JP2020163474A - Robot device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボット装置に関するものである。 The present invention relates to a robot device.
従来より、ティーチングプレイバック方式と呼ばれる、予め設定された動作プログラムに基づいてその動作を再現することで、溶接作業や製品の搬送作業などを行う産業用ロボットが知られている。 Conventionally, an industrial robot called a teaching playback method has been known that performs welding work, product transport work, and the like by reproducing the movement based on a preset movement program.
ところで、このようなロボットでは、一般に、予め設定された動作しか行うことができず、例えば、ロボットやその搭載物、把持物の衝突などの想定外の異常事態が発生した場合には、動作プログラムでは対処することができない。そのため、異常が発生した当時の状況を、作業者が後から把握できるようにしておく必要がある。 By the way, in such a robot, generally, only a preset operation can be performed. For example, when an unexpected abnormal situation such as a collision between the robot, its mounted object, or a gripped object occurs, an operation program is used. Cannot deal with it. Therefore, it is necessary for the operator to be able to grasp the situation at the time when the abnormality occurred later.
特許文献1には、ロボットからの指令により対象物の位置、あるいは、位置及び姿勢を計測して計測結果をロボットに転送する視覚センサを備え、予め定義されたアラームが稼動中のロボットに発生すると、アラームの発生を視覚センサに通知するとともに、その時点のロボットの稼動状況をロボット履歴情報として記録するようにしたロボット装置が開示されている。
特許文献2には、自ロボットの稼動時の周辺環境をカメラ等で取得した各種データを記録装置に記録しておき、自ロボットに接近する物体を検出しその検出結果から異常状態にあると判断したときに、記録装置に記録された各種データを外部データベースに送信するようにしたロボット用ドライブレコーダ装置が開示されている。
In
しかしながら、従来の発明は、ロボットに異常が発生したときに、ロボットの稼動状況を示すデータを記録しようとするものであり、異常が発生した瞬間の時刻や実行されていたプログラム、ロボットの位置などの限られた情報しか知ることができない。そのため、具体的な原因や異常の発生に至る過程を知ることが困難であった。 However, the conventional invention is intended to record data indicating the operating status of the robot when an abnormality occurs in the robot, such as the time at the moment when the abnormality occurs, the program being executed, the position of the robot, and the like. Only limited information can be known. Therefore, it was difficult to know the specific cause and the process leading to the occurrence of the abnormality.
例えば、ロボットを溶接用途に使用する場合には、製品の良否に影響を及ぼす溶接条件などの時系列の情報が不足しており、異常発生の原因究明が困難であった。また、異常発生の原因が、人為的ミスやソフトウェアバグ等の複合的な要因によるものである場合にも、異常発生の瞬間の状況が分かるだけでは原因究明が困難であった。 For example, when a robot is used for welding, time-series information such as welding conditions that affect the quality of the product is insufficient, and it is difficult to investigate the cause of the abnormality. Further, even when the cause of the abnormality is a complex factor such as a human error or a software bug, it is difficult to investigate the cause only by knowing the situation at the moment of the abnormality.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットに異常が発生した場合に、その異常発生の原因究明を容易に行うことができるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make it possible to easily investigate the cause of an abnormality when an abnormality occurs in the robot.
本発明は、少なくとも1台のロボットと、該ロボットの稼動状況を示す稼動情報を受信して処理する情報処理装置とを備えたロボット装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。 The present invention targets a robot device including at least one robot and an information processing device that receives and processes operation information indicating the operation status of the robot, and has taken the following solutions.
すなわち、第1の発明は、前記情報処理装置は、前記稼動情報を一定時間分だけ常に記録する一時データ記録部と、所定のトリガ条件が発生したかを判断する判断部と、前記トリガ条件が発生したと判断された場合に、前記一時データ記録部に記録されている前記稼動情報の一部を受け取って記録するトリガ時データ記録部とを有することを特徴とするものである。 That is, in the first invention, the information processing apparatus has a temporary data recording unit that constantly records the operation information for a certain period of time, a determination unit that determines whether a predetermined trigger condition has occurred, and the trigger condition. It is characterized by having a trigger data recording unit that receives and records a part of the operation information recorded in the temporary data recording unit when it is determined that the occurrence has occurred.
