(57)【要約】【課題】情報の歯抜けが発生しても短時間で完全な可動部の情報を取得する。【解決手段】可動部を有する機械２と制御装置３と、機械の所定動作中における可動部の情報を検出するセンサ８と、検出された情報を所定動作中に無線送信する送信部９と、無線送信されてきた情報を受信する受信部１０と、受信された情報を記憶する記憶部１１と、受信された情報における欠落を検出する欠落検出部１４と、情報の欠落が検出された場合に、機械に所定動作を１回以上繰り返させる反復動作指令部７と、繰り返し動作中に検出された情報に最初に検出された情報の全ての欠落部分が含まれるか否かを判定する補完情報判定部１５と、全ての欠落部分が含まれていると判定された場合に、繰り返し動作を終了し、繰り返し動作中に検出された情報によって最初に検出された情報を補完する情報補完部１６とを備える機械システム１を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を有する機械と、
該機械を制御する制御装置と、
前記可動部に取り付けられ、前記制御装置による前記機械の所定の動作中における前記可動部の情報を検出するセンサと、
前記可動部に取り付けられ、前記センサにより検出された前記情報を前記所定の動作中に無線送信する送信部と、
前記機械から離れた位置に配置され前記送信部から無線送信されてきた前記情報を受信する受信部と、
該受信部により受信された前記情報を記憶する記憶部と、
前記受信部により受信された前記情報における部分的な欠落を検出する欠落検出部と、
該欠落検出部により前記情報の欠落が検出された場合に、前記制御装置によって前記機械に前記所定の動作を１回以上繰り返させる反復動作指令部と、
該反復動作指令部による１回以上の繰り返し動作中に前記センサにより検出された前記情報に、最初に検出された前記情報の全ての欠落部分が含まれるか否かを判定する補完情報判定部と、
該補完情報判定部により、全ての欠落部分が含まれていると判定された場合に、前記繰り返し動作を終了し、１回以上の前記繰り返し動作中に検出された前記情報によって最初に検出された前記情報を補完する情報補完部とを備える機械システム。
【請求項２】
前記送信部は、各前記繰り返し動作中には、それ以前の動作中における送信タイミングとは異なる送信タイミングで前記情報を送信する請求項１に記載の機械システム。
【請求項３】
前記送信部は、各前記繰り返し動作中には、直前の動作中の送信タイミングに対して所定時間一方向にずらした送信タイミングで前記情報を送信する請求項２に記載の機械システム。
【請求項４】
前記欠落検出部により前記欠落が検出された場合に、前記送信部の前記可動部への取り付け位置または前記受信部の位置の変更を促す報知を行う報知部を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の機械システム。
【請求項５】
前記報知部は、前記繰り返し動作が所定回数行われても前記補完情報判定部により全ての欠落部分が含まれていないと判定された場合に前記報知を行う請求項４に記載の機械システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットの先端に無線式の加速度センサを取り付けて、ロボット動作中の振動を加速度センサによって計測しながら無線送信し、送られてきた加速度情報を制御装置側において受信して学習制御を行うことにより振動を低減するロボットシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２３５３８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、加速度情報を無線によって送信する場合には、送信装置と受信装置との間の障害物や通信距離、他の無線電波との干渉等の要因によって、受信装置により受信される情報が部分的に抜け落ちる、いわゆる情報の歯抜けが発生する場合がある。このような場合に、ロボットに同じ動作をさせて加速度情報を取り直し、再送信させることが考えられるが、再度取得された加速度情報に歯抜けが存在しない保証はなく、完全な加速度情報が取得されるまで同じ動作を繰り返すには、膨大な時間がかかるという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、情報の歯抜けが発生しても短時間で完全な可動部の情報を取得することができる機械システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、可動部を有する機械と、該機械を制御する制御装置と、前記可動部に取り付けられ、前記制御装置による前記機械の所