(57)【要約】      （修正有）【課題】装置から時系列で出力される信号と異常の分析結果の相対的な関係を直感的に認識することが可能な異常表示装置、異常表示方法を提供する。【解決手段】異常表示装置１０１は、作業ロボット２００に異常が検出された際に表示部４に状態データの時系列データを表示する。更に状態データから算出される特徴量に含まれる異常信号と、時系列データのうち異常が発生した時の状態データとを関連付けて表示する。ユーザにより、所定の操作情報が入力された際に、特徴量の表示を停止する。一方、所定の操作情報が入力されず、特徴量に含まれる異常信号が時系列データの更新により所定の表示期間に含まれなくなる場合に、異常信号が所定の表示期間に含まれるように所定の表示期間を変更する。【選択図】図１
2020087099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の作業を行う装置に発生する異常を、表示部に表示する異常表示装置であって、
前記装置の状態を示す状態データの時系列からなる時系列データ、及び、前記時系列データから算出される特徴量であって、前記異常を判定する指標となる前記特徴量を取得する取得部と、
前記時系列データ、及び、前記特徴量を前記表示部に同時に表示する表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、
前記特徴量のうち前記異常の発生を示す部分である異常信号と、前記時系列データのうち前記異常が発生した時の前記状態データとを、関連付けて表示し、
所定の操作情報が入力された際に前記特徴量の表示を停止し、
所定の表示期間における前記時系列データを表示すると共に、時間経過に伴って前記所定の表示期間の前記時系列データを更新し、
前記所定の操作情報が入力されず、且つ、前記所定の表示期間の前記時系列データの更新により前記異常の発生時刻が前記所定の表示期間に含まれなくなる場合に、前記異常の発生時刻が前記所定の表示期間に含まれるように前記所定の表示期間を変更すること
を特徴とする異常表示装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記装置に複数の前記異常が発生した場合に、複数の前記異常の各々に前記異常の重要さを示す重要度を付与し、
前記重要度に応じて、前記時系列データ及び前記特徴量の表示態様を変更すること
を特徴とする請求項１に記載の異常表示装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、
前記装置に、第１の異常、及び前記第１の異常よりも前記重要度が低い第２の異常が存在する場合に、
前記第１の異常についての前記時系列データ及び前記特徴量を、前記表示部に設定した第１の表示領域に、少なくともグラフを用いて表示し、
前記第２の異常についての前記時系列データ及び前記特徴量を、前記表示部に設定した、前記第１の表示領域よりも狭い第２の表示領域に、少なくともアイコンを用いて表示すること
を特徴とする請求項２に記載の異常表示装置。
【請求項４】
前記所定の操作情報は、前記特徴量に基づいて判定された前記異常に対して所定の操作が実施されたことを示す情報であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の異常表示装置。
【請求項５】
前記表示制御部は、
前記装置に複数の前記異常が発生した場合に、複数の前記異常を、各々の前記異常の発生した前記装置の部位、及び前記異常が発生した機能、の少なくとも一方で分類して、前記時系列データ及び前記特徴量を表示すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の異常表示装置。
【請求項６】
所定の作業を行う装置に発生する異常を、表示部に表示する異常表示方法であって、
前記装置の状態を示す状態データの時系列からなる時系列データ、及び、前記時系列データから算出される特徴量であって、前記異常を判定する指標となる前記特徴量を取得し、
前記時系列データ、及び、前記特徴量を前記表示部に同時に表示し、且つ、前記特徴量のうち前記異常の発生を示す部分である異常信号と、前記時系列データのうち前記異常が発生した時の前記状態データとを、関連付けて表示し、
所定の操作情報が入力された際に前記特徴量の表示を停止し、
所定の表示期間における前記時系列データを表示すると共に、時間経過に伴って前記所定の表示期間の前記時系列データを更新し、
前記所定の操作情報が入力されず、且つ、前記所定の表示期間の前記時系列データの更新により前記異常の発生時刻が前記所定の表示期間に含まれなくなる場合に、前記異常の発生時刻が前記所定の表示期間に含まれるように前記所定の表示期間を変更すること
を特徴とする異常表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置の異常を表示する異常表示装置及び異常表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体製造装置に搭載される各機器より出力される信号を検出し、検出された信号に基づいて、異常の判定結果、固有値による寄与率の一覧、特徴空間における信号のプロットと信号のプロットの凡例、特徴波形をディスプレイなどに表示することが開示されている。作業者は、これらの表示を見て異常の発生、そのときの信号に含まれる波形の特徴を確認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３８１２１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に開示された従来技術では、装置の状態を示すデータと異常の分析結果とを関連付けて表示していない。また、特許文献１では、時間経過に伴って変動するデータと異常の分析結果との対応について記載されておらず、例えば機器より出力される信号を時間経過に伴って更新して表示する場合には、長時間が経過すると更新により異常検出に関連する信号が消去されてしまう。このため、作業者は、装置の状態を示すデータと異常の分析結果の関係を直感的に認識できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、作業者が、装置の状態を示すデータと、このデータの異常の分析結果との関係を直感的に認識することが可能な異常表示装置、異常表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明は、装置の状態を示す状態データの時系列からなる時系列データ、及び、異常を判定する指標となる特徴量を取得する取得部と、時系列データ、及び、特徴量を表示部に同時に表示する表示制御部を備える。表示制御部は、特徴量の異常信号と、時系列データのうち異常が発生した時の状態データとを関連付けて表示し、所定の操作情報が入力された際に特徴量の表示を停止する。また、表示制御部は、所定の表示期間における時系列データを表示すると共に、時間経過に伴って所定の表示期間の時系列データを更新し、所定の操作情報が入力されず、且つ、所定の表示期間の時系列データの更新により異常の発生時刻が所定の表示期間に含まれなくなる場合に、異常の発生時刻が所定の表示期間に含まれるように所定の表示期間を変更する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作業者は、装置の状態を示すデータと、このデータの異常の分析結果との関係を直感的に認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る異常表示装置、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、減速機の加速度の異常を示す説明図であり、（ａ）はセンサで検出される加速度、（ｂ）は正常時の周波数スペクトル、（ｃ）は加速度に基づいて演算した周波数スペクトル、（ｄ）は残差平方和を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、減速機の外乱トルクの異常を示す説明図であり、（ａ）は外乱トルク、（ｂ）は正常時の確率密度分布、（ｃ）は外乱トルクに基づいて演算した確率密度分布、（ｄ）は確率密度比を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、作業ロボットに異常が発生していないときの表示部に表示する画像の表示例を示す説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