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Vol.

February�2005■ 新商品・適用事例紹介
遠隔モニター＆メンテナンス「ロボット集中監視システム」
ロボット事業������������������������������� � � �������������������������

〈キーワード〉ＡＸ制御装置・リモートメンテナンス・予防保全・ネットワーク・ＳＣＡＤA

ロボット事業部／ロボット開発部

加藤 真次�����������遠隔モニター＆メンテナンス「ロボット集中監視システム」

要旨

1.ネットワークのオープン化

複数のロボット制御装置を1台のパソコンに接続し、近年、生産現場のあらゆる場面でITを利用した多種多様な情報を管理することができる「ロボット変革が著しい。FAコントローラのPC化はすでに世集中監視システム」
を開発し、販売を開始した。

界的な傾向にあり、それに伴ってPCベースのオープ

このシステムは、遠隔地から障害の除去を支援す※1

るリモートメンテナンスとロボットの故障を未然に捉らえる予防保全の2つの機能を柱としている。

※2※3

ン化のメリットが積極的に活用されている。
中でもネットワークのオープン化は、工場内の配線コスト、開発コスト、メンテナンス、教育といった運用コ

従来の減速機寿命予測機能やグリース交換周ストの削減を目的に不可欠となっている。すでに通期予測機能と組み合わせて、保全コストの大幅な信レベルに応じて、様々な産業用ネットワークが提唱引き下げを実現した。

され、実際の工作機械・PLC・産業用ロボットなどに数多く利用されているのは周知の事実である。

Abstract
We have developed and marketed Robot Supervisory System with which various movements
and information can be monitored because
multiple robot controllers are connected to one
central PC.
The system has two major functions: one is remote maintenance in which any troubleshooting is handled remotely; the other is the function of preventative maintenance to prevent any
future trouble with robots.
Maintenance cost is substantially reduced withthis system along with the use of the existing
functions that estimate the life of reduction
gear and the time for periodic grease replacement.

（リモートメンテナンス）
使用条件が変化するなかで、産業用ロボットの保守コストは年々増える一方であり、ネットワークの利便性を活用した保全作業の支援ツールへの期待が高まっている。
NACHIはオープンなネットワーク技術を使い、遠隔地からの障害除去支援（リモートメンテンス）サーロボットの故障を未然に捉える予防保全サービ
ビス、スを含む「ロボット集中監視システム」を開発し、販売を開始した。
今回、PCベースの「AXコントローラ」と「オープンを融合したことにより、ロボッ化されたネットワーク技術」
ト集中監視システムを短期間に構築することができた。
また、各種サービス内容に関しては、メンテナンス経験が豊富な当社ロボットサービス会社であるナチロボットエンジニアリング（NRE）と協同開発した。

図1. AXコントローラの外観
12. ロボット集中監視システム
大量の産業用ロボットが稼動する自動車メーカーなどの場合、1台でもトラブルが発生すればライン全※4

体のダウンに直結する。ダウンタイムの短縮には、
これまでオンマシン・オフマシンでの障害除去支援機
能（ビジュアルなトラブルシュート）にはじまり、さらに、減速機寿命予測機能とグリース交換周期予測機能といった、的確な点検情報を発信できる予防保全機能を開発し商品化してきた。

（工場内LANでロボット集中監視）
ロボット集中監視システムのイメージを図2に示す。
※5

工場内の複数のロボット（AXコントローラ）が工場内イーサネットLANを介してロボット集中監視システムに接続される。ユーザーはネットワークシステムを再構築する必要がなく、既存ネットワークシステムに柔軟に対応できる。
※6

今回、この取り組みをさらにすすめ、複数のロボットの情報をロボット集中監視システムに集約することによって、ロボット故障に至るわずかな前兆を捉えて故障を予測する予防保全を開発した。また、
ロボット
集中監視システムをインターネットに接続し、遠隔地にあるNACHIのサービス拠点から障害除去を支援する「リモートメンテナンスシステム」を使って閲覧・操作することで、ダウンタイムの短縮を可能にした。

Windows 2000, XP上で動作するロボット集中監視システムのメイン操作画面では、予め工場レイアウ
トどおりにロボットが配置された図が表示され、運転中／停止中／異常発生といった状況が一目で閲覧できるように配慮した。
さらにインターネットを経由してNACHIのサービス拠点に接続した場合、遠隔地からの障害除去支援（リモートメンテナンス）ツールとなる。
ロボット集中監視システムの特長について、障害除去支援や予防保全などを紹介したい。

ロボットメーカー
サービス拠点

稼働状況管理画面（ライン全体）

リモートメンテナンス

インターネット

集中監視システム
お客様工場内PC

工場内LAN

稼動状況管理画面（ロボット個別）

図2. ロボット集中監視システム
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3. ロボット集中監視システムの特長
1）障害除去支援（AXオンデスクによる3D表示）