定の動作中における前記可動部の情報を検出するセンサと、前記可動部に取り付けられ前記センサにより検出された前記情報を前記所定の動作中に無線送信する送信部と、前記機械から離れた位置に配置され前記送信部から無線送信されてきた前記情報を受信する受信部と、該受信部により受信された前記情報を記憶する記憶部と、前記受信部により受信された前記情報における部分的な欠落を検出する欠落検出部と、該欠落検出部により前記情報の欠落が検出された場合に、前記制御装置によって前記機械に前記所定の動作を１回以上繰り返させる反復動作指令部と、該反復動作指令部による１回以上の繰り返し動作中に前記センサにより検出された前記情報に、最初に検出された前記情報の全ての欠落部分が含まれるか否かを判定する補完情報判定部と、該補完情報判定部により、全ての欠落部分が含まれていると判定された場合に、前記繰り返し動作を終了し、１回以上の前記繰り返し動作中に検出された前記情報によって最初に検出された前記情報を補完する情報補完部とを備える機械システムを提供する。
【０００７】
本態様によれば、センサを機械の可動部に取り付けて制御装置の作動により可動部に所定の動作を行わせると、所定の動作中における可動部の情報がセンサによって取得され、所定の動作中に送信部によって無線送信される。送信部から送信されてきた情報は機械から離れた位置に配置された受信部によって受信され記憶部に記憶される。情報を無線送信することにより、可動部から可動配線を這わせることなく可動部の情報を取得することができる。
【０００８】
受信部によって受信された情報に対しては欠落検出部による部分的な欠落の検出が行われ、欠落部分が検出された場合には、反復動作指令部によって制御装置に対し１回以上繰り返して所定の動作を機械に実施させる。そして、繰り返し動作中にセンサにより検出された情報に、最初に検出された情報の全ての欠落部分が含まれているか否かが補完情報判定部により判定され、含まれていない場合には、再度、所定の動作が繰り返される。
【０００９】
一方、最初に検出された情報の全ての欠落部分が１回以上の繰り返し動作中に検出された情報に含まれている場合には、情報補完部が、以降の繰り返し動作を終了し、繰り返し動作中に検出された情報によって最初に検出された情報を補完する。
すなわち、欠落のない完全な情報が１回の所定の動作中に送信されるまで所定の動作を繰り返すのではなく、最初の欠落部分を補完可能な情報が取得された時点で繰り返し動作を終了するので、情報の歯抜けが発生しても少ない繰り返し回数で短時間に完全な可動部の情報を取得することができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記送信部は、各前記繰り返し動作中には、それ以前の動作中における送信タイミングとは異なる送信タイミングで前記情報を送信してもよい。
このようにすることで、所定の動作における可動部の位置に依存して情報の欠落部分が発生している場合に、送信タイミングを異ならせることで、受信部により受信される情報の欠落部分を時間的にずらすことができる。これにより、最初に検出された情報の欠落部分とは異なる位置が欠落した情報を取得することができ、少ない繰り返し回数で短時間に完全な可動部の情報を取得することができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記送信部は、各前記繰り返し動作中には、直前の動作中の送信タイミングに対して所定時間一方向にずらした送信タイミングで前記情報を送信してもよい。
このようにすることで、繰り返し動作が複数回行われる場合に送信タイミングが一方向に順次ずれていくので、同じ発生原因による欠落部分が異なる動作中に取得された情報間において重複することをより確実に防止することができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記欠落検出部により前記欠落が検出された場合に、前記送信部の前記可動部への取り付け位置または前記受信部の位置の変更を促す報知を行う報知部を備えていてもよい。
このようにすることで、ユーザが報知に従って送信部の取り付け位置または受信部の位置を変更することにより、最初の動作中に検出される情報と繰り返し動作中に検出される情報とで送信位置または受信位置を異ならせて、異なる動作中に取得された情報間において欠落部分が重複することを防止することができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記報知部は、前記繰り返し動作が所定回数行われても前記補完情報判定部により全ての欠落部分が含まれていないと判定された場合に前記報知を行ってもよい。