、作業ロボットに異常が発生しているときの表示部に表示する画像の表示例を示す説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、作業ロボットに外乱トルクの異常が発生しているときの、表示部に表示する画像の表示例を示す説明図であり、異常が発生した直後に表示される画像を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、作業ロボットに外乱トルクの異常が発生しているときの、表示部に表示する画像の表示例を示す説明図であり、異常が発生してから暫く時間が経過した後に表示される画像を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、作業ロボットに外乱トルクの異常が発生しているときの、表示部に表示する画像の表示例を示す説明図であり、異常が発生してから時間Ｔ２が経過する直前に表示される画像を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、作業ロボットに外乱トルクの異常が発生しているときの、表示部に表示する画像の表示例を示す説明図であり、異常が発生してから時間Ｔ２１（＞Ｔ２）が経過したときに表示される画像を示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、作業ロボットに外乱トルクの異常が発生しているときの、表示部に表示する画像の表示例を示す説明図であり、異常が発生してから時間Ｔ２２（＞Ｔ２１）が経過したときに表示される画像を示す。
【図４Ｆ】図４Ｆは、作業ロボットに外乱トルクの異常が発生しているときの、表示部に表示する画像の表示例を示す説明図であり、異常が発生してから時間Ｔ２３（＞Ｔ２２）が経過したときに表示される画像を示す。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る異常表示装置、及び異常検出部による処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係り、重要度の高い異常を示す画像を大きく表示し、重要度の低い異常を示す画像を小さく表示する例を示す説明図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第２実施形態に係る異常表示装置、及び異常検出部による処理手順を示すフローチャートの第１の分図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第２実施形態に係る異常表示装置、及び異常検出部による処理手順を示すフローチャートの第２の分図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第３実施形態に係り、互いに近接した部位で発生した異常を示す画像をグループ化して表示する例を示す説明図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の第３実施形態に係り、同一機能の異常を示す画像をグループ化して表示する例を示す説明図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第３実施形態に係る異常表示装置、及び異常検出部による処理手順を示すフローチャートの第１の分図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の第３実施形態に係る異常表示装置、及び異常検出部による処理手順を示すフローチャートの第２の分図である。
【図１０】図１０は、異常を検出する対象となる作業ロボットの構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
実施形態に係る異常表示装置は、所定の作業を行う装置に発生する異常を検出し、検出結果を表示する装置であって、例えば、自動車を組み立てる多軸機械である作業ロボット２００（装置の一例）に異常が発生したときに、異常の発生を表示する。異常表示装置を説明する前に、図１０を参照して異常発生の対象となる作業ロボット２００について説明する。
【００１０】
［作業ロボットの説明］
図１０に示すように作業ロボット２００は、動作軸である関節軸２０１として複数（図では３個を記載）のモータ駆動系を備えている。作業ロボット２００は、サーボモータ２２１（モータと略する）により減速機２２２を介して駆動される。モータ２２１には、回転角位置及び回転速度を検出するパスルコーダ（パルスジェネレータ又はエンコーダ）が付帯されている。ロボットアームの先端には、チェンジャを介して、様々な工具を交換可能に取り付けることができる。工具の例としては、溶接用の作業部位としてスポット溶接機やレーザ溶接機、作業対象物を把持する作業部位としてワークハンドを含む。よって、この場合、「所定の作業」は、溶接作業、把持作業となる。
【００１１】
減速機２２２の近傍の部位には、加速度を検出するセンサ２２３が配置される。センサ２２３は、センサ２２３が配置された部位の振動を表す加速度を、所定のサンプリング周期でサンプリングする。サンプリングされた加速度は、装置の状態を示す状態データの一例である。加速度データは、図１に示すデータ入力部１に出力される。
【００１２】
作業ロボット２００は、所定の作業を行うようにロボット制御部（図示せず）により制御される。ロボット制御部は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコントローラによって構成される。ロボット制御部は、作業ロボット２００が所定の作業を行うように動作中のモータに流れる電流の大きさ及び時間、タイミングなどを記憶及び出力し、モータ２２１を制御する。ロボット制御部は、回転速度とトルクの指令値に従ってモータ２２１を回転（可動）させる。モータ２２１の可動に伴い、減速機２２２も可動する。そして、ロボット制御部は、モータ２２１に流れる電流により、外乱トルクを演算する。外乱トルクとは、モータ２２１のトルク値と、モータ２２１の制御値との差分である。外乱トルクは、装置の状態を示す状態データの一例である。外乱トルクは、図１に示すデータ入力部１に出力される。異常表示装置１０１は、作業ロボット２００に対して有線又は無線の通信回線を通じて接続されている。異常表示装置１０１は、作業ロボット２００と同じ敷地内、施設内に配置されていてもよいし、作業ロボット２００から離れた遠隔地に配置されていても構わない。
【００１３】
なお、以下では、加速度、及び外乱トルクなどの装置の状態を示すデータを「状態データ」という。所定の作業を行う装置の一例である作業ロボット２００から出力される状態データは、加速度、及び外乱トルクに限らない。その他にも、モータに流れる電流値など、作業装置の状態を示す信号であって、異常の判定に有用な信号はすべて含まれる。
【００１４】
［第１実施形態の説明］
図１を参照して、第１実施形態に係る異常表示装置及びその周辺機器の構成を説明する。図１０に示した作業ロボット２００には、データ入力部１が接続され、更にデータ入力部１は、異常検出部２に接続されている。異常検出部２は、記憶部３及び異常表示装置１０１に接続されている。
【００１５】
データ入力部１には、作業ロボット２００から出力された状態データが入力される。状態データとして、前述したように作業ロボット２００に設けられるセンサ２２３で検出される加速度、及びロボット制御部で演算される外乱トルクを挙げることができる。また、データ入力部１は、状態データを異常検出部２及び異常表示装置１０１に出力する。
【００１６】
記憶部３には、作業ロボット２００が正常に作動しているときの、作業ロボット２００に搭載される複数の駆動系の各々についての、加速度や外乱トルクなどの状態データ、所定期間における状態データの時系列からなる時系列データ、時系列データから算出される周波数スペクトルまたは確率密度分布（以下「特性値」という）、のうちの少なくとも一つが記憶されている。
【００１７】
例えば、状態データが減速機に生じる加速度である場合には、作業ロボット２００の正常動作時における、加速度データ、加速度の時系列データ（図２Ａ（ａ）のｑ１参照）、及び加速度の時系列データから算出される周波数スペクトル（図２Ａ（ｂ）のｑ２参照）、のうちの少なくとも一つが記憶部３に記憶されている。
また、状態データが減速機の外乱トルクである場合には、作業ロボット２００の正常動作時における、外乱トルク、外乱トルクの時系列データ（図２Ｂ（ａ）のｑ５参照）、及び外乱トルクの時系列データから算出される確率密度分布（図２Ｂのｑ６参照）、のうちの少なくとも一つが記憶部３に記憶されている。
