(57)【要約】【課題】製造機械が長時間動作していなかった場合でも該製造機械による製造が必要になった時にはスムーズに製造機械を動作できる製造管理システムを提供する。【解決手段】製造管理システム１０は、製造管理装置１４と機械制御装置１２とを備える。機械制御装置１２は、製造管理装置１４からの指示に応じて所定の異常検出条件を変更する異常検出部２４と、ロボット１１の製造時間情報を製造管理装置１４に送信する制御部２０とを具備する。製造管理装置１４は、ロボット１１の製造開始時刻を記憶する記憶部１５と、ロボット１１の製造時間情報を記憶する記憶部１６と、ロボット１１の製造開始時刻と製造時間情報に基づき、ロボット１１の動作を制御部２０に指示する動作指示部１７と、ロボット１１の製造開始時刻と製造時間情報に基づき、前記所定の異常検出条件の変更を異常検出部２４に指示する異常検出条件変更指示部１８と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の製造を管理する製造管理装置（１４）と、該製造管理装置（１４）からの指示に応じて製造機械（１１）を制御する少なくとも一つの機械制御装置（１２）とを備える製造管理システム（１０）であって、
前記機械制御装置（１２）は、
前記製造機械（１１）の内部状態量を取得し、該内部状態量と前記機械制御装置（１１）に記憶された所定の異常検出条件とに基づいて前記製造機械（１１）の異常を検出し、前記製造管理装置（１４）からの指示に応じて前記所定の異常検出条件を変更するようになされた異常検出部（２４）と、
前記製造管理装置（１４）からの指示に従って前記製造機械（１１）の製造動作と準備運転の動作のいずれかの指令を作成する指令作成部（２２）と、
前記指令作成部（２２）の指令に従って前記製造機械（１１）を制御するとともに、前記製造機械（１１）が製造を行っていたか否かを示す稼働情報を前記製造管理装置（１４）に送信するようになされた制御部（２０）と、
を具備し、
前記製造管理装置（１４）は、
前記製造機械（１１）の製造開始時刻を事前に記憶する製造開始時刻記憶部（１５）と、
前記制御部（２０）から送信された前記製造機械（１１）の稼働情報に基づき、前記製造機械（１１）が製造を行っていた時間に関する製造時間情報を取得し記憶する製造時間情報記憶部（１６）と、
前記製造機械（１１）の製造開始時刻と前記製造機械（１１）の製造時間情報とに基づいて前記製造動作と前記準備運転の動作のどちらを開始すべきかを判断し、その判断結果による動作を前記指令作成部（２２）に指示する動作指示部（１７）と、
前記製造機械（１１）の製造開始時刻と前記製造機械（１１）の製造時間情報とに基づいて前記所定の異常検出条件を変更するか否かを判断し、その判断結果を前記異常検出部（２４）に指示する異常検出条件変更指示部（１８）と、
を具備する、製造管理システム（１０）。
【請求項２】
前記動作指示部（１７）は、前記製造開始時刻よりも前に前記製造機械（１１）の準備運転の動作を前記制御部（２０）に指示するようになされた、請求項１に記載の製造管理システム（１０）。
【請求項３】
前記製造機械（１１）の温度を取得する温度取得部をさらに備え、
前記動作指示部（１７）は、前記製造機械（１１）の製造開始時刻と前記製造機械（１１）の製造時間情報と前記製造機械（１１）の温度情報とに基づいて前記製造動作と前記準備運転のどちらを開始すべきかを判断し、その判断結果による動作を前記指令作成部（２２）に指示するようになされており、
前記異常検出条件変更指示部（１８）は、前記製造機械（１１）の製造開始時刻と前記製造機械（１１）の製造時間情報とに基づくか、あるいは前記製造機械（１１）の温度情報に基づいて前記所定の異常検出条件を変更するか否かを判断し、その判断結果を前記異常検出部（２４）に指示するようになされた、請求項１に記載の製造管理システム（１０）。
【請求項４】
前記製造機械（１１）が前記製造開始時刻より前に動作していない時間がグリスの硬化が起こりうる所定の時間（Ｔ２；Ｔａ）を超えていると前記動作指示部（１７）及び前記異常検出条件変更指示部（１８）が判断した場合には、前記動作指示部（１７）は前記製造機械（１１）の準備運転の動作を前記指令作成部（２２）に指示し、前記異常検出条件変更指示部（１８）は前記所定の異常検出条件の変更を前記異常検出部（２４）に指示するようになされた、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造管理システム（１０）。
【請求項５】
前記所定の異常検出条件が変更されている間、前記機械制御装置（１２）は、前記製造機械（１１）の動作速度を制限するようになされた、請求項１に記載の製造管理システム（１０）。
【請求項６】