このようにすることで、繰り返し動作の繰り返し回数を制限することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、情報の歯抜けが発生しても短時間で完全な可動部の情報を取得することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る機械システムを示す全体構成図である。
【図２】図１の機械システムにおける情報検出システムを示すブロック図である。
【図３】図１の機械システムの動作を説明するフローチャートである。
【図４】図１の機械システムによる最初の所定の動作中に取得された加速度情報の一例を示す図である。
【図５】図１の機械システムによる繰り返し動作中に取得された加速度情報の一例を示す図である。
【図６】図５の加速度情報により図４の加速度情報を補完した加速度情報を示す図である。
【図７】図１の機械システムの変形例による繰り返し動作中に取得された加速度情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る機械システム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る機械システム１は、図１に示されるように、ロボット（機械）２と、該ロボット２を制御する制御装置３と、ロボット２の手首に備えられた溶接ガン（可動部）４における振動（情報）を検出する情報検出システム５とを備えている。
【００１７】
ロボット２は、任意の形式のものでよいが、図１に示す例では、垂直多関節型ロボットである。
制御装置３は、ロボット２に配線によって接続され、ロボット２から離れた位置に設置されている。制御装置３には、可搬式の教示操作盤６が、配線によりあるいは無線により接続されている。
【００１８】
情報検出システム５は、図１および図２に示されるように、教示操作盤６に備えられ制御装置３に指令してロボット２に所定の動作を実施させる動作指令部（反復動作指令部）７と、ロボット２の手首先端に装着された溶接ガン４に取り付けられ、ロボット２の所定の動作中の溶接ガン４に発生する加速度情報を検出する加速度センサ（センサ）８と、同じく溶接ガン４に取り付けられ加速度センサ８により検出された加速度情報を無線送信する送信部９とを備えている。
【００１９】
また、情報検出システム５は、教示操作盤６に備えられ送信部９から無線送信されてきた加速度情報を受信する受信部１０と、受信部１０により受信された加速度情報を記憶する記憶部１１と、受信された加速度情報を処理する情報処理部１２とを備えている。符号１３はユーザが入力を行う入力部である。
【００２０】
情報処理部１２は、受信された加速度情報に部分的な欠落があるか否かを検出する欠落検出部１４を備えている。欠落検出部１４により欠落部分が存在することが検出された場合には、その旨が動作指令部７に送られるようになっている。動作指令部７は、欠落部分が存在する旨が送られてきた場合には、制御装置３に指令して最初の所定の動作と同じ動作をロボット２に１回以上繰り返させるようになっている。
【００２１】
また、情報処理部１２は、１回以上の繰り返し動作中に加速度センサ８により再検出された加速度情報に、最初に検出された加速度情報の全ての欠落部分が含まれるか否かを判定する補完情報判定部１５と、該補完情報判定部１５により、全ての欠落部分が含まれていると判定された場合に、繰り返し動作を終了させ、実施された１回以上の繰り返し動作中に検出された加速度情報によって最初に検出された加速度情報の欠落部分を補完する情報補完部１６とを備えている。
図中符号１７は、繰り返し動作の回数が所定回数を超えた場合に、アラームを報知する報知部である。
【００２２】
このように構成された本実施形態に係る機械システム１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る機械システム１を用いて、ロボット２の所定の動作中にロボット２の手首先端に取り付けられた溶接ガン４に発生する加速度情報を取得するには、図３に示されるように、ユーザが入力部１３から入力を行うことにより、回数Ｎが初期化され（ステップＳ１）、情報検出システム５の動作指令部７から発せられた動作指令に基づいて、制御装置３が予め記憶されている動作プログラムに従ってロボット２を制御し、ロボット２に所定の動作を実施させる（ステップＳ２）。
【００２３】