【００１８】
上記の、正常動作時における状態データ（加速度、外乱トルク）、時系列データ、特性値（周波数スペクトル、確率密度分布）は、例えば、作業ロボット２００が正常動作時の、各駆動系における加速度、及び外乱トルクを取得し、これらのデータから予め算出することができる。
【００１９】
異常検出部２は、データ入力部１にて入力される状態データと、記憶部３に記憶されている正常動作時における状態データ、時系列データ、及び特性値、のうちの少なくとも一つに基づいて、随時、或いは適切なタイミングで作業ロボット２００の異常を判定する。
例えば、異常検出部２は、データ入力部１より各可動部の状態データ（加速度、外乱トルク）が入力された際に、該状態データの時系列からなる時系列データに基づいて特性値（周波数スペクトル、確率密度分布）を算出し、算出した特性値と、正常動作時における特性値とを比較して、後述する異常検出方法により、作業ロボット２００の異常を検出する。更に、異常検出部２は、異常の検出結果を異常表示装置１０１に出力する。なお、異常検出部２は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコンピュータを用いて実現可能である。
【００２０】
（異常検出部２による異常検出方法の説明）
次に、作業ロボット２００に搭載されたセンサにて検出される減速機の加速度、或いは減速機の外乱トルクなどの状態データに基づいて、異常検出部２が、作業ロボット２００に発生する異常を検出する方法を、図２Ａ、図２Ｂに示す２つの例を参照して説明する。
【００２１】
図２Ａは、作業ロボット２００に設けられる任意の減速機（これを、減速機Ｍp1とする）の加速度の異常を判定する手順を示す説明図である。図２Ａ（ａ）はセンサで検出される加速度（状態データ）の時系列データを示し、（ｂ）は記憶部３に記憶されている正常動作時における周波数スペクトル（特性値）を示し、（ｃ）は、（ａ）に示した時系列データを周波数解析して算出される周波数スペクトル（特性値）を示し、（ｄ）は図２Ａ（ｂ）、（ｃ）に示した各々の周波数スペクトルの残差平方和（特徴量）を示す。
【００２２】
異常検出部２は、図２Ａ（ａ）に示すように、現在の時刻ｔ０から所定期間Ｔ１（所定の表示期間）だけ遡った時間帯（即ち、直近の所定期間Ｔ１）における減速機Ｍp1の加速度データを取得する。例えば、図２Ａ（ａ）に示す加速度データｑ１が取得される。所定期間Ｔ１内の加速度データｑ１は、時間経過に伴って更新される。従って、常に直近の所定期間Ｔ１における加速度データｑ１が得られることになる。
【００２３】
そして、異常検出部２は、減速機Ｍp1の正常動作時における加速度の周波数スペクトルｑ２のデータ（図２Ａ（ｂ）参照）を、記憶部３から読み出す。なお、記憶部３に正常動作時における加速度データ、または加速度の時系列データが記憶されている場合には、このデータをＦＦＴ（fast Fourier transform）などの手法により周波数解析し、正常動作時における加速度の周波数スペクトルとしてもよい。
更に、異常検出部２は、所定期間Ｔ１内における加速度データｑ１をＦＦＴなどにより周波数解析し、周波数スペクトルｑ３を算出する（図２Ａ（ｃ）参照）。
【００２４】
異常検出部２は、時系列データから演算した周波数スペクトルｑ３と、正常動作時の周波数スペクトルｑ２の残差平方和ｑ４を特徴量の一例として演算し（図２Ａ（ｄ）参照）、演算した残差平方和ｑ４が予め設定した第１の閾値Ｑth１を超えているか否かを判定する。周知のように「残差平方和」とは、図２Ａ（ｃ）に示した周波数スペクトルｑ３と、図２Ａ（ｂ）に示した周波数スペクトルｑ２の差分の平方（２乗）の総和である。図２Ａに示す残差平方和ｑ４が第１の閾値Ｑth１を超えている場合には、この減速機Ｍp1に生じる加速度に異常が発生しているものと判断する。即ち、「残差平方和」は、時系列データから算出される特徴量であって、異常を判定する指標となる特徴量の一例である。図２Ａ（ｄ）に示す例では、波形ａ１が第１の閾値Ｑth１を超えている。即ち、波形ａ１は残差平方和（特徴量）のうち異常の発生を示す部分である「異常信号」の一例である。
【００２５】
図２Ｂは、作業ロボット２００に設けられる任意の減速機（これを、減速機Ｍp2とする）の、外乱トルクの異常を判定する手順を示す説明図である。図２Ｂ（ａ）は減速機Ｍp2の外乱トルクを示し、（ｂ）は記憶部３に記憶されている作業ロボット２００の正常動作時における確率密度分布（特性値）を示し、（ｃ）は（ａ）に示した外乱トルクの時系列データに基づいて演算した確率密度分布を示し、（ｄ）は、（ｂ）、（ｃ）に示した確率密度分布の比率である確率密度比（特性値）を示している。
【００２６】
異常検出部２は、図２Ｂ（ａ）に示すように、現在の時刻ｔ０から所定期間Ｔ２（所定の表示期間）だけ遡った時間帯（即ち、直近の期間Ｔ２）における減速機Ｍp2の外乱トルクを取得する。例えば、図２Ｂ（ａ）に示す外乱トルクｑ５が取得される。所定期間Ｔ２の外乱トルクｑ５は、時間経過に伴って更新される。従って、常に直近の所定期間Ｔ２における外乱トルクｑ５の時系列データが得られることになる。
【００２７】
そして、異常検出部２は、減速機Ｍp2の正常動作時における外乱トルクの確率密度分布である確率密度分布ｑ６のデータ（図２Ｂ（ｂ）参照）を、記憶部３から読み出す。なお、記憶部３に正常動作時における外乱トルクデータ、または外乱トルクの時系列データが記憶されている場合には、これらのデータに基づいて、正常動作時における確率密度分布ｑ６を算出してもよい。
更に、異常検出部２は、所定期間Ｔ２内において測定された外乱トルクｑ５の時系列データに基づき、周知の演算方法を用いて確率密度分布ｑ７を算出する（図２Ｂ（ｃ）参照）。
【００２８】
異常検出部２は、正常動作時の確率密度分布ｑ６と、外乱トルクｑ５の時系列データに基づいて算出した確率密度分布ｑ７（特性値）と、の比率を特徴量の他の例である確率密度比ｑ８として演算し（図２Ｂ（ｄ）参照）、演算した確率密度比ｑ８が予め設定した第２の閾値Ｑth２を超えたか否かを判定する。
図２Ｂ（ｃ）に示す確率密度分布と図２Ｂ（ｂ）に示す確率密度分布との一致度が高いほど確率密度比は小さく、逆に、一致度が低いほど、確率密度比は大きくなる。図２Ｂ（ｄ）に示す確率密度比ｑ８が第２の閾値Ｑth２を超えた場合には、この減速機Ｍp2には外乱トルクの異常が発生しているものと判断する。図２Ｂ（ｄ）に示す例では、波形ａ２、ａ３が第２の閾値Ｑth２を超えている。即ち、波形ａ２、ａ３は、確率密度比（特徴量）のうち異常の発生を示す部分である「異常信号」の一例である。なお、上述した第１の閾値Ｑth１、及び第２の閾値Ｑth２は、機械学習などを用いて事前に設定、調整することもできる。
【００２９】
前述したように、「特徴量」とは、状態データの時系列からなる時系列データから算出される特性値（周波数スペクトル、確率密度分布）から演算され、作業ロボット２００に発生する異常を判定する指標である。上述した図２Ａに示した例では、状態データとして「減速機の加速度」を用い、特徴量として「残差平方和」を用いる例について説明した。また、図２Ｂに示した例では、状態データとして「減速機の外乱トルク」を用い、特徴量として「確率密度比」を用いる例について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
図１に戻って、異常表示装置１０１は、データ取得部２１（取得部）と、表示制御部２２を備えている。異常表示装置１０１は、異常検出部２に対して、有線または無線の通信回線を介して接続されている。異常表示装置１０１は、作業ロボット２００と同じ生産現場内に配置されていても、生産現場の外の遠隔地に配置されていても構わない。また、異常検出部２から離れた場所に配置されていても構わない。
【００３１】
データ取得部２１は、データ入力部１より、作業ロボット２００（装置）の状態を示す状態データ（例えば、加速度、外乱トルク）の時系列からなる時系列データを取得する。更に、前述した異常検出部２で算出される特性値（周波数スペクトル、確率密度分布）のデータ、特徴量（残差平方和、確率密度比）のデータ、及び記憶部３に記憶されている正常動作時における状態データ、時系列データ、特性値のデータを取得する。
【００３２】