前記製造機械（１１）は、前記異常検出部（２４）における前記所定の異常検出条件が変更されていることを表示する表示部を有する、請求項１に記載の製造管理システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の製造機械からなる製造ラインまたは製造セルなどの製造設備によって物品を製造する製造管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造工場においては、工作機械やロボットなどといった複数の製造機械を適宜に配置することにより、ライン生産方式またはセル生産方式の製造設備、すなわち製造ラインまたは製造セルが構築されている。そして、製造設備ごとに、複数の異なる製造機械を使って、組立、加工、溶接などの作業が行われている。前述のような製造設備を構築している複数の製造機械は、それぞれの制御装置を介して接続された共通の製造管理装置から動作指示を受信して稼働している。一方、製造管理装置は、製造設備毎の各製造機械の状態、稼働時間などに関する情報を取得しつつ、製造量、製造品質、安全などを管理している。
【０００３】
このような製造設備においては、工作機械やロボットなどの製造機械に異常が発生して製造機械が正常に動かなくなると、生産性が低下する。このため、製造機械の異常を正確に検出する方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、工具交換動作の信号あるいは特定の動作の信号に基づいて加工動作の異常の有無を判断する加工装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５６６０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述のロボットや工作機械などの製造機械はモータなどによって駆動される機構部を備えており、その機構部の潤滑性は一般的にグリスによって維持されている。このような製造機械が低温環境下で長時間動作しなかった場合には、機構部におけるグリスが硬化することがある。これにより、製造機械の動作中に異音が発生したり、製造機械の動作が著しく遅くなったりすると、製造機械の制御装置に搭載された異常検出機能が働いて、製造機械を動作できなくなることがあった。
【０００６】
しかし、グリスが硬化している状況においては、製造機械を動作し続けていれば製造機械の機構部の温度が上昇してグリスが軟化するので、製造機械の動作は動作開始からある時間経過後には正常になる。要するに、製造機械の動作を継続することによって、グリスの硬化に起因する製造機械の動作の不調は解消される。
このため、低温環境下で製造機械が長時間動作していなかった状況において製造機械に製造開始指示が出された場合には、グリスの硬化に起因する製造機械の動作の不調を異常と判定せずに、製造機械を動作できることが望まれている。つまり、前述のように製造機械が長時間動作していなかった場合であっても、製造機械による製造が必要になった時にはスムーズに製造機械を動作できることが望まれている。
【０００７】
なお、特許文献１に開示された加工装置は、実際の加工動作における信号を基に異常検出モデルを修正するものである。特許文献１には、グリスの硬化に起因した製造機械の動作状態が異常と判定されて製造機械を動作できなくなる場合の対処方法は何も開示されていない。
【０００８】
そこで本発明は、上述のような実情に鑑み、製造機械が長時間動作していなかった場合でも該製造機械による製造が必要になった時にはスムーズに製造機械を動作できる製造管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一態様によれば、物品の製造を管理する製造管理装置と、該製造管理装置からの指示に応じて製造機械を制御する少なくとも一つの機械制御装置とを備える製造管理システムであって、
前記機械制御装置は、
前記製造機械の内部状態量を取得し、前記内部状態量と前記機械制御装置に記憶された所定の異常検出条件とに基づいて前記製造機械の異常を検出し、前記製造管理装置からの指示に応じて前記所定の異常検出条件を変更するようになされた異常検出部と、
前記製造管理装置からの指示に従って前記製造機械の製造動作と準備運転の動作のいずれかの指令を作成する指令作成部と、
前記指令作成部の指令に従って前記製造機械を制御するとともに、前記製造機械が製造を行っていたか否かを示す稼働情報を前記製造管理装置に送信するようになされた制御部と、
を具備し、
前記製造管理装置は、
前記製造機械の製造開始時刻を事前に記憶する製造開始時刻記憶部と、
前記制御部から送信された前記製造機械の稼働情報に基づき前記製造機械が製造を行っていた時間に関する製造時間情報を取得し記憶する製造時間情報記憶部と、
前記製造機械の製造開始時刻と前記製造機械の製造時間情報とに基づいて前記製造動作と前記準備運転の動作のどちらを開始すべきかを判断し、その判断結果による動作を前記指令作成部に指示する動作指示部と、
前記製造機械の製造開始時刻と前記製造機械の製造時間情報とに基づいて前記所定の異常検出条件を変更するか否かを判断し、その判断結果を前記異常検出部に指示する異常検出条件変更指示部と、
を具備する、製造管理システムが提供される。
【００１０】
本発明の第二態様によれば、上記第一態様の製造管理システムであって、前記動作指示部は、前記製造開始時刻よりも前に前記製造機械の準備運転の動作を前記制御部に指示するようになされた、製造管理システムが提供される。
【００１１】
本発明の第三態様によれば、上記第一態様の製造管理システムであって、
前記製造機械の温度を取得する温度取得部をさらに備え、
