(57)【要約】【課題】既存のロボットコントローラに後付けでデータ採取機能を付加して、ロボット動作に関する様々なデータを任意に選択して採取できるデータ採取システムを提供すること。【解決手段】ロボットコントローラ2からロボット動作関連データ／信号を採取するデータ採取システム1であって、ロボットコントローラ2からのロボット動作関連データ／信号の採取条件を設定するデータ採取条件設定手段6と、ロボットコントローラ2から採取したロボット動作関連データ／信号を記憶するデータ記憶手段7,8,9と、を備える。データ記憶手段7,8,9およびデータ採取条件設定手段6が形成された共有メモリ5が、ロボットコントローラ2の拡張スロットに装着可能な基板に形成されている。【選択図】図１
2015199161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットコントローラからロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取するためのデータ採取システムであって、
前記ロボットコントローラからの前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号の採取条件を設定するためのデータ採取条件設定手段と、
前記ロボットコントローラから採取した前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を記憶するためのデータ記憶手段と、を備え、
前記データ記憶手段および前記データ採取条件設定手段がその内部に形成された共有メモリが、前記ロボットコントローラの拡張スロットに装着可能な基板に形成されている、データ採取システム。
【請求項２】
前記データ採取条件設定手段は、前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を指定周期で採取する第１の採取条件と、前記ロボットの動作に関する特定の条件をトリガーとして前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取する第２の採取条件とを設定可能である、請求項１記載のデータ採取システム。
【請求項３】
前記特定の条件は、トリガー無効、プログラム番号、特殊信号、Ｉ／Ｏ信号指定、データユニットチャンネル番号、データユニットチャンネル番号の閾値、エラー番号、プリトリガー時間、およびトリガー測定終了時間のうちの少なくとも一つを含む、請求項２記載のデータ採取システム。
【請求項４】
前記データ採取条件設定手段は、前記ロボットのアームを駆動するサーボモータの電流値、速度、および偏差に関するデータに加えて、前記ロボットの駆動に関する他のデータを採取するように指示する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデータ採取システム。
【請求項５】
前記ロボットの駆動に関する前記他のデータは、前記ロボットの駆動条件を決定する際の中間演算値、プログラム番号、Ｄ／Ａデータ書式、ＸＹＺＯＡＴ、ツール先端速度、過負荷到達率、回生時間オーバー到達率、ＥＮＣ通信異常回数、出力信号、入力信号、内部信号、およびトリガー信号のうちの少なくとも一つを含む、請求項４記載のデータ採取システム。
【請求項６】
前記基板は、前記データ記憶手段に記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を通信ネットワークに伝送するためのネットワーク通信機能を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデータ採取システム。
【請求項７】
前記データ記憶手段に記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記通信ネットワークに伝送する際の条件を設定するためのデータ伝送条件設定手段をさらに備えた請求項６記載のデータ採取システム。
【請求項８】
前記データ伝送条件設定手段は、前記共有メモリに書き込まれた前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記基板内の不揮発性メモリに一旦保存した後に前記通信ネットワークに伝送するオフライン方式と、前記共有メモリに書き込まれた前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記通信ネットワークに直接伝送するオンライン方式とを設定可能である、請求項７記載のデータ採取システム。
【請求項９】
前記データ記憶手段は、前記ロボットコントローラから採取した前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号が直接書き込まれる前記共有メモリの採取データエリアと、前記採取データエリアから前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号が暫定的に書き込まれるバッファと、前記バッファに書き込まれた所定量の前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記バッファから受信して保存するファイルシステムと、を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のデータ採取システム。
【請求項１０】
前記データ採取条件設定手段は、前記ロボットコントローラに含まれる複数のロボット制御プログラムのうちの一つを用いて前記共有メモリの採取条件データエリアに書き込まれたプログラムを含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のデータ採取システム。