表示制御部２２は、異常検出部２で作業ロボット２００の異常が検出された際に、異常に関連するデータを表示部４に表示する制御を行う。具体的に、作業ロボット２００（装置）の状態を示す状態データ（例えば、加速度、外乱トルク）の時系列からなる時系列データと、作業ロボット２００に発生する異常を判定する指標となる特徴量（例えば、残差平方和、確率密度比）を同時に表示部４に表示する制御を行う。
【００３３】
この際、後述するように、表示部４に表示する時系列データ及び特徴量が、ユーザ（作業者）にとって見やすくなるように、表示形態を変更する制御を行う。また、作業ロボット２００に発生する異常の重要度に応じて表示形態を変更する制御を行う。
【００３４】
表示部４は、例えばユーザが操作可能な操作部と一体となった、ユーザインターフェース（ＵＩ）を用いることができる。ユーザインターフェースの一例として、タッチパネル式の表示器を備えるタブレット式の端末装置を用いることができる。
【００３５】
上述した表示制御部２２は、コントローラの一例であるＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ（主記憶装置）、及び入出力部を備えるマイクロコンピュータを用いて実現可能である。マイクロコンピュータを表示制御部２２として機能させるためのコンピュータプログラム（表示制御プログラム）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、マイクロコンピュータのＣＰＵは、表示制御部２２が備える情報処理部として機能する。なお、ここでは、ソフトウェアによって表示制御部２２を実現する例を示すが、もちろん、各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、表示制御部２２を構成することも可能である。専用のハードウェアには、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置を含む。表示制御部２２は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ、等の補助記憶装置（記憶部３）、表示部４に対して、有線又は無線の通信回線を通じて接続されている。
【００３６】
（表示例の説明）
次に、表示制御部２２の制御により、表示部４に各種のデータを表示する表示例を、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ〜図４Ｆを参照して説明する。本実施形態では、表示部４としてタッチパネル式の表示器を採用する例について説明する。タッチパネルとは、液晶パネルのような表示装置とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた電子部品であり、画面上の表示を押すことで表示する機能、及び入力する機能を有する。即ち、表示部４は、表示制御部２２に入力操作を行うための操作部としての機能を兼ねている。
【００３７】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、表示部４の表示画面Ｄには、ＩＤ表示領域Ｄ１と、データ表示領域Ｄ２と、メッセージ表示領域Ｄ３と、判断結果表示領域Ｄ４が設定されている。更に、各種の操作入力を行う操作スイッチＦ１〜Ｆ６のアイコンが設定されている。
【００３８】
ＩＤ表示領域Ｄ１は、作業ロボット２００のＩＤなど、作業ロボット固有のデータや、作業が実施されている日付などのデータを表示する領域である。
データ表示領域Ｄ２は、後述するように作業ロボット２００に関連する各種の情報を表示する領域である。
【００３９】
メッセージ表示領域Ｄ３は、作業ロボット２００の作動に関する情報を表示する領域である。例えば、作業ロボット２００が現在実施している作業の内容（溶接、プレスなど）を表示する。
【００４０】
判断結果表示領域Ｄ４は、作業ロボット２００に発生した異常の原因などの関連データの詳細を表示する。
【００４１】
操作スイッチＦ１〜Ｆ６は、操作者が操作することにより、所望の入力操作を行うことが可能なアイコンである。
【００４２】
以下、作業ロボット２００が正常に作動しているときの表示例（正常時の表示例）、作業ロボット２００に異常が発生したときの表示例（異常発生時の表示例）、及び、異常の発生後、所定期間が経過した後の表示例（所定期間の経過後の表示例）について、詳細に説明する。
【００４３】
〈正常時の表示例〉
図３Ａは、作業ロボット２００が正常に作動しているとき（異常が発生していないとき）の、表示画面Ｄに表示される画像の表示例を示す説明図である。作業ロボット２００が正常に作動している場合には、データ表示領域Ｄ２に直近の所定期間内における状態データを示す時系列データを表示する。図３Ａは、状態データの一例である加速度の時系列データを表示した例を示している。
【００４４】
他の表示例として、状態データの一例である外乱トルクの時系列データを表示してもよい。或いは、操作スイッチＦ１〜Ｆ６のいずれかに設定された表示選択スイッチを押すことにより、加速度、及び外乱トルクのいずれか、或いは双方の時系列データを表示するようにしても良い。例えば、操作スイッチＦ１を「外乱トルク表示」を設定するためのアイコンに設定し、操作スイッチＦ１が操作された際に、加速度の表示から外乱トルクの表示に切り替えるようにしても良い。
従って、ユーザは作業ロボット２００に搭載される各減速機の加速度、或いは外乱トルクの変化をリアルタイムで確認することができる。なお、本実施形態では、直近の所定期間の時系列データを表示する例について説明するが、本発明で言う「所定の表示期間」は、「直近」に限定されるものではなく、過去におけるある一定の期間を含む概念である。
【００４５】
〈異常発生時の表示例〉
図３Ｂは、作業ロボット２００に異常が発生したときの、表示部４の表示画面Ｄに表示される画像の表示例を示す説明図である。作業ロボット２００に搭載された減速機の加速度に異常が発生した場合や、減速機の外乱トルクに異常が発生した場合には、データ表示領域Ｄ２及び判断結果表示領域Ｄ４に、異常に関連する各種の情報が表示される。図３Ｂでは、一例として、減速機Ｍp1の加速度に異常が発生し、且つ減速機Ｍp2の外乱トルクに異常が発生した場合の表示例を示している。
【００４６】
図３Ｂに示すデータ表示領域Ｄ２には、前述した図２Ａに示したように、作業ロボット２００に搭載される減速機Ｍp1の、所定期間Ｔ１における加速度データｑ１（状態データ）の時系列データを示すグラフが表示される。更に、所定期間Ｔ１内の加速度データをＦＦＴなどの手法により周波数解析した周波数スペクトルと、正常動作時における加速度データを周波数解析した周波数スペクトルと、の残差平方和ｑ４（特徴量）を示すグラフが表示される。この際、双方のグラフ（ｑ１とｑ４）は関連付けて表示される。
【００４７】
具体的に、図３Ｂの符号ｚ２に示すように、残差平方和ｑ４（特徴量）のグラフにおける波形ａ１が第１の閾値Ｑth１を上回っており、この波形ａ１が減速機Ｍp1の異常を示す異常信号である。この場合には、異常信号ａ１と、符号ｚ１に示す加速度データｑ１を示す時系列データの、異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ１を関連付ける矢印ｙ１が表示される。
【００４８】
更に、データ表示領域Ｄ２には、前述した図２Ｂに示したように、作業ロボット２００に搭載される減速機Ｍp2の、所定期間Ｔ２内における外乱トルクｑ５（状態データ）の時系列データを示すグラフが表示される。また、検出された外乱トルクから算出された確率密度分布と、正常時における確率密度分布との比率である確率密度比ｑ８を示すグラフが関連付けて表示される。
【００４９】
具体的に、図３Ｂの符号ｚ４に示すように、確率密度比ｑ８（特徴量）のグラフにおける波形ａ２、ａ３が第２の閾値Ｑth２を上回っており、この波形ａ２、ａ３が異常を示す異常信号である。この場合には、異常信号ａ２、ａ３と、符号ｚ３に示す外乱トルクｑ５を示す時系列データの、異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２を関連付ける矢印ｙ２が表示される。
即ち、表示制御部２２は、特徴量のうち異常の発生を示す部分である異常信号と、時系列データのうち異常が発生した時の状態データとを、関連付けて表示する。
【００５０】
上記のような表示態様で状態データ及び特徴量を表示することにより、ユーザは、作業ロボット２００の減速機などのモータ駆動系に加速度の異常、或いは外乱トルクの異常が発生した場合には、異常が発生したことを示す特徴量（残差平方和、確率密度比）と、状態データ（加速度、外乱トルク）との関連性を直感的に認識することができるようになる。