前記動作指示部は、前記製造機械の製造開始時刻と前記製造機械の製造時間情報と前記製造機械の温度情報とに基づいて前記製造動作と前記準備運転のどちらを開始すべきかを判断し、その判断結果による動作を前記指令作成部に指示するようになされており、
前記異常検出条件変更指示部は、前記製造機械の製造開始時刻と前記製造機械の製造時間情報とに基づくか、あるいは前記製造機械の温度情報に基づいて前記所定の異常検出条件を変更するか否かを判断し、その判断結果を前記異常検出部に指示するようになされた、製造管理システムが提供される。
【００１２】
本発明の第四態様によれば、上記第一態様から第三態様のいずれかの製造管理システムであって、
前記製造機械が前記製造開始時刻より前に動作していない時間がグリスの硬化が起こりうる所定の時間を超えていると前記動作指示部及び前記異常検出条件変更指示部が判断した場合には、前記動作指示部は前記製造機械の準備運転を前記指令作成部に指示し、前記異常検出条件変更指示部は前記所定の異常検出条件の変更を前記異常検出部に指示するようになされた、製造管理システムが提供される。
【００１３】
本発明の第五態様によれば、上記第一態様の製造管理システムであって、前記所定の異常検出条件が変更されている間、前記機械制御装置は、前記製造機械の動作速度を制限するようになされた、製造管理システムが提供される。
【００１４】
本発明の第六態様によれば、上記第一態様の製造管理システムであって、前記製造機械は、前記異常検出部における前記所定の異常検出条件が変更されていることを表示する表示部を有する、製造管理システムが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
上記第一態様及び第四態様によれば、製造機械の製造開始時刻とこれより前の製造時間情報とを基に、製造開始時刻になるまでに製造機械が動作していない時間を把握することができる。その製造機械が所定の時間以上動作していなかった場合には、製造機械に所定の動作（準備運転動作）を行わせるとともに、該製造機械の異常検出条件を変更することができる。このことにより、低温環境下において製造機械が上記の所定の時間以上動作していなかったために機構部のグリスが硬化しているときに製造機械に所定の動作が指示された場合、その指示された動作によって生じる製造機械の内部状態量を異常と判定しないで、スムーズに実施することができる。つまり、前述のように製造機械が長時間動作していなかった場合でも該製造機械による製造が必要になった時にはスムーズに製造機械を動作させることができる。
上記第二態様によれば、製造機械の準備運転を製造開始時刻前に行うことにより、生産性に影響を与えにくくすることができる。
上記第三態様によれば、製造機械が製造開始時刻より前に動作していない時間が所定の時間を超えている場合に、製造機械の温度も考慮に入れて、製造機械に対する異常検出条件の変更を判断することができる。それにより、製造機械内のグリスが硬化するような温度状況であるかどうかを見極めて製造機械の異常検出条件を変更できるようになる。
上記第五態様によれば、異常検出条件が変更されて製造機械が動作している間は製造機械の動作速度を制限することにより、製造機械の周辺の人や機器などに対する安全性を高めることができる。
上記第六態様によれば、異常検出条件が変更されて製造機械が動作していることを製造機械の周辺に表示することにより、製造機械の周辺の人に対する安全性を高めることができる。
【００１６】
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴及び利点ならびに他の目的、特徴及び利点がさらに明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態の製造管理システムを簡略的に示したブロック図である。
【図２】図１に示された製造管理システムにおけるロボット制御装置を具体的に示したブロック図である。
【図３】図１に示された製造管理システムの動作フローを説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示されたステップＳ１５にて実施される処理２を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。添付の図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に基づく実施形態においては、本発明を適用できる製造機械の一例としてロボットを用いている。しかし、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は一実施形態の製造管理システムを簡略的に示したブロック図である。
図１を参照すると、製造管理システム１０は、複数組のロボット１１とロボット制御装置１２を含む少なくとも一つの製造セル１３と、製造セル１３におけるロボット１１の状態や製造の進捗状況などを管理する製造管理装置１４と、を備える。
【００２０】
ロボット１１は、加工や組立などに使用される多関節ロボットである。製造セル１３は、複数のロボット１１をフレキシブルに組合せたセル生産方式の製造設備である。製造セル１３の代わりに、複数のロボット１１をフレキシブルに組合せたライン生産方式の製造設備、すなわち製造ラインが製造管理システム１０に適用されていてもよい。図１においては、二つのロボット１１によって製造セル１３が構築されているが、本発明においては、製造セル１３または製造ラインなどの製造設備の数や、製造設備における製造機械の数は限定されないものとする。