【請求項１１】
ロボットコントローラからロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取するデータ採取方法であって、
前記ロボットコントローラからの前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号の採取条件を設定するデータ採取条件設定工程と、
前記データ採取条件設定工程で設定された採取条件に従って前記ロボットコントローラから採取した前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を記憶するデータ記憶工程と、を備え、
前記データ記憶工程を実行する手段および前記データ採取条件設定工程を実行する手段がその内部に形成された共有メモリが、前記ロボットコントローラの拡張スロットに装着可能な基板に形成されている、データ採取方法。
【請求項１２】
前記データ採取条件設定工程は、前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を指定周期で採取する第１の採取条件と、前記ロボットの動作に関する特定の条件をトリガーとして前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取する第２の採取条件とを設定可能である、請求項１１記載のデータ採取方法。
【請求項１３】
前記データ採取条件設定工程は、前記ロボットのアームを駆動するサーボモータの電流値、速度、および偏差に関するデータに加えて、前記ロボットの駆動に関する他のデータを採取するように指示する、請求項１１または１２に記載のデータ採取方法。
【請求項１４】
前記基板は、前記データ記憶工程において記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を通信ネットワークに伝送するためのネットワーク通信機能を有し、
前記データ記憶工程において記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記通信ネットワークに伝送する際の条件を設定するデータ伝送条件設定工程をさらに備えた請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のデータ採取方法。
【請求項１５】
前記データ採取条件設定工程は、前記ロボットコントローラに含まれる複数のロボット制御プログラムのうちの一つを用いて前記共有メモリの採取条件データエリアに書き込まれたプログラムによって実行される、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のデータ採取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットコントローラからロボット動作に関するデータを採取するためのデータ採取システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にロボットにおいては、サーボモータからの動力が減速機（歯車）などの駆動力伝達機構を介してアームに伝達されるが、駆動力伝達機構は、長期間の使用や異常事象（周囲構造物へアームの干渉など）によって劣化する。駆動力伝達機構が劣化するとアームの制御精度が低下し、所望の動作をアームに行わせることができなくなる可能性がある。
【０００３】
そこで、従来より、ロボットアームの駆動機構の寿命診断、故障診断を行うために、稼働中のロボット動作に関するデータ（電流値、速度、偏差など）を採取している。
【０００４】
データの採取は、例えば作業員が現場にてロボットコントローラにデジタル・アナログ変換ボード（ＤＡボード）を装着し、デジタル信号をアナログ信号に変換して稼働中のロボットのデータをボードに記録するようにしていた。
【０００５】
しかし、この方法では、ロボットアームの駆動機構の寿命診断、故障診断を行なうために必要なデータを、適宜採取することができない場合があった。
【０００６】
そこで、ロボットコントローラの内部にＷＥＢサーバーなどを実装して、ロボットのデータをイントラネット、インターネット等の通信ネットワークを経由して随時収集するシステムも提案されている（特許文献１）。
【０００７】
しかしながら、上述した従来の技術では、既存のロボットコントローラに後付けでデータ採取機能を付加して、ロボット動作に関する様々なデータを任意に選択して採取することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２０２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであって、既存のロボットコントローラに後付けでデータ採取機能を付加して、ロボット動作に関する様々なデータを任意に選択して採取することができるデータ採取システムおよび方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、第１の態様による本発明は、ロボットコントローラからロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取するためのデータ採取システムであって、前記ロボットコントローラからの前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号の採取条件を設定するためのデータ採取条件設定手段と、前記ロボットコントローラから採取した前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を記憶するためのデータ記憶手段と、を備え、前記データ記憶手段および前記データ採取条件設定手段がその内部に形成された共有メモリが、前記ロボットコントローラの拡張スロットに装着可能な基板に形成されている、ことを特徴とする。
