新商品・適 用事例紹介
NEW PRODUCTB2Robots

ロボットデータ収集ソフトウェア「NR：connect データコレクタ」
Robot data collecting software "NR:connect DataCollector"
キーワード

データコレクタ・稼働状態・データ活用・経年変化・原因究明
モニタリング

ロボット開発戦略部

西原 泰宣 Yasunori Nishihara

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Robots
ロボットデータ収 集ソフトウェア「NR：connect データコレクタ」

要 旨

1. 概要

生産ラインにおいてロボットの突発的なトラブルによる「データコレクタ」は、複数のロボットから様々な生産力低下を回避するためには、日常的に装置のデータを収集し、自動的にCSVファイルに出力するソフト稼働状態をモニタリングする必要がある。しかし現状は、ウェアである。稼働中のロボットから安定してデータを保 守 担当者が工場内に設 置されているロボットを収集し、ロボットの健全性や稼働状況を見える化できる一つ一つ見回りながら、ティーチングペンダントの商品である。

エラー履歴や数値を目視確認して記録したり、USBメモリに必要なファイルを手動でバックアップするという、非効率的な作業を行なっている。
本稿では、生産ラインで稼働するロボットをネット

2.「データコレクタ」概要

ワーク接 続し、ロボットの健 全 性や生 産稼 働率に

1）システム構成

関 わるデ ータを自 動 的 に 収 集 するソフトウェア「データコレクタ」はWindows 8・10上で動作する「NR:connectデータコレクタ（以下」 「データコレクタ」）をソフトウェアであり、NACHIロボット用通信ライブラリ紹介する。

OpenNR-IFを経由してロボットコントローラ内部のデータを収集する。
「 データコレクタ」は最大20台のAbstract
Daily monitoring and analysis are fundamentallyrequired to avoid productivity decrease caused bya sudden robot failure. However, the current situationis that at the production line, a maintenance person
goes around to check a robot one by one in theplant, visually confirms the error history andnumerical values in a teaching pendant and records
these data manually.
In this article, “NR:connect Data Collector”（hereinafter called “Data Collector”）will be
introduced. “Data Collector”is a software that
automatically collects the data regarding robot
soundness and its operation efficiency with the network
connection of the robot in the production line.

ロボットと接続でき、全ロボットから収集したデータをCSVファイルに出力する
（図1）
。

・・・

最大20台接続可能

スイッチングハブ
イーサネットケーブル「データコレクタ」

図1 「データコレクタ」システム構成

OpenNR-IFはWindows上で動作する、ロボットとPCアプリケーションの通信ライブラリである。オプションのハードウェアを使わず標準のイーサネットポートを使用して、ロボットの操作を指令したり、各種データを参照したりすることが可能である
（図2）
。

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運転準備ON/OFF
起動/停止■ 出力信号ON/OFF■ 変数の値変更■ シフト量の設定■ 移動命令（内回り、位置決め）■■

C＋＋、C♯

指令参照
入出力信号状態
変数の値■ シフト量■ 各軸位置、TCP位置 etc.
■■

図2

OpenNR-IF2）主な機能•【エラー発生時データの自動保存機能】•【自動 データ収 集 開 始 機 能 】
本ソフトウェアはパソコン上で常駐サービスとして「データコレクタ」は、ロボットコントローラのエラー起動する。パソコンの電源をONすると、接続されてステータスを常時監視しており、エラーを検知した時いるコントローラから自動的にデータの収集を開始

刻近傍のCSVファイルを別のフォルダに格納するする。また途中で通信エラーが発生しても、接続が機能を有する。エラー発生時の原因を後で解 析回復した時点で自動的にデータ収集を再開する。

することも可能である（図3）。
•【その他の機能】•【複数ロボットデータをCSVファイルへ出力】
最大20台の制御装置から時刻をあわせてデータを通信状態を記録する「ログ機能」、ハードディスクの取得する。データはCSVファイル形式で指定フォルダに残容量（%）
が指定した閾値を下回った時に古い日付の出力される。通常は一定のレコード数までデータがCSVファイルから自動で削除される「ハードディスク溜まった時点で出力されるが、ロボットプログラムの容量管理機能」も用意されている。

実行サイクル毎にデータを区切って出力することも可能である。
パソコン「データコレクタ」

OpenNR-IF

Ethernet通信

20台接続

・・・・・・

エラー
通知

エラー
発 生時刻

データ収集

エラー監視
別フォルダにデータ格 納図3

エラー発生時データの自動保存機能
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ロボットデータ収 集ソフトウェア「NR：connect データコレクタ」

3）収集可能なデータ一覧
採取可能なデータはリアルタイムデータ（表1）と状態監視データ（表2）の2種類である。これら二つのデータは時刻をあわせて同一のCSVファイルに格納される。