【００２１】
また、製造セル１３または製造ラインなどといった製造設備は、ロボット１１のみで構築される製造設備に限定されない。製造設備は、産業用ロボット、ＮＣ工作機械、及びＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などといった複数の異なる製造機械から構築されていてもよい。その他には、プレス機、印刷機、ダイカストマシン、射出成型機、食品機械、包装機、溶接機、洗浄機、塗装機、組立装置、実装機、木工機械、シーリング装置、又は切断機なども、製造設備を構築するための製造機械として使用されうる。
【００２２】
製造セル１３は、例えば、物品を製造する製造工場に配置されている。製造セル１３は複数の建屋の製造工場にまたがって配置されていてもよい。これに対して、製造管理装置１４は、製造工場とは異なる建屋に配置されていてもよい。この場合には、製造管理装置１４と、製造セル１３における各ロボット制御装置１２とは、例えばイントラネットまたはＬＡＮなどのネットワークを介して通信可能に接続されていることが好ましい。
また、製造管理装置１４は、例えば製造工場から遠隔地に在る事務所に配置されたホストコンピュータ（図示せず）に接続されていてもよい。この場合、当該ホストコンピュータはクラウドサーバなどのクラウド上のコンピュータにより構成されていて、ホストコンピュータと製造管理装置１４とは、例えばインターネットのネットワークを介して通信可能に接続されていることが好ましい。
【００２３】
ロボット制御装置１２及び製造管理装置１４のそれぞれは、バスを介して互いに接続された、ＲＯＭ（read only memory)やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ、ＣＰＵ（control processing unit）、及び通信部を備えたコンピュータシステムを用いて構成されている。
さらに、後述するようなロボット制御装置１２や製造管理装置１４のそれぞれの機能部分及びその動作は、コンピュータシステムに搭載されたＣＰＵ、メモリ、及び該メモリに記憶された制御プログラムが協働することにより実現されうる。例えば、各ロボット１１の関節軸が備えるモータなどの駆動部は、ロボット制御装置１２内のＣＰＵにより実行されたプログラムに従って動作する。
【００２４】
前述した製造管理装置１４の構成について、更に詳述する。
製造管理装置１４は、図１に示されるように、製造開始時刻記憶部１５、製造時間情報記憶部１６、動作指示部１７、及び異常検出条件変更指示部１８を具備する。
製造開始時刻記憶部１５は、製造管理装置１４に接続された製造開始時刻入力装置１９から入力された各ロボット１１の製造開始時刻を記憶する。つまり、各ロボット１１の製造開始時刻は、各ロボット１１がいつ製造動作を開始すべきかの情報として製造開始時刻記憶部１５に記憶されている。
製造開始時刻を製造開始時刻記憶部１５に作業者によって入力できるように、製造開始時刻入力装置１９は、例えば、製造管理装置１４に接続されたキーボードやタッチパネルなどにより構成されているのが好ましい。製造開始時刻入力装置１９は、前述したホストコンピュータの構成要素であってもよい。
【００２５】
各ロボット制御装置１２は、該ロボット制御装置１２に接続されたロボット１１が製造を行っているか否かを示す情報（即ち、稼働情報）を製造管理装置１４の製造時間情報記憶部１６に送信している。
製造時間情報記憶部１６は、各ロボット制御装置１２から送信されるロボット１１の稼働情報に基づき各ロボット１１が製造を行っていた時間に関する情報（即ち、製造時間情報）を取得し記憶する。
上記の稼働情報は、ロボット１１が製造中もしくは動作中であることを通知する信号、あるいはロボット１１が停止したことを通知する信号、あるいはロボット１１が動作していた時刻などであればよい。このため、上記の製造時間情報には、製造を開始した時刻、製造を停止した時刻、及びそれらの時刻から得られるロボット１１の動作時間や非動作時間が含まれる。
【００２６】
動作指示部１７は、製造開始時刻記憶部１５に事前に記憶されたロボット１１の製造開始時刻と、製造時間情報記憶部１６に記憶されたロボット１１の製造時間情報とに基づいて、ロボット１１の製造動作と慣らし運転の動作のどちらを開始すべきかを判断する。動作指示部１７は、その判断結果による動作をロボット制御装置１２に指示する。慣らし運転とは、機械のウォームアップのための準備運転のことである。
さらに具体的に言うと、動作指示部１７は、個々のロボット１１の製造開始時刻とこれより前の製造時間情報を相互参照し、現在時刻が、製造開始時刻よりも慣らし運転動作に必要な時間だけ前の時刻よりも過ぎており、ロボット１１が所定の時間以上動作していなかった場合には、製造開始時刻前にロボット１１に慣らし運転の動作を指示する。動作指示部１７は、そのロボット１１が動作していなかった時間が所定の時間未満であると判断すると、ロボット１１に製造動作を指示する。これらの動作指示は、後述するロボット制御装置１２の指令作成部２２（図２参照）に送られる。