【００５１】
また、作業ロボット２００のモータ駆動系に異常が発生した場合には、この異常に対する保全を実施したことを示す入力操作を受け付けるアイコンが表示画面Ｄに表示される。そして、ユーザによりアイコンが操作された場合には、特徴量の表示が停止される。
【００５２】
例えば、図３Ｂに示す操作スイッチＦ４が「対応済」のアイコンに設定される。ユーザが異常の内容を確認し、この異常についての保全作業を完了した後に、ユーザにより「対応済」のアイコン（操作スイッチＦ４）が操作された場合（所定の操作情報が入力された場合）には、特徴量の表示が停止される。そして、図３Ａに示したように、表示画面Ｄが正常時の表示に戻される。即ち、「対応済」のアイコンは、特徴量に基づいて判定された異常に対して所定の操作が実施されたことを示す、所定の操作情報を入力する操作部の一例である。
【００５３】
こうして、異常が発生した後に、ユーザにより異常に対する保全が実施され、「対応済」のアイコンが操作された場合には特徴量の表示が停止され、異常に対する保全が既に実施されたことをユーザに認識させることができる。
【００５４】
〈所定期間の経過後の表示例〉
前述した図３Ｂでは、減速機Ｍp1の加速度に異常が発生した場合には、残差平方和ｑ４の異常を示す波形ａ１と、所定期間Ｔ１に含まれる異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ１を関連付けて異常を示すデータを表示した。また、減速機Ｍp2の外乱トルクに異常が発生した場合には、確率密度比ｑ８の異常を示す波形ａ２、ａ３と、所定期間Ｔ２に含まれる異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２を関連付けて異常を示すデータを表示した。
【００５５】
しかし、異常が発生しているにも拘わらず、ユーザが保全などの対応を行なわずに、所定期間が経過した場合には、異常発生時における加速度または外乱トルクのデータ（図３Ｂに示す時間帯ｘ１、ｘ２の波形）が更新され、所定期間Ｔ１或いはＴ２に含まれなくなり、データ表示領域Ｄ２に表示されなくなる。
【００５６】
本実施形態では、所定期間Ｔ１またはＴ２（所定の表示期間）の間にユーザによる「対応済」を示すアイコン（操作スイッチＦ４）が操作されなかった場合、即ち、所定の操作情報が入力されなかった場合には、状態データ（加速度、外乱トルク）の時系列データを表示する時間軸全体が示す時間の長さ（以下、これを「時間幅」という）を拡大して表示する。即ち、所定の表示期間を変更する。そして、異常発生時における状態データの波形が消去されることを回避する。以下、図４Ａ〜図４Ｆを参照して詳細に説明する。
【００５７】
図４Ａ〜図４Ｆは、作業ロボット２００に発生する異常の一例として、減速機Ｍp2の外乱トルクに異常が発生したときの、表示画面Ｄに表示される時系列データ及び特徴量を示す説明図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆの順に、時間が経過している。
【００５８】
図４Ａは、外乱トルクに異常が発生した直後の時系列データ（ｑ５）及び残差平方和（ｑ８）を示し、図４Ｂは、やや時間が経過したときの時系列データ（ｑ５）及び残差平方和（ｑ８）を示し、図４Ｃは、所定期間Ｔ２が経過する直前における時系列データ（ｑ５）及び残差平方和（ｑ８）を示している。図４Ａ〜図４Ｃに示す例では、外乱トルクの異常が発生してから所定期間Ｔ２が経過していないので、外乱トルクｑ５を示すグラフの時間幅は変更されない。従って、異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２は、時間経過に伴って図中左側に移動して表示されている。
【００５９】
図４Ｄは、所定期間Ｔ２が経過した後においても、ユーザによる「対応済」のアイコン（図３Ｂの操作スイッチＦ４）が操作されなかった場合の表示例を示している。図４Ｄは、異常が発生したときの外乱トルクの波形が消去されないように、所定期間Ｔ２を変更している。具体的に、外乱トルクを表示する時間幅を拡大している。即ち、図４Ａ〜図４Ｃに示す外乱トルクの時間幅は所定期間Ｔ２であるが、図４Ｄに示す外乱トルクの時間幅は、所定期間Ｔ２１（＞Ｔ２）に設定されており、所定期間（所定の表示期間）がＴ２からＴ２１に変更されている。従って、異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２は消去されない。
【００６０】
図４Ｅは、所定期間Ｔ２が経過した後、暫く時間が経過してもなおユーザによる「対応済」のアイコンが操作されない場合の表示例を示している。図４Ｅに示す外乱トルクの時間幅は、所定期間Ｔ２２（＞Ｔ２１）に設定されており、所定期間がＴ２２に変更されている。
【００６１】
図４Ｆは、図４Ｅに示した状態から更に時間が経過してもなおユーザによる「対応済」のアイコンが操作されない場合の表示例を示している。図４Ｆに示す外乱トルクの時間幅は、所定期間Ｔ２３（＞Ｔ２２）に設定される。このように、ユーザにより所定の操作情報が入力されず、時系列データの更新により所定期間（所定の表示期間）に含まれなくなる場合に、異常を示すデータが所定期間に含まれるように所定期間を変更することにより、異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２が消去されることを回避する。
【００６２】
即ち、表示制御部２２は、所定期間（所定の表示期間）における時系列データを表示すると共に、時間経過に伴って所定期間の時系列データを更新する。そして、所定の操作情報が入力されず、且つ、所定期間の時系列データの更新により異常の発生時刻が所定期間に含まれなくなる場合に、異常の発生時刻が所定期間に含まれるように、所定期間を変更する制御を行う。
【００６３】
なお、図４Ａ〜図４Ｆでは、外乱トルクに異常が発生した場合の例について説明したが、例えば減速機の加速度に異常が発生した場合などにおいても同様に、所定の表示期間を変更することにより、異常発生時の波形が消去されることを回避できる。
【００６４】
また、外乱トルクを表示する時間幅を長くする以外にも、外乱トルクを表示する表示領域の面積を大きくして、全体の表示時間を長くしてもよい。表示領域の面積を大きくすることにより、異常発生時の波形が消去されることを防止できる。また、グラフのスケール（縮尺）が変化しないので、視認性を向上させることができる。
【００６５】
また、時間幅の上限値を設定しておき、時間幅を拡大して上限値に達した後において、ユーザにより「対応済」のアイコンが操作されていない場合には、これ以上の時間幅の拡大を行わない。この場合には、時間幅を元に戻し、即ち、図４Ａ〜図４Ｃに示した時間幅に戻し、例えば、判断結果表示領域Ｄ４に異常が発生した旨の内容を表示して、異常が発生したことをユーザに知らせる。これにより、外乱トルクの時間幅が制限なく拡大することを回避できる。
【００６６】
（第１実施形態の動作の説明）
次に、第１実施形態に係る異常表示装置１０１、及び異常検出部２による処理手順を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、図５のステップＳ１１において、データ入力部１は、作業ロボット２００（装置）より出力される状態データを取得する。例えば、状態データとして作業ロボット２００に搭載されるセンサより減速機の加速度、減速機の外乱トルクを取得する。
【００６７】
異常検出部２は、データ入力部１で取得された状態データのうち、直近の所定期間内の状態データを取得して、所定期間内における状態データの時系列からなる時系列データを生成する。例えば、異常検出部２は、図２Ａ（ａ）に示したように、所定期間Ｔ１内の加速度データｑ１を生成する。また、時間経過に伴って新たな加速度データが取得された場合には、所定期間Ｔ１内の加速度データを最新のデータに更新する。従って、常に直近の所定期間Ｔ１の加速度データが得られる。
【００６８】
同様に、異常検出部２は、図２Ｂ（ａ）に示したように、所定期間Ｔ２内の外乱トルクの時系列データを生成する。また、時間経過に伴って新たな外乱トルクが取得された場合には、所定期間Ｔ２内の外乱トルクを最新の外乱トルクに更新する。従って、常に直近の所定期間Ｔ２の外乱トルクが得られる。
【００６９】
ステップＳ１２において、異常検出部２は、状態データの特徴量を算出する。状態データが加速度である場合には、前述した図２Ａ（ｄ）に示したように、周波数スペクトルの残差平方和ｑ４（特徴量）を算出する。状態データが外乱トルクである場合には、図２Ｂ（ｄ）に示したように、確率密度比ｑ８（特徴量）を算出する。
