的推算值24相关的时间序列数据输出至判定部3b。

另外，在本实施方式中，老化诊断装置1b还具备取得减速器12的轴的角速度的角速度取得部7。控制器20根据马达13的旋转角21计算减速器12的轴的角速度25，并将其输出至角速度取得部7。

角速度取得部7取得减速器12的轴的角速度25，将与减速器12的轴的角速度25相关的时间序列数据输出至判定部3b。

判定部3b基于输入的时间序列数据计算函数(第一函数与第二函数的和)的时间积分值，由此来对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定。

[动作]

接下来，对以上那样构成的老化诊断装置1b的动作进行说明。此外，老化诊断装置1b的动作也是本实施方式所涉及的老化诊断方法。图15是表示图14的老化诊断装置1b的动作的流程图。

首先，使机械装置10亦即机器人动作。在该状态下，老化诊断装置1b从控制器20取得电流指令值23以及减速器12的轴的角速度25的时间序列数据(图15的步骤s21-1)。另一方面，老化诊断装置1b从控制器20取得润滑脂的温度的推算值24的时间序列数据(图15的步骤s21－2)

接下来，老化诊断装置1b计算以作为马达的电流指令值23以及减速器12的轴的角速度25的函数的函数、与作为润滑脂温度的推算值24的函数的函数之和表达的函数的时间积分值(图15的步骤s22－1)。

接下来，老化诊断装置1b对添加剂的消耗率达到预先设定的值为止的期间进行判定(图15的步骤s23)。

最后，老化诊断装置1b输出判定结果(图15的步骤s24)。具体而言，输出部4输出判定部3b的判定结果(使用的剩余时间或者润滑脂剩余寿命)。

此外，本实施方式所涉及的老化诊断方法(参照图15)是在老化诊断装置1b(参照图14)中执行的老化诊断装置1b的动作，但本实施方式的老化诊断方法可以由作业者执行。例如作业者可以进行图15的步骤s21-1～s24的全部动作，作业者也可以进行一部分动作(例如步骤s21-1以及s21－2)。

[作用效果]

如以上说明果的那样，根据本实施方式，能够以马达的电流指令值23以及减速器12的轴的角速度25的函数亦即第一函数与润滑脂温度的推算值24的函数亦即第二函数的和来表达添加剂的消耗率，因而能够通过始终监视马达的电流指令值、编码器的检测值以及润滑脂的温度并计算其函数的时间积分值来高精度地预测机器人的剩余寿命。

根据上述说明，对本领域技术人员而言，本发明的大多数的改进、其他实施方式是显而易见的。因此，上述说明应该仅解释为例示，是以将执行本发明的最佳的形态教示给本领域技术人员的目的而提供的。不脱离本发明的精神就能够实际变更其构造以及/或者功能的详细。

工业上的利用可能性

本发明对设置有减速器等动力传递机构的机械装置的老化诊断有用。

附图标记说明：

1、1a、1b…老化诊断装置；2…存储部；3、3a、3b…判定部；4…输出部；5…电流指令值取得部；6…温度数据取得部；7…角速度取得部；10…机械装置；11…动作部；12…减速器；12a…输出轴；13…马达；13a…旋转轴；14…马达控制部；15…编码器；16…温度传感器；20…控制器；21…旋转角；22…电流；23…电流指令值；24…润滑脂的温度；25…减速器的轴的角速度。