【００２７】
異常検出条件変更指示部１８は、ロボット１１の製造開始時刻とこれより前の当該ロボット１１の製造時間情報とに基づき、後述する異常検出部２４（図２参照）によりロボット１１の異常を検出する条件（以下、異常検出条件と称す）を変更すべきかを判断する。異常検出条件変更指示部１８は、異常検出条件を変更すべきと判断した場合に、異常検出部２４の異常検出条件を変更するようにロボット制御装置１２に指示する。この条件変更指示は異常検出部２４に送られる。異常検出条件は、異常検出部２４内に事前に記憶されている。
慣らし運転を指示されたロボット１１はロボット制御装置２０により動作させられ、かつ、異常検出部２４は、変更された異常検出条件に基づき、ロボット１１の慣らし運転の動作を監視する。慣らし運転の終了後、異常検出条件変更指示部１８は、異常検出部２４における異常検出条件を元に戻し、動作指示部１７は、ロボット１１による製造動作を開始する。
また、動作指示部１７は、変更された異常検出条件の下で慣らし運転を開始する時の時刻が製造開始時刻になってしまった場合には慣らし運転を実施せず、異常検出条件を変更したまま、ロボット１１による製造動作を開始する。あるいは、動作指示部１７は、変更された異常検出条件の下で慣らし運転を開始してから終了するまでに製造開始時刻が来てしまった場合には慣らし運転の動作を直ちに終了させ、異常検出条件を変更したまま、ロボット１１による製造動作を開始する。これらの場合、ロボット１１の動作時間が、ロボット１１内のグリスの硬化を解消しえる時間を経過したら、異常検出条件変更指示部１８は異常検出条件を元に戻すのが好ましい。
【００２８】
さらに、図２を参照しつつ、前述したロボット制御装置２０の構成について詳述する。図２は、図１に示されたロボット制御装置１２の機能部分を具体的に示したブロック図である。
前述のロボット制御装置１２は、図２に示されるように、ロボット制御部２０と、ロボットモデル２１と、指令作成部２２と、ロボット制御部モデル２３と、異常検出部２４とを具備する。
【００２９】
ロボットモデル２１は実際のロボット１１をモデル化したものであって、ロボット１１の設計図から求めた各要素を組み立ててモデル化するか又は同定することによりモデル化されている。
指令作成部２２は、製造管理装置１４の動作指示部１７からの指示を受けると、ロボット制御装置１２内に事前に記憶されたロボット動作プログラムに基づいて、ロボット１１の各関節軸の位置、速度又はトルクを指令する指令信号を生成する。
ロボット制御部モデル２３はロボット制御部２０をモデル化したものであって、上記の指令信号に追従するように、ロボットモデル２１を制御するものである。
【００３０】
ロボット制御部２０は、指令作成部２２の指令に従ってロボット１１を制御するようになされている。ロボット制御部２０は、ロボット１１が製造を行っていたか否かを示す稼働情報を製造管理装置１４の製造時間情報記憶部１６（図１）に送信する。製造時間情報記憶部１６は、そのようなロボット１１の稼働情報に基づきロボット１１が製造を行っていた時間に関する製造時間情報を取得し記憶する。稼働情報や製造時間情報については前述したとおりである。
【００３１】
さらに、ロボット制御部２０は、ロボット１１からの出力信号と指令作成部２２からの指令信号との差に基づき、実際のロボット１１を指令作成部２２の指令どおりに動作させる。同様に、ロボット制御部モデル２３もまた、ロボットモデル２１からの出力信号と指令作成部２２からの指令信号との差に基づき、ロボットモデル２１を指令作成部２２の指令どおりに仮想的に動作させる。ロボット１１又はロボットモデル２１からの出力信号は、例えば、ロボット１１又はロボットモデル２１の関節軸の位置、速度又はトルクを表す信号である。実際のロボット１１においては、ロボット１１の関節軸を駆動するモータの軸部をパルスコーダによって監視することにより、それらの信号を取得することができる。
【００３２】
ロボット制御部２０は、ロボット１１を指令どおりに実際に動作させている間のロボット１１の各関節軸の位置、速度又はトルクなどといった内部状態量を異常検出部２４に送信する。他方、ロボット制御部モデル２３は、ロボットモデル２１を上記の指令どおりに仮想的に動作させている間のロボットモデル２１の各関節軸の位置、速度又はトルクなどといった内部状態量を異常検出部２４に送信する。このようにロボット制御部モデル２３から送信される仮想のロボットモデル２１の内部状態量には、ロボット１１の各関節軸のモータにかかる外乱トルク、例えばロボットアーム衝突時の負荷トルクは含まれていない。
したがって、異常検出部２４は、前述のような実際のロボット１１の内部状態量と仮想のロボットモデル２１の内部状態量とを比較することにより、実際のロボット１１に作用した外乱トルクを検出できる。その外乱トルクが所定の異常検出条件に合致する場合にロボット１１に異常が発生したと判断することができる。上記した所定の異常検出条件は、製造管理装置１４の異常検出条件変更指示部１８（図１）からの指示により変更可能である。
要するに、異常検出部２４は、ロボット１１の内部状態量を取得し、その内部状態量と所定の異常検出条件とに基づいてロボット１１の異常を検出し、製造管理装置１４からの指示に応じて、上記の所定の異常検出条件を変更するようになされている。