第1の発明では、情報処理装置で受信したロボットの稼動情報は、一時データ記録部で一定時間分だけ常に記録される。そして、所定のトリガ条件が発生したと判断部で判断されると、一時データ記録部に記録された稼動情報の一部がトリガ時データ記録部に記録される。 In the first invention, the robot operation information received by the information processing apparatus is always recorded by the temporary data recording unit for a certain period of time. Then, when the determination unit determines that a predetermined trigger condition has occurred, a part of the operation information recorded in the temporary data recording unit is recorded in the trigger data recording unit.
これにより、例えば、ロボットの動作に異常が発生した場合に、トリガ時データ記録部に記録されている稼動情報から、異常発生に至る過程、異常発生時の状況や経過を確認することができ、異常発生からの復旧や原因究明を効率的に行うことができる。 As a result, for example, when an abnormality occurs in the operation of the robot, the process leading to the occurrence of the abnormality and the situation and progress at the time of the abnormality can be confirmed from the operation information recorded in the data recording unit at the time of trigger. It is possible to efficiently recover from an abnormality and investigate the cause.
本発明によれば、ロボットの動作に異常が発生した場合に、その異常発生の原因究明を容易に行うことができる。 According to the present invention, when an abnormality occurs in the operation of the robot, the cause of the abnormality can be easily investigated.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is essentially merely an example and is not intended to limit the present invention, its application or its use.
図1に示すように、ロボット装置10は、監視対象としてのロボット1と、ロボット1の稼動状況を示す稼動情報を受信して処理する情報処理装置としてのサーバー6とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ロボット1は、複数のサーボモータ1aを有する多軸の多関節型ロボットで構成されている。ロボットアーム1bの先端部には、溶接用のトーチ1cや図示しないワイヤ送給装置が取り付けられている。なお、関節軸数や水平多関節型、垂直多関節型等のロボット1の構成は、用途に合わせて適宜選択すればよい。
The
ロボット1には、コントローラ2が接続されている。コントローラ2には、ティーチペンダント3、溶接制御部4、外部機器15(図2参照)が接続されている。コントローラ2は、ティーチペンダント3、溶接制御部4、外部機器15との間でデータの送受信を行う。ここで、外部機器15は、例えば、各種センサや警報ランプ等である。
A
ティーチペンダント3は、作業者がロボット1の動作や溶接条件などを定義したり、コントローラ2から送信されたロボット1の情報を表示するための装置である。なお、ティーチペンダント3とコントローラ2とは、有線通信又は無線通信の何れで接続されていてもよい。また、ティーチペンダント3がコントローラ2に一体に設けられていてもよい。
The teach
溶接制御部4は、コントローラ2の処理に対応して制御信号を出力し、ロボット1に取り付けられた溶接用のトーチ1cやワイヤ送給装置の動作を制御する。なお、溶接制御部4は、コントローラ2と独立に構成されていてもよい。
The
コントローラ2は、ネットワークケーブル5を介してサーバー6に接続されている。なお、コントローラ2とサーバー6との接続形態は、イーサネット(登録商標)が一般的であるが、シリアル通信、パラレル通信、アナログ信号などを使用してもよい。また、ハブやルーターなどの中継機器を設けてもよい。また、コントローラ2とサーバー6とは、無線通信によって接続されていてもよい。
The
サーバー6には、表示モニタとしての稼動情報表示部19が設けられている。稼動情報表示部19には、ロボット1の稼動状況を示す稼動情報、例えば、ロボット1の現在位置を示す3Dデータ、溶接波形、動作ランプが表示されている。
The
また、ロボット1の稼動情報は、ロボット1の機種名、ロボット1の姿勢、サーボモータ1aの負荷情報、エラー内容を示すコード、溶接の品質情報、プログラムの実行回数、生産情報、ロボット1の稼動時間などを含んでいてもよい。
The operation information of the
図2に示すように、コントローラ2は、電源14から電源制御部13に供給された電力によって動作する。
As shown in FIG. 2, the
CPU8は、ティーチペンダント3からの指令、教示プログラムメモリ11で実行された教示プログラム、記憶領域12に記憶された所定の制御シーケンスに対応して、システム全体の制御を行う。
The CPU 8 controls the entire system in response to a command from the
また、CPU8は、ロボット1のサーボモータ1aのドライバより送信された検出角度に基づいて、記憶領域12に記憶されているサーボモータ1aの特性やロボット1のアーム長などの値と順運動学演算とを用いて、直交座標系におけるロボット1のトーチ1cの先端位置を演算する。