【００１１】
第２の態様による本発明は、第１の態様による本発明において、前記データ採取条件設定手段は、前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を指定周期で採取する第１の採取条件と、前記ロボットの動作に関する特定の条件をトリガーとして前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取する第２の採取条件とを設定可能である、ことを特徴とする。
【００１２】
第３の態様による本発明は、第２の態様による本発明において、前記特定の条件は、トリガー無効、プログラム番号、特殊信号、Ｉ／Ｏ信号指定、データユニットチャンネル番号、データユニットチャンネル番号の閾値、エラー番号、プリトリガー時間、およびトリガー測定終了時間のうちの少なくとも一つを含む、ことを特徴とする。
【００１３】
第４の態様による本発明は、第１乃至第３のいずれかの態様による本発明において、前記データ採取条件設定手段は、前記ロボットのアームを駆動するサーボモータの電流値、速度、および偏差に関するデータに加えて、前記ロボットの駆動に関する他のデータを採取するように指示する、ことを特徴とする。
【００１４】
第５の態様による本発明は、第４の態様による本発明において、前記ロボットの駆動に関する前記他のデータは、前記ロボットの駆動条件を決定する際の中間演算値、プログラム番号、Ｄ／Ａデータ書式、ＸＹＺＯＡＴ、ツール先端速度、過負荷到達率、回生時間オーバー到達率、ＥＮＣ通信異常回数、出力信号、入力信号、内部信号、およびトリガー信号のうちの少なくとも一つを含む、ことを特徴とする。
【００１５】
第６の態様による本発明は、第１乃至第５のいずれかの態様による本発明において、前記基板は、前記データ記憶手段に記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を通信ネットワークに伝送するためのネットワーク通信機能を有する、ことを特徴とする。
【００１６】
第７の態様による本発明は、第６の態様による本発明において、前記データ記憶手段に記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記通信ネットワークに伝送する際の条件を設定するためのデータ伝送条件設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
第８の態様による本発明は、第７の態様による本発明において、前記データ伝送条件設定手段は、前記共有メモリに書き込まれた前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記基板内の不揮発性メモリに一旦保存した後に前記通信ネットワークに伝送するオフライン方式と、前記共有メモリに書き込まれた前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記通信ネットワークに直接伝送するオンライン方式とを設定可能である、ことを特徴とする。
【００１８】
第９の態様による本発明は、第１乃至第８のいずれかの態様による本発明において、前記データ記憶手段は、前記ロボットコントローラから採取した前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号が直接書き込まれる前記共有メモリの採取データエリアと、前記採取データエリアから前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号が暫定的に書き込まれるバッファと、前記バッファに書き込まれた所定量の前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記バッファから受信して保存するファイルシステムと、を有することを特徴とする。
【００１９】
第１０の態様による本発明は、第１乃至第９のいずれかの態様による本発明において、前記データ採取条件設定手段は、前記ロボットコントローラに含まれる複数のロボット制御プログラムのうちの一つを用いて前記共有メモリの採取条件データエリアに書き込まれたプログラムを含む、ことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するために、第１１の態様による本発明は、ロボットコントローラからロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取するデータ採取方法であって、前記ロボットコントローラからの前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号の採取条件を設定するデータ採取条件設定工程と、前記データ採取条件設定工程で設定された採取条件に従って前記ロボットコントローラから採取した前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を記憶するデータ記憶工程と、を備え、前記データ記憶工程を実行する手段および前記データ採取条件設定工程を実行する手段がその内部に形成された共有メモリが、前記ロボットコントローラの拡張スロットに装着可能な基板に形成されている、ことを特徴とする。
【００２１】