また、異常検出部２４はロボット１１の異常発生を示す信号をロボット制御部２０に送信し、それにより、ロボット制御部２０はロボット１１の動作を停止するようになっている。
【００３３】
なお、本発明に適用しうるロボットの異常検出方法は、前述した方法に限定されず、いかなる公知の異常検出方法であってもよい。例えば、各ロボット１１に搭載されたセンサの判定閾値、例えば、多関節ロボットの関節軸が備えるモータなどが過負荷を受けたことを判定するための、モータトルクの上限値などに基づいて、異常の発生の有無が判断されてもよい。
【００３４】
次に、図１、図３及び図４を参照しつつ、本実施形態の製造管理システム１０の動作について説明する。
図３は、図１に示された製造管理システムの動作フローを説明するためのフローチャートである。図４は、図３に示されるステップＳ１５にて実施される処理２を説明するためのフローチャートである。
但し、図３及び図４に示される動作フローを開始するにあたって、前述した製造管理装置１４の製造開始時刻記憶部１５には各ロボット１１の複数の製造開始時刻が時系列に事前に記憶されているものとする。製造開始時刻は、年月日時分秒によって表されるものとする。
製造時間情報記憶部１６には、現在時刻より前に各ロボット制御装置１２（図２のロボット制御部２０）から送信されたロボット１１の製造時間情報が既に記憶されているものとする。
さらに、本実施形態のロボット１１はモータなどによって駆動される機構部を備えており、その機構部にグリスなどの半固体状または固体状の潤滑剤が供給されていることが前提とされる。また、ロボット制御装置１２及び製造管理装置１４は時計機能を内蔵していて現在時刻を認識できるものとする。
【００３５】
図３に示されるステップＳ１１以降の処理は、製造管理装置１４が起動しているときに常に行われる。ロボット制御装置１２は初めから起動していなくてもよい。ロボット制御装置１２が起動していない場合には、製造開始時刻が近づいたら製造管理装置１４がロボット制御装置１２を起動するようにすればよい。
図３のステップＳ１２において、製造管理装置１４の動作指示部１７は、事前に記憶されている製造開始時刻から現在時刻を引いた値がＴ１時間より小さいかどうかを判定する（製造開始時刻−現在時刻 ＜ Ｔ１）。すなわち、製造管理装置１４の動作指示部１７は、ロボット１１が製造を開始する時刻に対して、現在時刻が、ロボット１１の慣らし運転に必要なＴ１時間より前になっているか否かを判断する。
Ｔ１の値は製造開始時刻記憶部１５に事前に記憶されているのが好ましい。Ｔ１は、ロボット１１の動作によってロボット１１内のグリスの硬化を解消するのに必要な時間であることが好ましい。Ｔ１は、ロボット１１の動作による温度上昇と、ロボット１１に使用されているグリスの諸特性とから求めるか、事前に実験的に求めることができる。在時刻が製造開始時刻に対して前述のＴ１時間前の時点にロボット１１の慣らし運転の動作を開始させれば、ロボット１１の製造開始時刻にはその慣らし運転の動作を概ね終了することができる。
【００３６】
上記ステップＳ１２において現在時刻が製造開始時刻よりもＴ１時間以上前であったと判断された場合には、製造管理装置１４の動作指示部１７は、現在時刻が製造開始時刻のＴ１時間前の時点よりも後になるまで、ステップＳ１２の判断処理を繰返す。
一方、上記ステップＳ１２において現在時刻が製造開始時刻のＴ１時間前の時点よりも後になっていると判断された場合には、図３のステップＳ１３が行われる。ステップＳ１３においては、製造管理装置１４の動作指示部１７と異常検出条件変更指示部１８は、ロボット１１の非動作時間がＴ２時間を超えていないかを判断する（非動作時間 ＞ Ｔ２）。
ロボット１１の非動作時間は、製造時間情報記憶部１６に記憶されているロボット１１の製造時間情報から求められる。例えば、ロボット１１の前回の製造動作が終了したときの製造終了時刻を現在時刻から引くことによって、ロボット１１の非動作時間が算出される。
Ｔ２の値は、ロボット１１の機構部におけるグリスの硬化が低温環境下で起こりうる時間として、あらかじめ決められた時間である。
【００３７】
上記ステップＳ１３においてロボット１１の非動作時間がＴ２時間を超えていないと判断された場合には、図３のステップＳ１４において、製造管理装置１４の動作指示部１７は、現在時刻が製造開始時刻を過ぎていないかを判断する（現在時刻−製造開始時刻 ＞ ０）。
このステップＳ１４において現在時刻が製造開始時刻を過ぎていないと判断された場合には、製造管理装置１４の動作指示部１７と異常検出条件変更指示部１８は、再び、上記ステップＳ１３の判断処理を行う。一方、ステップＳ１４において現在時刻が製造開始時刻を過ぎていると判断された場合には、製造管理装置１４の動作指示部１７は、ロボット１１の製造動作の開始をロボット制御装置１２（ロボット制御部２０）に指示する（図３のステップＳ１９）。
【００３８】
上記ステップＳ１３においてロボット１１の非動作時間がＴ２時間を超えていると判断された場合には、図３のステップＳ１５が実施される。
このステップＳ１５において、製造管理装置１４の異常検出条件変更指示部１８は、ロボット制御装置１２の異常検出部２４による異常検出条件をロボット１１のグリス硬化時用の異常検出条件に変更する。