また、情報検出システム５は、溶接ガン４に取り付けられた加速度センサ８によってロボット２の所定の動作中における加速度情報を検出し（ステップＳ３）、検出された加速度情報を送信部９によって、ロボット２の動作中に所定の送信タイミングで無線送信する（ステップＳ４）。無線送信された加速度情報は、ロボット２から離れた位置に配置されている教示操作盤６に備えられた受信部１０によって受信され（ステップＳ５）、記憶部１１に記憶される（ステップＳ６）。全ての動作が終了したか否かが判定され（ステップＳ７）、終了していない場合はステップＳ２から工程が繰り返される。
【００２４】
最初の所定の動作が終了した場合には、回数Ｎが１回目か否かが判定され（ステップＳ８）、１回目である場合は、受信された加速度情報内の欠落部分の検出が欠落検出部１４により行われ（ステップＳ９）、欠落部分が存在するか否かが判定される（ステップＳ１０）。
欠落検出部１４により欠落部分が検出されなかった場合には、記憶部１１に記憶された加速度情報を用いて制御装置３による学習制御を行う（ステップＳ１１）。これにより、ロボット２の手首先端に取り付けた溶接ガン４における振動を抑えるようにロボット２を動作させることが可能になる。
【００２５】
欠落検出部１４により欠落部分が検出された場合には、回数Ｎがインクリメントされ（ステップＳ１２）、欠落が検出された旨の情報が動作指令部７に入力されて、動作指令部７が、制御装置３に、再度、ロボット２にステップＳ２からの所定の動作を実施させる。これにより、ロボット２は、最初に実施した所定の動作と同じ動作を再度繰り返して実施し（ステップＳ２）、この繰り返し動作中においても、加速度センサ８により加速度情報が検出され（ステップＳ３）、送信部９によって無線送信され（ステップＳ４）、受信部１０により受信され（ステップＳ５）、記憶部１１に記憶される（ステップＳ６）。
【００２６】
そして、繰り返し動作が終了したときには（ステップＳ７）、繰り返し動作中に加速度センサ８により再検出された加速度情報が、補完情報判定部１５において、最初に検出された加速度情報に含まれる全ての欠落部分の加速度情報を含んでいるか否かが判定される（ステップＳ１３）。全ての欠落部分の加速度情報が含まれていない場合には、回数Ｎが所定回数Ｎｔｈより大きいか否かが判定され（ステップＳ１４）、回数Ｎｔｈ以下の場合にはステップＳ１２に戻って、繰り返し動作が再度実施される。回数Ｎが回数Ｎｔｈより大きい場合は、報知部１７によってアラームを報知して（ステップＳ１５）、ロボット２の動作を終了する。
【００２７】
そして、ステップＳ１３において、１回以上の繰り返し動作中の加速度センサ８により再検出された全ての加速度情報に、最初の加速度情報に含まれていた全ての欠落部分の加速度情報が含まれていると補完情報判定部１５により判定された場合には情報補完部１６による補間処理が行われる（ステップＳ１６）。
【００２８】
ここで、情報補完部１６による補間処理について説明する。
最初の所定の動作中に図４に示される加速度情報が取得されると、欠落検出部１４により部分的な欠落が検出されるので、ロボット２の所定の動作が繰り返される。そして、繰り返し動作中に図５に示される加速度情報が取得される。
【００２９】
図４に示す例では、最初の動作中に検出された加速度情報には、タイミングＡ１，Ａ２に欠落部分が存在するが、図５に示されるように、繰り返し動作中に検出された加速度情報においては欠落部分のタイミングＡ１，Ａ２とは時間軸方向に異なって重複しないタイミングＢ１，Ｂ２の加速度情報が欠落している。したがって、補完情報判定部１５においては、繰り返し動作中の加速度情報には最初の加速度情報に含まれていた全ての欠落部分の加速度情報が含まれていると判定され、それ以上の繰り返し動作を行うことなく、情報補完部１６による補間処理が行われる。
【００３０】
すなわち、情報補完部１６により、最初の加速度情報における欠落部分のタイミングＡ１，Ａ２が、次の繰り返し動作におけるタイミングＡ１，Ａ２の加速度情報により補完され、図６に示されるように、欠落部分を有しない加速度情報を得ることができる。
【００３１】
このように、本実施形態に係る機械システム１によれば、加速度情報に欠落、いわゆる歯抜けが生じた場合の繰り返し動作によって完全な加速度情報が取得されるまで同じ動作を繰り返すのではなく、最初の加速度情報の欠落部分を補う加速度情報が得られた時点で繰り返しを終了して欠落部分のない加速度情報を生成するので、繰り返し回数を減らして短時間で加速度情報を取得することができるという利点がある。
【００３２】
なお、本実施形態においては、送信部９がロボット２の所定の動作中に加速度センサ８により検出した一連の加速度情報を加速度センサ８が検出した直後に逐次無線送信することとしたが、これに代えて、繰り返し動作毎に送信タイミングを異ならせてもよい。
この場合、送信部９が、最初の動作であるか繰り返し動作であるかを判別して、動作毎に送信タイミングを異ならせることにすればよい。