【００７０】
ステップＳ１３において、異常検出部２は、特徴量（残差平方和、確率密度比）が閾値を超えているか否かを判定する。図２Ａ（ｄ）に示したように、残差平方和ｑ４が第１の閾値Ｑth１を超えている場合には、加速度に異常が発生しているものと判定する。また、図２Ｂに示したように、確率密度比ｑ８が第２の閾値Ｑth２を超えている場合には、外乱トルクに異常が発生しているものと判定する。
【００７１】
特徴量が閾値を超えていない場合には（Ｓ１３；ＮＯ）、ステップＳ１４において、表示制御部２２は、図３Ａに示したように、通常時の画像を表示する。一方、特徴量が閾値を超えている場合には（Ｓ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、異常検出部２は、作業ロボット２００に異常が発生しているものと判定する。
【００７２】
ステップＳ１６において、表示制御部２２は、所定期間における状態データを示す時系列データを表示する。更に、ステップＳ１７において、表示制御部２２は、ステップＳ１２の処理で算出した特徴量を、状態データを示す時系列データに関連付けて表示する。
【００７３】
例えば、図３Ｂに示したように、減速機Ｍp1の加速度に異常が発生した場合には、データ表示領域Ｄ２に、所定期間Ｔ１内の加速度データｑ１（状態データ）及び残差平方和ｑ４（特徴量）を関連付けて、同時に表示する。更に、残差平方和ｑ４が第１の閾値Ｑth１を超える波形ａ１と、加速度データｑ１のグラフ内での異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ１を矢印ｙ１で関連付けて表示する。ユーザはこの表示を見ることにより、加速度に異常が発生した減速機、減速機の位置、異常が発生した時刻を直感的に認識することができる。
【００７４】
一方、図３Ｂに示したように、減速機Ｍp2の外乱トルクに異常が発生した場合には、データ表示領域Ｄ２に、所定期間Ｔ２内の外乱トルクｑ５（状態データ）及び確率密度比ｑ８（特徴量）を関連付けて、同時に表示する。更に、確率密度比ｑ８が第２の閾値Ｑth２を超える波形ａ２、ａ３と、外乱トルクｑ５のグラフ内での異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２を矢印ｙ２で関連付けて表示する。ユーザはこの表示を見ることにより、外乱トルクの異常が発生した減速機、減速機の位置、異常が発生した時刻を直感的に認識することができる。
【００７５】
図５のステップＳ１８において、表示制御部２２は、表示画面Ｄに、発生した異常に対する保全が実施された旨の入力を受け付ける操作スイッチのアイコン、即ち「対応済」の操作を行うアイコンを表示する。具体的に、図３Ｂに示す操作スイッチＦ４を「対応済」のアイコンに設定する。
【００７６】
ステップＳ１９において、表示制御部２２は、「対応済」のアイコンが操作されたか否かを判定する。アイコンが操作された場合には（Ｓ１９；ＹＥＳ）、ステップＳ２０において、表示制御部２２は、アイコンを消去し、且つ、異常を示すデータの表示を終了する。つまり、「対応済」を示すアイコンである操作スイッチＦ１が操作されたということは、作業ロボット２００の異常に対してユーザによる保全作業が実施され、異常が回避されたものと判断できるので、これ以上異常を示すデータを表示する必要はない。従って、異常を示すデータの表示、及びアイコンの表示を終了する。
【００７７】
一方、「対応済」のアイコンが操作されない場合には（Ｓ１９；ＮＯ）、ステップＳ２１において、表示制御部２２は、異常が発生してから所定期間が経過したか否かを判定する。換言すれば、状態データを示す時系列データ（図３Ｂに示すｑ１、ｑ５）に含まれる異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ１、ｘ２を示す波形が、所定期間（Ｔ１またはＴ２）に含まれなくなるか否かを判定する。例えば、図２Ｂ（ａ）に示したように、減速機Ｍp2の外乱トルクに異常が発生した場合には、異常が発生してから所定期間Ｔ２が経過したか否かを判定する。含まれると判定された場合には（Ｓ２１；ＮＯ）、ステップＳ１９に処理を戻す。
【００７８】
含まれなくなると判定された場合には（Ｓ２１；ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、状態データを示す時系列データを表示する時間幅の拡大率が上限であるか否かを判定する。初期的には時間幅は拡大されていないので拡大率は上限に達しておらず、「ＮＯ判定」となり、ステップＳ２３に処理を移行する。
【００７９】
ステップＳ２３において、表示制御部２２は、状態データを示す時系列データの時間幅を拡大する。具体的に、前述した図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆに示したように、時系列データの時間幅を拡大して（所定の表示期間を変更して）、異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２が時系列データに含まれなくなることを回避する。その後、ステップＳ１９に処理を戻す。
【００８０】
その後、更にアイコンが操作されない場合には、時間の経過に伴ってＳ２１〜Ｓ２３の処理が繰り返され、時間幅が徐々に拡大する。拡大率が上限に達した場合には（Ｓ２２；ＹＥＳ）、ステップＳ２４において、表示制御部２２は、これ以上の時間幅の拡大を行わない。そして、図３Ｂに示す判断結果表示領域Ｄ４に、「外乱トルクの異常が発生しています」などの、異常発生を示すメッセージを表示する。更に、操作スイッチＦ１〜Ｆ６のうち、例えば操作スイッチＦ５を、異常表示用のアイコンに設定する。このアイコン（Ｆ５）が操作されたときに、異常発生時の外乱トルクデータを表示する。これにより、ユーザは、異常が発生してから長時間が経過した場合でも、異常が発生した機器、発生した時刻などの詳細な内容を認識することが可能となる。
【００８１】
（第１実施形態の効果の説明）
上述したように、第１実施形態に係る異常表示装置では、以下に示す効果を達成することができる。
異常検出部２により異常が検出された場合には、表示制御部２２は、異常が発生した状態データ（例えば、加速度、外乱トルク）を示す時系列データに、特徴量（例えば、残差平方和、確率密度比）を関連付けて、表示部４に表示する。従って、作業ロボット２００（装置）より出力される状態データと異常の分析結果の相対的な関係を、ユーザに対して直感的に認識させることができ、保全などの対応処理を迅速に実施することが可能となる。
【００８２】
また、異常の発生時刻から長時間が経過し、状態データの異常を示す信号が所定期間（所定の表示期間）の時系列データに含まれなくなる場合には、時系列データの所定期間を変更して、異常を示す信号が所定期間内のデータに含まれなくなることを回避する。従って、ユーザが異常の発生を見忘れるなどの問題の発生を回避することができる。
【００８３】
更に、「対応済」を示すアイコンが操作された場合、即ち、特徴量に基づいて判定された異常に対して所定の操作が実施されたことを示す情報である所定の操作情報が入力された場合には、異常信号を含む特徴量の表示を停止する。従って、保全などの対応が既に実施された時系列データ及び特徴量が表示され続けることを回避することができる。
【００８４】
［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。装置構成は第１実施形態で説明した図１と同様であるので、説明を省略する。第２実施形態では、前述した第１実施形態と比較して、表示部４の表示画面Ｄに表示する画像の表示態様が異なる。第２実施形態では、作業ロボット２００において複数の異常が発生した場合に、異常の重要度に応じてデータの表示態様を変更する点で、前述した第１実施形態と相違する。
【００８５】
第２実施形態では、表示制御部２２は、作業ロボット２００において複数の異常が検出された場合に、複数の異常の各々に異常の重要さを示す重要度を付与する。更に表示制御部２２は、付与した重要度に応じて、状態データを示す時系列データ及び特徴量を表示部４に表示する表示態様を変更する制御を行う。
【００８６】