さらに、製造管理装置１４の動作指示部１７は、ロボット１１の慣らし運転動作の開始をロボット制御装置１２に指示する。また、ロボット１１の慣らし運転に伴い、図４に示される処理２が開始される。処理２（図４のステップＳ２１〜ステップＳ２４）については後述する。
【００３９】
ロボット１１の慣らし運転の際には、ロボット１１の機構部におけるグリスの硬化に起因してロボット１１の動作が不調であっても、上記した異常検出条件が変更されているためにロボット１１は異常検出機能により停止させられることなく、ロボット１１が動作する。
ロボット制御装置１２の異常検出部２４がロボット１１の外乱トルクを検出し、検出した外乱トルクが所定の閾値を超えた場合に異常と判断する場合には、上記した異常検出条件の変更とは、その所定の閾値を大きく設定することであればよい。
ロボット１１の慣らし運転については、製造動作用プログラムを使用して、ワークが無い状態でロボット１１を動作させてもよいし、あるいは、慣らし運転のためだけの動作プログラムによってロボット１１を動作させてもよい。
【００４０】
前述のようにロボット１１の慣らし運転が開始された後、図３のステップＳ１６において、製造管理装置１４の動作指示部１７は、現在時刻が製造開始時刻を過ぎていないかを判断する（現在時刻−製造開始時刻 ＞ ０）。
このステップＳ１６において現在時刻が製造開始時刻を過ぎていないと判断された場合には、製造管理装置１４の動作指示部１７は、ステップＳ１６の判断処理を繰返す。
一方、ステップＳ１６において現在時刻が製造開始時刻を過ぎていたと判断された場合には、製造管理装置１４の動作指示部１７は、図３のステップＳ１７においてロボット１１の慣らし運転が実行中であるかどうかを判断する。
【００４１】
上記ステップＳ１７において、ロボット１１の慣らし運転が実行中ではなく、既に終了していると判断された場合には、製造管理装置１４の動作指示部１７は、ロボット１１の製造動作の開始をロボット制御装置１２に指示する（図３のステップＳ１９）。
一方、上記ステップＳ１７において、ロボット１１の慣らし運転が実行中であると判断された場合には、製造管理装置１４の動作指示部１７はロボット１１の慣らし運転を終了させ（図３のステップＳ１８）、ロボット１１の製造動作の開始をロボット制御装置１２に指示する（図３のステップＳ１９）。
【００４２】
また、前述した処理２は、以下のように実施される。
図４のステップＳ２１において処理２が開始される。それにより、図４のステップＳ２２において、製造管理装置１４の異常検出条件変更指示部１８は、ロボット１１の異常検出条件を変更した後のロボット１１の動作時間がＴ１時間を超えたかを判断する。Ｔ１は、前述したロボット１１の慣らし運転に必要な時間である。
【００４３】
上記ステップＳ２２において異常検出条件を変更した後のロボット１１の動作時間がＴ１時間を超えていないと判断された場合には、製造管理装置１４の異常検出条件変更指示部１８は、ステップＳ２２の判断処理を繰返す。
一方、上記ステップＳ２２において異常検出条件を変更した後のロボット１１の動作時間がＴ１時間を超えたと判断された場合には、製造管理装置１４の異常検出条件変更指示部１８は、変更された異常検出条件を元に戻す指示をロボット制御装置１２の異常検出部２４に送信する（図４のステップＳ２３）。異常検出条件が元に戻されると、処理２は終了する（図４のステップＳ２４）。
【００４４】
なお、以上のような処理２は、図３に示されたステップＳ１５〜ステップＳ１９の処理と同時に並行して行われている。その結果、ロボット１１の慣らし運転中でも、あるいはロボット１１の製造動作中でも、グリスの硬化を解消するのに必要な時間（Ｔ１）の間は異常検出条件を変更したままにしておくことができる。Ｔ１は前述のように慣らし運転に必要な時間であるが、グリス硬化の解消に必要な時間でもある。
また、処理２は前述したように製造管理装置１４で行われているが、ロボット制御装置１２において処理２が行われてもよい。
【００４５】
（その他の実施形態）
以上に説明した実施形態においては、製造開始時刻及び製造時間といった時間のみに基づいて、グリスの硬化を解消するための慣らし運転の開始と、異常検出条件の変更とを判断しているが、そのような判断の基準は時間のみを使用することに限定されない。例えば、本実施形態の製造管理システム１０は、各ロボット１１の温度情報を取得する温度センサなどの温度取得部を備え、慣らし運転の開始や、異常検出条件の変更を判断する際に、時間に加えてロボット１１の温度を考慮してもよい。
つまり、製造管理装置１４の動作指示部１７は、ロボット１１の製造開始時刻と製造時間情報だけでなくロボット１１の温度情報にも基づいて製造動作と慣らし運転の動作のどうちらを開始すべきかを判断し、その判断結果による動作をロボット制御部２０に指示するのが好ましい。異常検出条件変更指示部１８もまた、ロボット１１の温度情報に基づいて所定の異常検出条件を変更するか否かを判断し、その判断結果を異常検出部２４に指示するのが好ましい。
取得すべきロボット１１の温度は、ロボット１１の機構部などの一部の温度でもよく、あるいはロボット１１の周囲温度すなわち外気温であってもよい。
【００４６】