Further, the CPU 8 performs forward kinematics calculation with values such as the characteristics of the servomotor 1a stored in the storage area 12 and the arm length of the
入出力制御部9は、CPU8の処理に対応して、コントローラ2に接続された外部機器15の情報取得及び送信処理を行う。
The input /
通信インターフェイス部2aは、電源14が投入されてサーバー6との接続が確立された後で、CPU8が収集したロボット1の稼動情報を一定間隔でサーバー6に対して送信する。
The
ここで、ロボット1の稼動状況を示す稼動情報としては、ロボット1の設定情報、現在位置、溶接条件、入出力情報など、コントローラ2が扱う情報のうち、必要なものを選択する。
Here, as the operation information indicating the operation status of the
図3に示すように、コントローラ2から送信されてきた稼動情報は、サーバー6の通信インターフェイス部6aで受信され、監視アプリケーションとしての情報処理部7に含まれる稼動情報制御部18に送られる。通信インターフェイス部6a及び情報処理部7の動作は、CPU16の指令に基づいて制御される。
As shown in FIG. 3, the operation information transmitted from the
稼動情報制御部18は、記録内容設定部17で設定された内容に応じて、稼動情報のデコードやフィルタリング等を行う。なお、記録内容設定部17では、例えば、稼動情報を取得したいロボット1のIPアドレス等を指定したり、稼動情報の受信間隔を設定する。
The operation
稼動情報制御部18は、稼動情報表示部19に対して稼動情報を送信して、ユーザーに対して稼動情報の提示を行うとともに、一時データ記録部20に対して稼動情報を送信する。
The operation
図4に示すように、一時データ記録部20は、リングバッファ状の構造となっており、稼動情報制御部18から新しい稼動情報を取得すると、一時データ記録部20が記録している最も古い稼動情報のデータを消去する。これにより、一定量の稼動情報を常に保持することができる。
As shown in FIG. 4, the temporary
なお、一時データ記録部20において常に保持するデータ量は、保存条件設定部23で設定された内容、例えば、時間、サンプル数、データサイズなどの基準により決定する。
The amount of data that is always held in the temporary
ここで、コントローラ2とサーバー6との通信時に、データの欠損や通信間隔の変動が発生する場合があるため、一時データ記録部20にデータを格納する際は、時刻を表す識別子を付加する。なお、コントローラ2側で時刻を表す識別子を付加して送信してもよい。
Here, since data loss or fluctuation of the communication interval may occur during communication between the
図3に示すように、保存制御部21は、トリガ条件設定部22で予め指定した状況と稼動情報制御部18から通知される現在のロボット1の稼動状況を比較する。つまり、保存制御部21は、所定のトリガ条件が発生したかを判断する判断部を構成している。ここで、トリガ条件とは、例えば、ロボット1の動作にエラーが発生した場合や、所定の稼動時間が経過した場合(例えば、1時間毎)である。
As shown in FIG. 3, the
そして、保存制御部21は、トリガ条件設定部22で指定したトリガ条件が発生していると判断すると、トリガ条件が発生した時点を含む前後の所定時間分の稼動情報を、一時データ記録部20のリングバッファから取り出し、トリガ時データ記録部24に転送するように制御する。
Then, when the
図4に示すように、例えば、一時データ記録部20のn番目の時点でトリガ条件が発生した場合、その時点より後のn+k番目までデータが格納されるのを待ち、過去のn−m番目までのデータとともにトリガ時データ記録部24に転送する。なお、kとmは、保存条件設定部23にて指定する。これにより、トリガ条件発生時の前後の稼動情報を保存することができる。
As shown in FIG. 4, for example, when the trigger condition occurs at the nth time point of the temporary
トリガ時データ記録部24は、一時データ記録部20と同様にリングバッファ状の構造となっており、記録されている稼動情報が所定容量以上となった場合に、保存日時の古いデータから順に消去する。これにより、一時データ記録部20より転送されたデータのうち、最新の一定個数のデータを常に保持することができる。なお、稼動情報のファイル数が所定以上となった場合に、保存日時の古いファイルから順に消去するようにしてもよい。
The trigger
図3に示すように、トリガ時データ記録部24に保存されたデータは、再生処理部25によって読み出され、稼動情報表示部19に表示される。このとき、上述した時刻を表す識別子を元に表示の更新周期を調整して、記録された当時の時系列を再現するようにする。
As shown in FIG. 3, the data stored in the trigger
ここで、稼動情報制御部18より取得する現在の稼動情報と、再生処理部25より取得する異常時の稼動情報とのどちらを表示するかは、稼動情報表示部19において切り替え可能となっている。なお、稼動情報表示部19とは別に再生専用の表示部を設けてもよい。
Here, it is possible for the operation
再生処理部25の動作は、ユーザーが再生設定部26によって指定することができる。好ましくは再生の一時停止や早送り、巻き戻し、再生箇所のシークができるようにする。
The operation of the
以上のように、本実施形態に係るロボット装置10によれば、ロボット1の動作に異常が発生した場合に、トリガ時データ記録部24に記録されている稼動情報から、異常発生に至る過程、異常発生時の状況や経過を確認することができ、異常発生からの復旧や原因究明を効率的に行うことができる。
As described above, according to the
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
The embodiment may have the following configuration.