例えば、複数の異常として、第１の異常、及び第１の異常よりも重要度が低い第２の異常が検出された場合には、第１の異常についての時系列データ及び特徴量を、表示部４に設定した第１の表示領域（後述する図６のＤ２ａ）にグラフを用いて表示する。一方、第２の異常についての時系列データ及び特徴量のデータを、表示部４に設定した、第１の表示領域よりも狭い第２の表示領域（図６に示すＤ２ｂ）に、アイコンを用いて表示する。こうして、より重要度の高い異常をユーザにとって認識しやすい態様で表示する。以下、表示例の詳細について説明する。
【００８７】
（第２実施形態の表示例の説明）
図６は、第２実施形態に係る異常表示装置の表示例を示す説明図である。図６は、作業ロボット２００に搭載される３つの減速機Ｍp1、Ｍp2、Ｍp3において異常が発生した場合の表示例を示している。詳細には、減速機Ｍp3において加速度の異常が発生し、減速機Ｍp2において外乱トルクの異常が発生し、更に、減速機Ｍp1において、加速度の異常が発生した場合の表示例を示している。また、異常が発生した順序は、減速機Ｍp3、減速機Ｍp2、減速機Ｍp1の順であるものとする。
【００８８】
表示画面Ｄの表示領域には制限があるので、同時に多数の異常が発生した場合に、表示領域を均一に分割して表示すると、各々の異常を表示する表示領域が狭くなり、視認性が低下する虞がある。
【００８９】
第２実施形態では、異常が発生した部位、異常が発生した機能、異常が発生した時刻などの条件に基づいて、各異常に対して重要度を設定し、重要度の高さに応じて異常を示すデータの表示態様を変更する。具体的には、重要度の高い異常についてはグラフを用いてより視認性の良い態様で表示し、重要度の低い異常については、アイコンを用いた簡素化した表示とする。
【００９０】
例えば、異常が発生した時刻が遅いほど（現在に近いほど）重要度を高く設定する場合には、図６に示すように、より遅く発生した減速機Ｍp1、Ｍp2の異常の重要度が高く設定される。従って、減速機Ｍp1の加速度、及び減速機Ｍp2の外乱トルクがより視認性の良い態様で表示される。具体的に、図６に示すように、減速機Ｍp1に発生した加速度の異常を示すデータ（加速度の時系列データ及び残差平方和）、及び減速機Ｍp2に発生した外乱トルクの異常を示すデータ（外乱トルクの時系列データ及び確率密度比）が、データ表示領域Ｄ２に設定した第１の表示領域Ｄ２ａに、それぞれグラフを用いて表示される。また、減速機Ｍp1、Ｍp2の異常に対して相対的に重要度が低い減速機Ｍp3の異常については、第１の表示領域Ｄ２ａよりも狭い第２の表示領域Ｄ２ｂに、故障が発生したことを示すアイコンｕ１を表示する。
【００９１】
この際、操作スイッチＦ１〜Ｆ６のうちの任意の操作スイッチ（ここでは、Ｆ２とする）には、「詳細表示」を示すアイコンを設定する。このアイコンがユーザにより操作された場合には、減速機Ｍp3に発生した異常の詳細を表示する（図示省略）。これにより、ユーザにとって重要度の高い異常をより視認しやすい態様で表示できる。また、重要度の低い異常については、「詳細表示」のアイコンを操作することにより、異常データの詳細を表示することができる。
【００９２】
（第２実施形態の動作の説明）
次に、第２実施形態に係る異常表示装置１０１、及び異常検出部２による処理手順を、図７Ａ、図７Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。
図７Ａに示すステップＳ３１〜Ｓ３５の処理は、図５に示したステップＳ１１〜Ｓ１５の処理と同一であるので、説明を省略する。図７Ａに示すステップＳ３５ａにおいて、異常検出部２は、判定された異常が３以上であるか否かを判定する。異常が３未満である場合には（Ｓ３５ａ；ＮＯ）、ステップＳ３６に処理を進める。
【００９３】
異常が３以上である場合には、図７Ｂに示すステップＳ３５１に処理を進める。ここでは、図６に示したように、減速機Ｍp1に加速度の異常が発生し、減速機Ｍp2に外乱トルクの異常が発生し、減速機Ｍp1に加速度の異常が発生した場合について説明する。この場合には、異常が３以上であるので、ステップＳ３５１に処理を進める。
【００９４】
ステップＳ３５１において、表示制御部２２は、各々の異常について重要度を設定する。前述したように重要度は、異常が発生した駆動系、異常が発生した機能、異常が発生した時刻などの条件に基づいて設定することができる。ここでは、異常が発生した時刻に応じて重要度を設定する例について説明する。即ち、より遅く発生した異常の重要度を高く設定する。
【００９５】
ステップＳ３５２において、表示制御部２２は、重要度の高い上位２つの異常を選択する。具体的に、減速機Ｍp1、及び減速機Ｍp2に発生した異常を選択する。
【００９６】
ステップＳ３５３において、表示制御部２２は、２つの減速機Ｍp1、Ｍp2の、所定期間における状態データを示す時系列データを表示する。更に、ステップＳ３５４において、表示制御部２２は、Ｓ３２の処理で算出した特徴量を、状態データを示す時系列データに関連付けて表示する。
【００９７】
具体的に、減速機Ｍp1の加速度（状態データ）に異常が発生しているので、図６に示すように、データ表示領域Ｄ２に設定された第１の表示領域Ｄ２ａに、所定期間Ｔ１内の加速度データｑ１及び残差平方和ｑ４（特徴量）を関連付けて表示する。この際、残差平方和ｑ４が第１の閾値Ｑth１を超える波形ａ１と、加速度データｑ１のグラフ内で異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ１を矢印で関連付けて表示する。ユーザはこの表示を見ることにより、加速度データに異常が発生した減速機、異常が発生した減速機の位置、異常が発生した時間帯を直感的に認識することができる。
【００９８】
また、減速機Ｍp2の外乱トルク（状態データ）に異常が発生しているので、図６に示すように、表示制御部２２は、第１の表示領域Ｄ２ａ内の、加速度データｑ１及び残差平方和ｑ４の下方に、所定期間Ｔ２内の外乱トルクｑ５及び確率密度比ｑ８（特徴量）を関連付けて表示する。この際、確率密度比ｑ８が第２の閾値Ｑth２を超える波形ａ２、ａ３と、外乱トルクｑ５のグラフ内の異常信号の発生時刻を含む時間帯ｘ２を矢印で関連付けて表示する。ユーザはこの表示を見ることにより、外乱トルクの異常が発生した減速機、異常が発生した機能、異常が発生した時間帯を直感的に認識することができる。
【００９９】
ステップＳ３５５において、表示制御部２２は、他の異常をアイコン化して表示する。具体的に、図６に示すように、第１の表示領域Ｄ２ａの下方に設定した第２の表示領域Ｄ２ｂに、減速機Ｍp3の異常をアイコンｕ１で表示する。
更に、操作スイッチＦ２を「詳細表示」のアイコンに設定する。ユーザは、「詳細表示」のアイコンを操作することにより、減速機Ｍp3の異常を詳細に知ることができる。
【０１００】
即ち、表示制御部２２は、作業ロボット２００に、第１の異常（減速機Ｍp1、Ｍp2の異常）、及び第１の異常よりも重要度が低い第２の異常（減速機Ｍp3の異常）が存在する場合に、第１の異常についての時系列データ及び特徴量を、表示部４に設定した第１の表示領域Ｄ２ａに、少なくともグラフを用いて表示する。また、第２の異常についての時系列データ及び特徴量を、表示部４に設定した、第１の表示領域Ｄ２ａよりも狭い第２の表示領域Ｄ２ｂに、少なくともアイコンを用いて表示する。
【０１０１】
その後、図７Ａに示したステップＳ３８の処理に移行する。なお、図７Ａに示すステップＳ３６〜Ｓ４４の処理は、図５に示したステップＳ１６〜Ｓ２４の処理と同一であるので、説明を省略する。
【０１０２】
なお、第２実施形態では、３以上の異常が発生した場合に、各々の異常に重要度を設定し、異常度が高い２つの異常をユーザが認識しやすい態様で優先的に表示する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、異常度が高い１つ、或いは３以上の異常を優先的に表示してもよい。優先的に表示する異常の数は表示画面Ｄの大きさなどにより適宜設定されるものである。
【０１０３】
また、第２実施形態では異常が発生した時刻により、「重要度」を設定する例について説明したが、異常が発生すると装置が停止するなどの「深刻な状況に達するまでの時間が短い」などの緊急性に応じて重要度を設定してもよい。
【０１０４】
（第２実施形態の効果の説明）
上述したように、第２実施形態に係る異常表示装置１０１では、作業ロボット２００において複数の異常が検出された際に、各々の異常に対し重要度を設定し、より重要度の高い異常を、表示画面Ｄ内でユーザにとって視認しやすい態様で表示する。このため、ユーザに対してより重要度の高い異常に着目させることができ、即時に保全を行う必要がある異常の発生を判りやすく認識させることができる。
【０１０５】