例えば、図３に示されるステップＳ１３の判断処理の代わりに、ロボット１１の非動作時間がＴａよりも大きく、かつロボット１１の温度がＴｂよりも低いかどうかが判断される。この判断結果が「はい」である場合、図３のステップＳ１５の処理、すなわち、異常検出条件の変更とロボット１１の慣らし運転の開始とが実行される。
上記のＴａは、ロボット１１が動作していなかったためにグリスの硬化が起こりうる時間として、あらかじめ決められた時間である。上記のＴｂは、ロボット１１の機構部に供給されているグリスの硬化が起こりうる温度である。
【００４７】
さらに、上述のようにステップＳ１５の処理が実行された場合は、図４に示されるステップＳ２２の判断処理の代わりに、ロボット１１の異常検出条件を変更した後のロボット１１の動作時間がＴｃ時間を超えたかが判断される。あるいは、ロボット１１の温度がＴｄよりも高いかどうかが判断されてもよい。これらの判断結果が「はい」である場合、図４のステップＳ２３の処理、すなわち、変更された異常検出条件を元の条件に戻す指示が製造管理装置１４からロボット制御装置１２の異常検出部２４に出る。なお、上記のＴｃは前述したＴ１時間に相当し、上記のＴｄはロボット１１の機構部に供給されているグリスの硬化が十分に解消される温度である。
以上のように、異常検出条件の変更を判断する際に、製造に関する時間だけでなくロボットの温度も考慮することにより、ロボット１１の機構部のグリスが硬化するような温度状況であるどうかを見極めてロボット１１の異常検出条件を変更できるようになる。
【００４８】
以上に説明した実施形態においては、前述のように所定の異常検出条件が変更されている間、ロボット制御装置１２は、ロボット１１の動作速度を制限するようになされているのが好ましい。前述したように、異常を判定する閾値を単純に大きく変更した場合には、その閾値を変更する前よりも異常を検出しにくくなる。このため、上記の閾値を大きくしてロボット１１を動作している間は、ロボット１１の周辺の人や機器などに対する安全性を高めるために、ロボット１１の動作速度を制限することが望ましい。
【００４９】
さらに、以上に説明してきた製造管理システム１０においては、事前に記憶された製造開始時刻に基づいて、自動的にロボット１１の製造動作と慣らし運転の動作のいずれかが開始されるようになっている。したがって、ロボット１１の周辺の人に対する安全性を高めるために、ロボット１１が慣らし運転中であることや異常検出条件が変更中であることをランプあるいはディスプレイなどによって表示するのが望ましい。要するに、本実施形態のロボット１１は、前述のように所定の異常検出条件が変更されていることを表示する表示部を有するのが好ましい。
【００５０】
以上、本実施形態の製造管理システム１０によれば、以下のような効果が得られる。
従来技術においては、低温環境下でロボットが長時間動作されなかったためにロボットの機構部のグリスが硬化しているときにロボットに特定の動作が指示された場合、その動作が異常と判断されてロボットが停止することがあった。このように従来技術においては、長時間動作していなかったロボットに製造開始指示が出ても、そのロボットの製造動作をスムーズに実施できないという問題がある。
これに対し、本実施形態の製造管理システム１０においては、ロボット１１の製造開始時刻とこれより前の製造時間情報とを基に、製造開始時刻になるまでにロボット１１が動作していない時間を把握できる。さらに、そのロボット１１が所定の時間以上動作していなかった場合には、ロボット１１に慣らし運転の動作を行わせるとともに、ロボット１１に対する異常検出条件を変更することができる。このことにより、低温環境下において製造機械が上記の所定の時間以上動作していなかったために機構部のグリスが硬化しているときにロボット１１に所定の動作が指示された場合、その指示された動作を異常と判定しないで、スムーズに実施することができる。つまり、上記のような従来技術の問題を本実施形態の製造管理システム１０によって解消することができる。
【００５１】
なお、以上に説明した実施形態においては、複数のロボット１１のみで構築される製造セル１３などの製造設備によって物品の製造を行う構成を例示したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
【００５２】
以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
【符号の説明】
【００５３】
１０    製造管理システム
１１    ロボット（製造機械）
１２    ロボット制御装置（機械制御装置）
１３    製造セル（製造設備）
１４    製造管理装置
１５    製造開始時刻記憶部
１６    製造時間情報記憶部
１７    動作指示部
１８    異常検出条件変更指示部
１９    製造開始時刻入力装置
２０    ロボット制御部
２１    ロボットモデル
２２    指令作成部
２３    ロボット制御部モデル
２４    異常検出部
【図１】
2018032142.tif 000003
【図２】
2018032142.tif 000004
【図３】
2018032142.tif 000005
【図４】
2018032142.tif 000006