第１２の態様による本発明は、第１１の態様による本発明において、前記データ採取条件設定工程は、前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を指定周期で採取する第１の採取条件と、前記ロボットの動作に関する特定の条件をトリガーとして前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を採取する第２の採取条件とを設定可能である、ことを特徴とする。
【００２２】
第１３の態様による本発明は、第１１または１２の態様による本発明において、前記データ採取条件設定工程は、前記ロボットのアームを駆動するサーボモータの電流値、速度、および偏差に関するデータに加えて、前記ロボットの駆動に関する他のデータを採取するように指示する、ことを特徴とする。
【００２３】
第１４の態様による本発明は、第１１乃至１３のいずれかの態様による本発明において、前記基板は、前記データ記憶工程において記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を通信ネットワークに伝送するためのネットワーク通信機能を有し、前記データ記憶工程において記憶された前記ロボット動作に関するデータ及び／又は信号を前記通信ネットワークに伝送する際の条件を設定するデータ伝送条件設定工程をさらに備えたことを特徴とする。
【００２４】
第１５の態様による本発明は、第１１乃至１４のいずれかの態様による本発明において、前記データ採取条件設定工程は、前記ロボットコントローラに含まれる複数のロボット制御プログラムのうちの一つを用いて前記共有メモリの採取条件データエリアに書き込まれたプログラムによって実行される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、既存のロボットコントローラに後付けでデータ採取機能を付加して、ロボット動作に関する様々なデータ及び／又は信号を任意に選択して採取することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態によるデータ採取システムを模式的に示したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態によるデータ採取システムおよび方法について図面を参照して説明する。
【００２８】
本実施形態によるデータ採取システムは、ロボットコントローラからロボット動作に関するデータ及び／又は信号（以下「ロボット動作関連データ／信号」と言う。）を採取するためのシステムである。図１に示したように、データ採取システム１は、１枚の基板としてのロボットメンテナンスボードで構成されている。
【００２９】
データ採取システム１を構成するロボットメンテナンスボードは、ロボットコントローラ２の拡張スロットに装着してロボットコントローラ２の共有バス３に接続することができる。共有バス３を介して、ロボットコントローラ用ＣＰＵボート４と、データ採取システム１を構成するロボットメンテナンスボードとの通信が行われる。
【００３０】
データ採取システム１を構成するロボットメンテナンスボードには共有メモリ５が形成されており、共有メモリ５の内部には、採取条件データエリアおよび採取データエリアが形成されている。共有メモリ５の採取条件データエリアには、ロボットコントローラ用ＣＰＵボード４からのロボット動作関連データ／信号の採取条件を設定するためのデータ採取条件設定手段６が形成されている。共有メモリ５の採取データエリアには、ロボットコントローラ用ＣＰＵボード４から採取したロボット動作関連データ／信号を記憶するための共有メモリ内データ記憶手段７が形成されている。
【００３１】
データ採取システム１を構成するロボットメンテナンスボードは、さらに、共有メモリ内データ記憶手段（採取データエリア）７からロボット動作関連データ／信号が暫定的に書き込まれるバッファ８と、バッファ８に書き込まれた所定量のロボット動作関連データ／信号をバッファ８から受信して保存するファイルシステム９と、を備えている。バッファ８およびファイルシステム９は、共有メモリ内データ記憶手段７と共に、本実施形態におけるデータ記憶手段を構成する。
【００３２】
なお、ファイルシステム９を不揮発性メモリで形成することにより、停電時においてもそこに保存されているロボット動作関連データ／信号の消失を防止することができる。
【００３３】
データ採取システム１を構成するロボットメンテナンスボードは、イントラネットやインターネットなどのネットワークと通信するための通信機能を有しており、例えば外部のＰＣ１０にイーサネット（登録商標）でＬＡＮ接続することができる。これにより、共有メモリ内データ記憶手段７やファイルシステム９に記憶されたロボット動作関連データ／信号を外部のＰＣ１０などに伝送することができる。
【００３４】
本実施形態によるデータ採取システム１のデータ採取条件設定手段６は、ロボット動作関連データ／信号を指定周期で採取する第１の採取条件と、ロボットの動作に関する特定の条件をトリガーとしてロボット動作関連データ／信号を採取する第２の採取条件とを設定可能である。
【００３５】
上述の特定の条件には、トリガー無効、プログラム番号、特殊信号、Ｉ／Ｏ信号指定、データユニットチャンネル番号、データユニットチャンネル番号の閾値、エラー番号、プリトリガー時間、およびトリガー測定終了時間などがあげられる。特定の条件によるトリガーが発生した場合には、その前後で通常よりも短い周期でデータを取り込むようにしても良い。例えば、何らかの信号が検出されたときに、その前後の数秒間にわたって通常時よりも短い周期でデータを採取するようにする。
【００３６】