また、第１の異常、及び第１の異常よりも重要度が低い第２の異常が検出された場合には、第１の異常についての時系列データ及び特徴量を第１の表示領域に、少なくともグラフを用いて表示し、第２の異常についての時系列データ及び特徴量を、第１の表示領域よりも狭い第２の表示領域に、少なくともアイコンを用いて表示する。従って、重要度の高い異常データをユーザにとって視認しやすい態様で表示することができる。更に、重要度の低い異常データについては、「詳細表示」のアイコンを操作することにより、異常の詳細を認識することが可能となる。
【０１０６】
［第３実施形態の説明］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。装置構成は、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。第３実施形態では、前述した第１実施形態と比較して、表示部４の表示画面Ｄに表示する表示態様が異なる。第３実施形態では、作業ロボット２００において異常が複数発生した場合に、異常が発生した部位毎、或いは異常が発生した機能毎に区分した表示態様で異常を示すデータを表示する点で、前述した第１実施形態と相違する。
【０１０７】
具体的に、表示制御部２２は、作業ロボット２００（装置）に複数の異常が発生した場合に、複数の異常を、各々の異常の発生した部位、及び異常が発生した機能、の少なくとも一方で分類して、時系列データ及び特徴量を表示する。以下、表示例の詳細について説明する。
【０１０８】
（第３実施形態の表示例の説明）
図８Ａ、図８Ｂは、第３実施形態に係る異常表示装置１０１の表示例を示す説明図である。図８Ａ、図８Ｂは、作業ロボット２００に搭載される減速機Ｍp1に加速度の異常が発生し、３つの減速機Ｍp2、Ｍp3、Ｍp4において外乱トルクの異常が発生し、且つ、減速機Ｍp1とＭp2が近接して配置されている場合の表示例である。図８Ａは異常の部位毎に分類して表示した表示例を示し、図８Ｂは異常の機能毎に分類して表示した表示例を示す。
【０１０９】
図８Ａに示す表示例では、減速機Ｍp1とＭp2は近接して配置されているので、これらの異常を示す時系列データ及び特徴量を一つの括りとし、周囲枠Ｂ１で周囲を囲んで表示する。また、減速機Ｍp3、Ｍp4についての異常を示すデータは、それぞれ個別に表示する。このような表示態様とすることにより、ユーザは、互いに近接して配置されている２つの減速機Ｍp1、Ｍp2に異常が発生していることを直感的に認識できる。
【０１１０】
一方、図８Ｂに示す表示例では、外乱トルクに異常が発生している減速機Ｍp2、Ｍp3、Ｍp4の異常を示す時系列データ及び特徴量を一つの括りとし、周囲枠Ｂ２で囲んで表示する。また、加速度に異常が発生している減速機Ｍp1は個別に表示する。このような表示態様とすることにより、ユーザは、３つの減速機Ｍp2、Ｍp3、Ｍp4に同一の機能についての異常が発生していることを直感的に認識できる。
【０１１１】
更に、図８Ａに示すように、操作スイッチＦ３を「機能別表示」のアイコンに設定し、図８Ｂに示すように、操作スイッチＦ６を「部位別表示」のアイコンに設定する。ユーザによりこれらのアイコンが操作されると、表示制御部２２は、データ表示領域Ｄ２に表示する異常データを、異常が発生した機能別の表示に切り替える制御、或いは、異常が発生した部位別の表示に切り替える制御を行う。
【０１１２】
即ち、ユーザは操作スイッチＦ３、Ｆ６に表示したアイコンを操作することにより、部位別の表示と機能別の表示を適宜変更することができる。
【０１１３】
（第３実施形態の動作の説明）
次に、第３実施形態に係る異常表示装置１０１、及び異常検出部２による処理手順を、図９Ａ、図９Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。
図９Ａに示すステップＳ５１〜Ｓ５５の処理は、図５に示したステップＳ１１〜Ｓ１５の処理と同一であるので、説明を省略する。図９Ａに示すステップＳ５５ａにおいて、異常検出部２は、判定された異常が３以上であるか否かを判定する。異常が２未満である場合には（Ｓ５５ａ；ＮＯ）、ステップＳ５６に処理を進める。異常が３以上である場合には、図９Ｂに示すステップＳ５５１に処理を進める。
【０１１４】
ここでは、図８Ａ、図８Ｂに示したように、減速機Ｍp1に加速度の異常が発生し、３つの減速機Ｍp2、Ｍp3、Ｍp4に外乱トルクの異常が発生し、且つ、減速機Ｍp1とＭp2が近接して配置されている場合について説明する。この場合は、異常が３以上であるので、ステップＳ５５１に処理を進める。
【０１１５】
ステップＳ５５１において、表示制御部２２は、複数の異常について、異常が発生した機器が設置された部位毎、及び、異常が発生した機能毎に分類する。具体的に、図１０に示した作業ロボット２００において、同一の関節軸の近傍で複数の異常が発生した場合には、近接した部位に分類する。また、異常が発生した機能が加速度である場合には、この異常を同一の機能に分類する。異常が発生した機能が外乱トルクである場合には、この異常を同一の機能に分類する。
【０１１６】
ステップＳ５５２において、表示制御部２２は、表示画面Ｄに、分類項目を設定するアイコンを表示する。具体的に、操作スイッチＦ３に「機能別表示」のアイコンを設定し（図８Ａ参照）、操作スイッチＦ６に「部位別表示」のアイコンを表示する（図８Ｂ参照）。ユーザは、これらのアイコンを操作して、部位別、或いは機能別の表示の選択入力を実施する。
【０１１７】
ステップＳ５５３において、表示制御部２２は、ユーザにより設定された表示項目で複数の異常を分類する。具体的に、「部位別表示」が選択された場合には、上述した４つの異常のうち、減速機Ｍp1とＭp2が近接して配置されているので、これらの減速機Ｍp1とＭp2を同一のグループに分類する。その後、図９Ａに示すステップＳ５６において、表示制御部２２は、前述した図８Ａに示したように、減速機Ｍp1とＭp2の異常を示すデータを周囲枠Ｂ１で囲んで表示する。
【０１１８】
一方、「機能別表示」が選択された場合には、上述した４つの異常のうち、３つの減速機Ｍp2〜Ｍp4の異常の機能が同一であるので、３つの減速機Ｍp2〜Ｍp4を同一のグループに分類する。そして、前述した図８Ｂに示したように、各減速機Ｍp2、Ｍp3、Ｍp4の異常を示すデータを周囲枠Ｂ２で囲んで表示する。
その後、図９Ａに示すステップＳ５７の処理で、時系列データと特徴量を関連付けて表示する。ステップＳ５７〜Ｓ６４の処理は、図５に示したステップＳ１７〜Ｓ２４の処理と同一であるので説明を省略する。
【０１１９】
（第３実施形態の効果の説明）
上述したように、第３実施形態に係る異常表示装置では、複数の異常が発生している場合に、近接する部位毎、或いは異常が発生した機能毎に分類して異常データを表示する。
近接する部位毎に分類して異常を表示することにより、ユーザに対して、同一の原因で複数箇所に発生する異常を関連付けて認識させることができる。このため、ユーザは、効率のよい保全作業を実施することが可能になる。
【０１２０】
また、異常が発生した機能毎に分類して異常を表示することにより、同一の機能に異常が発生したことを、判りやすい態様でユーザに認識させることができる。このため、効率的な保全作業の計画策定が可能となる。なお、異常の分類は、部位毎の分類及び機能毎の分類に限定されるものではなく、それ以外の分類方法を採用してもよい。
【０１２１】
また、第３実施形態で示した表示態様に加えて、前述した第２実施形態で示した表示態様を適用することもできる。その際には、重要度の低い異常データを簡略化したアイコンで表示することにより、表示画面Ｄに表示される画像が煩雑化することを回避することが可能になる。
【０１２２】
以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【符号の説明】
【０１２３】
１    データ入力部
２    異常検出部
３    記憶部
４    表示部
２１  データ取得部（取得部）
２２  表示制御部
１０１  異常表示装置
２００  作業ロボット
Ｂ１、Ｂ２  周囲枠
Ｄ    表示画面
Ｄ１  ＩＤ表示領域
Ｄ２  データ表示領域
Ｄ２ａ  第１の表示領域
Ｄ２ｂ  第２の表示領域
Ｄ３  メッセージ表示領域
Ｄ４  判断結果表示領域
Ｆ１〜Ｆ６  操作スイッチ
Ｍp1、Ｍp2、Ｍp3、Ｍp4  減速機
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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