表1

リアルタイムデータ（20msecで収集）
リアルタイムデータ（8項目）：20msec

分類

データ項目

プログラム情報
信号

ロボット情報CSVヘッダー名称

プログラム番号U#_Prog

ステップ番号U#_Step

固定入力信号状態（ON:1,OFF:0）

FixedInput

固定出力信号状態（ON:1,OFF:0）

FixedOutput

各軸角度
（deg）

M&_AxisAng_J*

各軸角度指令（deg/sec）

M&_AxisAngCmd_J*

各軸トルク（モーター出力）（kgfm）

M&_AxisCalcTrq_J*

各軸トルク（計算）（kgfm）

M&_AxisOutptTrq_J*

表2

状態監視データ（1secで収集）

状態監視データ（13項目）：低周期1sec
分類

データ項目

プログラム運転情報

CSVヘッダー名称

プログラム番号U#_MainProg

サイクルタイム（hh:mm:ss.SSS）

U#_ProgCycleTime

サイクル数
（回）

U#_ProgCycleCnt

入力信号待ち時間（hh:mm:ss.SSS）

U#_ProgIWaitTime

タイマー信号待ち時間（hh:mm:ss.SSS） U#_ProgDelayTime

ロボット情報コントローラ情報
※1

※2

運転モード

OperationMode

エンコーダ伝送異常カウンタ（回）

M&_EncTransErrCnt_J

エンコーダビット飛びカウンタ（回）

M&_EncBitJmpErrCnt_J*

エンコーダエラーカウンタ（回）

M&_EncErrCntStatus_J*

アーム落下量（deg）

M&_ArmDrop_J*

余命（*****.** 時間）

M&_Orverhaul_J*

CPU負荷
（％）

CPU_Load

CPU温度センサ（℃）

CPU_Temp1

U#：ユニット番号、M&：メカニズム番号、J*：軸番号

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4）データフォーマット
CSVデータのフォーマットは以下の通りである（図4）。
プログラム番号 行数

時刻

固定入出力信号

図4

CSVデータフォーマット

ロボット情報3. データの活用例
採取したCSVデータを、お客様工場ですでに稼働中の上位システムへとり込むことで、サイクルタイムやサイクル数、ロボットの指令値などを可視化し、生産性向上に活用できる。以下に採取した時系列データの適用例を示す。

1）ロボット間の稼働状態比較

2）ロボットの経年変化分析

固定入出力信号にはロボットの運転・停止状態のアーム落 下量はモーターブレーキがONになった情報が含まれており、これをロボット毎に長期間モニ直後のブレーキすべり量である。この値を長期的にタリングすることで各ロボットの運転状態トレンドがモニタリングすることでブレーキの摩耗兆候を観察ロボット間で比較・分析できる。さらに「プログラムすることができる。また、1サイクル分の各軸トルク周波番号」「コントローラ名」と、「サイクルタイム」「入力信号数解析結果や、プログラム毎のピーク・平均トルクを待ち時間」「タイマー信号待ち時間」をあわせて監視長期にわたってモニタリングすることで、機構部品のすることで、待ち時間の多いロボットやプログラムを経年変化を観察することができる。

特定することもできる。

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ロボットデータ収 集ソフトウェア「NR：connect データコレクタ」

3）過去に発生したエラーの原因調査

このように生 産 現 場から得られる数 値データをエラー検 知した時 刻 付近のCSVファイルは自動用いて、異なる種別のデータとの相関関係や特徴量を的に別フォルダに格納される。このCSVファイルには抽出した上で、長期的にモニタリングしていくプロセスはエラー発生時におけるロボットの実行プログラム番号重要であると考える。

／ステップ番号、並びにロボットの各軸角度／トルク値などのロボット動作状況を示す情報が含まれている。
これらを手掛かりにしてエラーの発生原因を調査することもできる。

4. 今後の開発に向けて2020年春に製品化予定の「NR:connectスマート

振り返ってグラフ表示する機能など、ロボットのメンテモニタ」では、「データコレクタ」で収集したデータをナンス性を改善するための機能を搭載する予定である。

サーバーPCに集約し、タブレットやパソコンなどのウェブブラウザを経由してモニタリングできるシステムを今後はロボット以外の周辺装置から得られるデータ、提供する（図5）。
「3.データの活用例」で示した内容はさらには生産計画や在 庫管理情報などのデータを全てこのスマートモニタで可 視化される。その他、組みあわせ、生産システム全体の効率改善に貢献

エラーが発生した時刻におけるロボットの詳細情報をできるようにNR:connectを発展させていきたい。

ロボットデータ収集ソフトウェア

ロボットモニタリングシステム

DataCollector

データ
収集

SmartMonitor

収集データ

タブレット
経年変化
モニタ

エラー
監視

稼働状態
監視

データ
管理

図5 「NR:connect データコレクタ」とスマートモニタ
用語解説※1 ユニット
作業プログラムを作成する単位。ユニットを構成するメカニズムは単一の場合と複数の場合がある。１台の制御装置に接続された複数の全てのメカニズム（マルチメカニズム）をユニットで一纏めに管理することが可能であり、それぞれのユニットで作成したプログラムは同時に起動することができる。

※2 メカニズム「マニピュレータ」や「ポジショナ」「スライダ」「サーボガン」「サーボ走行」のように、制御グループとしてこれ以上分けることのできない最小の単位。

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