【００３３】
送信部９による動作の判別は、例えば、所定時間以上の停止状態が存在する場合に異なる動作であると判別してもよいし、加速度情報を解析して、類似の加速度情報が存在する場合に、繰り返し動作であることを判別することにしてもよい。また、教示操作盤６が他の送信部９を備え、加速度センサ８側に他の受信部１０を備え、ロボット２の繰り返し動作を実施する毎に、教示操作盤６側から加速度センサ８側に初回の動作であるか、２回目以降の繰り返し動作であるかを知らせる信号を送信することにしてもよい。
【００３４】
送信部９は、繰り返し動作毎に、送信タイミングを所定の遅延時間だけ順次遅らせるように一方向にずらしていくことにしてもよい。遅延時間としては、１箇所のＸ，Ｙ，Ｚ３方向の加速度情報を送信可能な時間以上遅らせることが好ましい。
【００３５】
また、受信部１０側においても、初回の動作時の加速度情報であるか繰り返し動作時の加速度情報であるかを判別して、繰り返し動作時の加速度情報である場合には、遅延時間分進めて初回の動作時の加速度情報と対応位置を一致させてから処理する必要がある。
例えば、最初の所定の動作中に図５の加速度情報が取得され、２回目の所定の動作中に図７の加速度情報が取得された場合に、両加速度情報は遅延時間Δｔだけずれているので、補完情報判定部１５は、図７の加速度情報を遅延時間Δｔだけ進めた上で、図４の加速度情報と比較し欠落部分が含まれているか否かを判定する。
【００３６】
加速度情報の欠落の発生が、無線送信時のロボット２の姿勢に起因している場合には、図４および図７に示されるように、同じタイミングＡ１，Ａ２で欠落が発生する。ロボット２の動作毎に無線送信のタイミングをずらすことにより、欠落する加速度情報を異ならせることができ、少ない繰り返し回数で、全ての加速度情報を取得し、図６に示されるような欠落のない加速度情報を補完により取得することができる。
【００３７】
送信タイミングをロボット２の動作毎に異ならせる方法は、繰り返し回数を追う毎に送信タイミングを遅らせていく方法の他、最初に所定時間だけ遅らせた送信タイミングで送信し順次送信タイミングを進めていく方法を採用してもよい。
また、送信タイミングをランダムに異ならせることにしてもよい。
【００３８】
また、送信部９による無線送信のタイミングを異ならせることに代えて、欠落検出部１４において最初のロボット２の動作中に取得された加速度情報に欠落が検出された場合または、補完情報判定部１５において、１回以上の繰り返し動作中に取得された加速度情報に、最初の動作時の全ての欠落部分が含まれていないと判定された場合に、送信部９の位置あるいは受信部１０の位置を変更するようにユーザに報知することにしてもよい。
【００３９】
加速度情報の欠落の発生が、無線送信時のロボット２の姿勢に起因している場合には、報知に応じてユーザが、受信部１０が配置されている教示操作盤６を移動させること、あるいは、溶接ガン４に取り付けられている送信部９の位置を変更することによっても、欠落の発生する加速度情報の部分を異ならせることができる。
ユーザによる送信部９あるいは受信部１０の移動を促す報知は、繰り返し回数Ｎが所定回数Ｎｔｈを超える場合に実施することにしてもよい。これにより、ロボット２による所定の動作の繰り返しが無制限に続くことを防止することができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、可動部を有する機械としてロボット２を例示したが、これに限定されるものではない。また、加速度センサ８を溶接ガン４に取り付けることとしたが、これに限定されるものではなく、他の任意の可動部に取り付けることにしてもよい。
【００４１】
また、センサとして加速度センサ８を例示したが、これに代えて、位置センサ、速度センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、ビジョンセンサおよび慣性センサの少なくとも１つを採用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  機械システム
２  ロボット（機械）
３  制御装置
４  溶接ガン（可動部）
７  動作指令部（反復動作指令部）
８  加速度センサ（センサ）
９  送信部
１０  受信部
１１  記憶部
１４  欠落検出部
１５  補完情報判定部
１６  情報補完部
１７  報知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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