生産ラインのダウンタイムを短縮するため、
ロボット

ロボット集中監視システムはＡＸコントローラの入で発生したトラブルの解決を支援する。インターネット

出力信号の状態やプログラム番号といったリアルタを介して遠隔地からの障害除去支援（リモートメンテイムな情報を定期的に収集し、エラーなどの情報をナンス）機能を有している。

発生時に取得する。さらに異常ロボットからの各種トラブルを解決するには、まずロボットで何が起こっ設定ファイルの読込みも必要となる。ているのかを把握することから始めなければならない。

この障害除去支援を可能とした要素のひとつに、これまでは、ユーザーから情報が入るとサービスマン

NACHIが独自に開発したＡＸオンデスクがある。ＡＸが電話でエラー番号、発生軸、プログラム番号などにオンデスクとは、
ＰＣベースというＡＸコントローラの特ついて質問し、ユーザーが記憶をもとに、あるいは実長を最大限に活かし、パソコン上でロボットの3Ｄ表際に現場のティーチペンダントを操作して情報を取ロボット示を可能にしたシミュレーションツールであり、得し回答していた。ロボット集中監視システムは、
こ集中監視システムに標準装備されている（図4）。
※8

れをダイレクトにパソコン上から操作できるようにした。

リアルタイムエクステンションを必要としないため、ロボット集中監視システム上では、表示される工場（Windows 2000,XP）上で動作する。
市販のパソコンレイアウト図でロボットの異常発生を即座に認識できる。

ＡＸコントローラから転送された各種設定ファイルをＡ

オペレーターが異常発生ロボットを選ぶとＡＸコントロー

Ｘオンデスクが読み込む。

ラのティーチペンダント画面（図3）が表示され、遠隔※7操作によってエラーログなどの必要な情報を取得できるので、その場で的確な指示を出すことができる。
プログラム番号 ステップ番号

Fキー

ティーチペンダント画面

ティーチペンダント
操作パネル／0 操作パネルロボットシュミレーター

作業プログラム

異常モニター

図3. ティーチペンダント表示画面例

3

図4. ＡＸオンデスク 表示画面例

（ビジュアル保全支援）

目次

保全支援情報また、図5に示すようなビジュアル保全支援情報もロボット集中監視システムで閲覧することができるので、ロボット集中監視システムのオペレーターは的確な指示を出すことが可能となる。
ビジュアル保全支援情報は作業フローを明確にし、写真を多くとり入れて、初心者にもわかりやすい内容を心がけて作成した。

図5. ビジュアル保全支援情報 表示画面例（インターネットによるロボット集中監視）
図6はインターネット環境でのロボット集中監視システム利用例を示す。
遠隔地にあるパソコンはウェブページ閲覧ソフトでロボット集中監視画面を閲覧する。NACHIのサービ

ここに遠隔監視ソフトウェアを搭載（Webサーバー）
ユーザー側

ロボットメーカー
サービス拠点遠隔保全PC1インターネット

スマンが遠隔地から上記の障害除去支援操作を行なえば、簡単なトラブルであればその場で解決し、問題の程度に応じて担当者の現場への直行、
あるい

こちらは、ウェブ閲覧ソフトでPC1の内容を閲覧可能

ファイヤウォール1

ファイヤウォール2 遠隔保全PC2

イーサネットは本社の設計者による遠隔診断など、さまざまな対応を展開していくことが可能となる。

WWWサーバー

図6. リモートメンテナンス

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遠隔モニター＆メンテナンス「ロボット集中監視システム」

2）予防保全トラブルが起こってからではなく、トラブルの発生をこれらは、ロボット制御装置単体での実現はなか未然に防ぐために、ロボット故障にいたるわずかな前なか困難だが、大容量のメモリーを有するパソコンで兆をとらえて故障を予測する予防保全機能をロボッあれば十分に可能である。
自動車製造ラインに設置されたロボットの場合、ト集中監視システムに盛り込んだ。
ＡＸコントローラでは、平均速度・最大トルクといっＬ側とＲ側で左右対象のプログラムを再生する場合た各軸の負荷状況を示すデータ群が記憶されている。

が多い。両者のロボットの各軸負荷状態を比較し異これらの各軸負荷状態をロギングし統計学的手法常の兆候を検出するなど、ロボット集中監視システムで解析することによって、機械的な劣化などが原因ならではできる解析方法である。

※9となるロボット故障の兆候を察知しようと考えた。具

また、解析手法の改良などがあってもロボッ

体的には各軸負荷データをＸ−Ｒ管理図にプロット

ト本体のソフトウェアに影響を与えることなく、柔軟にし（図７）、管理限界線の範囲から逸脱していないか対応することができる。

※10を自動判別しオペレーターに知らせる。さらに、異常の兆候が認識された直前にロボットのパラメータやプログラムの修正がされていないか、定数／プログラムの作成日時を関連させ異常発生の原因追求を補助する。
XーR管理図による傾向解析
プログラム毎のサンプリング
平 均 速 度［rps］
最 大 速 度［rps］
平 均トルク［%］最 大トルク［%］
減速機寿命［Hr］