また、データ採取条件設定手段６は、ロボットのアームを駆動するサーボモータの電流値、速度、および偏差に関するデータに加えて、ロボットの駆動に関する他のデータを採取するように指示することができる。そのような他のデータには、ロボットの駆動条件を決定する際の中間演算値、プログラム番号、Ｄ／Ａデータ書式、ＸＹＺＯＡＴ、ツール先端速度、過負荷到達率、回生時間オーバー到達率、ＥＮＣ通信異常回数、出力信号、入力信号、内部信号、およびトリガー信号などがあげられる。
【００３７】
本実施形態よるデータ採取システム１は、さらに、共有メモリ内データ記憶手段７やファイルシステム９に記憶されたロボット動作関連データ／信号を、工場内、ライン上等のイントラネット、或いはインターネットといった通信ネットワークに伝送する際の条件を設定するためのデータ伝送条件設定手段１１を備えている。
【００３８】
データ伝送条件設定手段１１は、共有メモリ内データ記憶手段７に書き込まれたロボット動作関連データ／信号を、バッファ８を介してファイルシステム９に一旦保存した後に通信ネットワークに伝送するオフライン方式と、共有メモリ内データ記憶手段７に書き込まれたデータを通信ネットワークに直接伝送するオンライン方式とを設定可能である。
【００３９】
また、本実施形態によるデータ採取システム１のデータ採取条件設定手段６は、ロボットコントローラ２に含まれる複数のロボット制御プログラムのうちの一つを用いて、共有メモリ５の採取条件データエリアに書き込まれたプログラムである。すなわち、ロボットコントローラは２本来的に複数のロボット制御プログラムを有しているが、そのうちの一つを、共有メモリ５内にデータ採取条件設定手段６を書き込むために使用しても良い。
【００４０】
或いは、ロボット制御プログラムではなく、ＬＡＮ接続された外部ＰＣ１０からの指令により、共有メモリ５の内部にデータ採取条件設定手段６を形成しても良い。
【００４１】
次に、本実施形態によるデータ採取システム１を用いてロボット動作関連データ／信号を採取する方法について説明する。
【００４２】
まず、上述のロボットメンテナンスボードを、ロボットコントローラ２の拡張スロットに装着する。
【００４３】
次に、ロボット制御プログラムまたは外部ＰＣ１０を用いて、データ採取条件設定手段６を供給メモリ５内に形成する（データ採取条件設定手段形成工程）。
【００４４】
次に、データ採取条件設定手段６を用いて、ロボットコントローラ２からのロボット動作関連データ／信号の採取条件を設定する（データ採取条件設定工程）。
【００４５】
次に、データ採取条件設定工程によって設定された採取条件に従って、ロボットコントローラ２のＣＰＵボート４からロボット動作関連データ／信号を採取して共有メモリに書き込み、バッファ８を介してファイルシステム９に記憶する（データ記憶工程）。
【００４６】
これら一連の工程により、稼働中のロボットから、任意の所望のロボット動作関連データ／信号を採取して記憶することができる。
【００４７】
なお、データ採取条件設定工程においては、ロボット動作関連データ／信号を指定周期で採取する第１の採取条件と、ロボットの動作に関する特定の条件をトリガーとしてロボット動作関連データ／信号を採取する第２の採取条件とを設定可能である。
【００４８】
また、データ記憶工程において記憶されたロボット動作関連データ／信号を通信ネットワークに伝送する場合には、伝送条件を予め設定しておく（データ伝送条件設定工程）。
【００４９】
本実施形態によるデータ採取システムによって採取したロボット動作関連データ／信号は、減速機期待寿命診断、デューティー診断、ピークトルク診断、減速機故障予知診断などに利用することができる。減速機期待寿命診断では、減速機内の軸受けの寿命を診断する。デューティー診断では、モータ電流平均値から負荷の増加を診断する。ピークトルク診断では、モータに流れるピーク電流の変化から負荷の変化、教示位置を診断する。減速機故障予知診断では、減速機に加わる負荷の変化を診断する。
【００５０】
また、上述した各種の診断を定期的に実施することにより、時間経過による劣化状態を評価して、ロボットの状態に関する傾向管理診断を行うこともできる。
【００５１】
以上述べたように、本実施形態によるデータ採取システム１によれば、既存のロボットコントローラ４に後付けでデータ採取機能を付加して、ロボット動作に関する様々なデータを任意に選択して採取することができる。
【００５２】
また、本実施形態によるデータ採取システム１によれば、特定の条件をトリガーとしてロボット動作関連データ／信号を採取することができるので、特定の条件が発生した時点の前後の詳細なデータを採取することができる。採取した詳細なデータは、故障発生原因の解析や故障発生後の機器寿命予測などに役立てることができる。
【００５３】
また、本実施形態によるデータ採取システム１によれば、ロボットの駆動条件を決定する際の中間演算値を採取することができるので、複雑な最適化制御における中間演算値も監視することができる。
【００５４】
また、本実施形態によるデータ採取システム１においては、ロボットメンテナンスボードからロボットコントローラ２のＣＰＵボード４にアクセスする必要がないので、データ採取に際してロボット動作に影響を与えることはない。
【符号の説明】
【００５５】
１  データ採取システム
２  ロボットコントローラ
３  共有バス
４  ロボットコントローラ用ＣＰＵボード
５  共有メモリ
６  データ採取条件設定手段
７  共有メモリ内データ記憶手段
８  バッファ
９  ファイルシステム
１０  外部のＰＣ
１１  データ伝送条件設定手段
【図１】
2015199161.tif 000003