ロボット集中監視システム

管理限界線からの逸脱 → 異常の兆候
定数／プログラムのタイムスタンプをリンクさせ、異常発生の原因追求を補助

図7. ロボット予防保全

54.リモートメンテナンス・サービス3）カスタマイズ機能※11

ロボット集 中 監 視システムで重 要なＳＣＡＤＡ

PCベースのAXコントローラとネットワーク技術を融（Supervisory Control and Data Acquisition：パ合することで、予防保全／保全支援を含んだ集中ソコンをベースに各種入出力ボードを組み合わせてデー監視システムという新しいサービスを提供できるようタ収集および装置制御を行なうシステム）についてになった。
本システムは既に稼動状態にあり、そこから新たも簡単に紹介したい。
工場内のロボット配置は当然ながらひとつひとつな保全支援のアイデアも出始めている。これらのアイ全て異なる。ロボット集中監視システムは各々のライデアを具現化するべく、今後も予防保全／保全支ンを自由にレイアウトできなければならない。ロボット

援機能の改良を進め、この集中監視システムに盛りレイアウト・工程図を自由に配置し、状態変数表示込んでいきたい。などのビジュアル要素をカスタマイズできる自由度をまた、NACHIサービス会社NREと連携して、顧客もたせるため、ロボット集中監視システムでは市販の要望に応じたきめ細かく、迅速なサービスを提供できＳＣＡＤＡエンジンを搭載した。
トレンドグラフなどの設るようにしていきたい。

計・加工が容易なばかりでなく、データ解析アプリケー※12ションなどをVisual Basicなどで組み、自由に連携させることも可能である。当社のサービス会社ナチロボッ
トエンジニアリング（NRE）が顧客要望に応じてデザインし、エンドユーザーには完成されたソフトウェアパッケージとして納める。
ＳＣＡＤＡを利用したロボット集中監視
このように、システムは、多彩なアプリケーションに対応することができる。

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付表1．
AXコントローラの基本仕様
項 目
制御軸数

仕様

同時6軸（最大18軸）

サーボモーター

ＡＣサーボモーター

位置検出器

アブソリュートエンコーダ

プログラム方式

ティーチングプレイバック ロボット言語（JIS SLIM言語準拠）

プログラム選択数

9999種

メモリ容量
ティーチペンダント
ロボット制御盤間ケーブル
汎用入出力信号記憶方式
外部記憶装置インタフェース
構造
冷却方式
一次電源電圧仕様

16MB（160,000ステップ）
6.5インチカラーLCD（640×480 バックライト付き） 標準ケーブル長：10m
標準ケーブル長：5m
入力32点 DC24V, 出力32点 DC24V
フラッシュメモリ
コンパクトフラッシュカードインタフェース
箱型密閉式
間接冷却方式
トランス無し：AC200V〜220V±10%（3φ50/60Hz）

周囲温度

0〜45℃

周囲湿度

20〜85%（結露なきこと）

消費電力

約8.5KVA（機種により異なります）

外形寸法

W600×H1180×D550（mm）（台座部除く）

質量約132Kg

塗装色

マンセル 10GY9/1

通信仕様

イーサネット １ポート 10BASE-T（100BASE-T自動切換え）

用語解説※1 リモートメンテナンス
主にメンテナンスを目的として、ネットワークや電話回線などを利用して遠隔地にある産業用コントローラなどの操作を行なうこと。
※2 FAコントローラ
工場や研究所などの過酷な条件下でも問題なく利用できるように配慮したコントローラ※3 オープン化技術を独占するよりも、多くのユーザーと共有することでその発展を目指す動きの1つ※4 ダウンタイム
故障などによりシステム、工程が停止している時間※5 イーサネットLAN
Xerox、DEC、Intel社が共同で開発したコンピュータネットワークの規格。
パーソナルコンピュータのLAN環境では標準となっている。
※6 Windows 2000, XP
米国マイクロソフト社の登録商標。
オペレーティングシステム（OS）

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February / 2005

※7 エラーログ
過去から現在までに発生したエラー内容をファイルなどに残した記録。
※8 リアルタイムエクステンション
リアルタイム処理能力を重視してつくられたマルチタスクOSのこと。
※9 ロギング
時間の経過とともに変化するものを、あとから分かるようにファイルなどに残すこと。
※10 Ｘ−Ｒ管理図
平均値（Ｘ）と範囲（R）でつくられる管理図。
主に生産現場の工程管理に使用される。
※11 SCADA
パソコンをベースに各種入出力ボードを組み合わせてデータ収集および装置制御を行なうシステム。最近では、監視する収集データや表示項目をユーザーが選択するやり方が主流である。化学プラントでは、工程監視、工程制御に広く普及している。
※12 Visual Basic
米国マイクロソフト社の登録商標。
プログラミング言語。

〈発行〉 2005年2月1日
株式会社 不二越 開発本部 開発企画部
富山市不二越本町1-1-1 〒930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213