本実施形態では、ロボット1、サーバー6がともに1台の場合について説明したが、例えば、図5に示すように、複数台のロボット1と複数台のサーバー6とを、中継機器30を介して接続するようにしてもよい。また、サーバー6同士を接続することで、複数台のロボット1の情報をサーバー6間で伝達するようにしてもよい。
In the present embodiment, the case where both the
そして、サーバー6では、複数台のロボット1に対応した複数の稼動情報を受信して処理する。具体的に、一時データ記録部20は、複数の稼動情報を一定時間分だけ常に記録する。保存制御部21は、複数台のロボット1のうち少なくとも1台においてトリガ条件が発生したかを判断する。トリガ条件が発生したと判断された場合に、トリガ時データ記録部24は、一時データ記録部20に記録されている複数の稼動情報からその一部を受け取って記録する。
Then, the
このようにすれば、複数台のロボット1が同時に作業を行っていた場合に、個々のロボット1が記録しているエラー履歴だけでは知ることができなかった、異常が発生した当時のロボット1の位置関係や周辺機器の状況を、複数の稼動情報に基づいて把握することができる。
In this way, when a plurality of
以上説明したように、本発明は、ロボットに異常が発生した場合に、その異常発生の原因究明を容易に行うことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, the present invention is extremely useful and industrial because it has a highly practical effect that when an abnormality occurs in a robot, the cause of the abnormality can be easily investigated. High availability.
1 ロボット
6 サーバー(情報処理装置)
10 ロボット装置
20 一時データ記録部
21 保存制御部(判断部)
24 トリガ時データ記録部
1
10
24 Trigger data recording unit
Claims (5)
前記情報処理装置は、
前記稼動情報を一定時間分だけ常に記録する一時データ記録部と、
所定のトリガ条件が発生したかを判断する判断部と、
前記トリガ条件が発生したと判断された場合に、前記一時データ記録部に記録されている前記稼動情報の一部を受け取って記録するトリガ時データ記録部とを有することを特徴とするロボット装置。 A robot device including at least one robot and an information processing device that receives and processes operation information indicating the operation status of the robot.
The information processing device
A temporary data recording unit that constantly records the operation information for a certain period of time,
A judgment unit that determines whether a predetermined trigger condition has occurred, and
A robot device including a trigger data recording unit that receives and records a part of the operation information recorded in the temporary data recording unit when it is determined that the trigger condition has occurred.
前記トリガ時データ記録部は、前記トリガ条件が発生した時点を含む前後の所定時間分の前記稼動情報を記録するように構成されていることを特徴とするロボット装置。 In claim 1,
The robot device is characterized in that the trigger data recording unit is configured to record the operation information for a predetermined time before and after including the time when the trigger condition occurs.
前記トリガ時データ記録部は、記録されている前記稼動情報が所定容量以上となった場合に、保存日時の古いデータから順に消去するように構成されていることを特徴とするロボット装置。 In claim 1 or 2,
The trigger data recording unit is a robot device characterized in that when the recorded operation information exceeds a predetermined capacity, the data having the oldest storage date and time is deleted in order.
前記判断部は、前記ロボットの動作にエラーが発生した場合及び所定の稼動時間が経過した場合のうち少なくとも一方の場合に、前記トリガ条件が発生したと判断するように構成されていることを特徴とするロボット装置。 In any one of claims 1 to 3,
The determination unit is characterized in that it determines that the trigger condition has occurred when an error occurs in the operation of the robot or at least one of the cases where a predetermined operation time has elapsed. Robot device.
前記ロボットは、複数台設けられ、
前記情報処理装置は、複数台の前記ロボットに対応した複数の前記稼動情報を受信して処理するように構成され、
前記一時データ記録部は、複数の前記稼動情報を一定時間分だけ常に記録するように構成され、
前記判断部は、複数台の前記ロボットのうち少なくとも1台において前記トリガ条件が発生したかを判断するように構成され、
前記トリガ時データ記録部は、前記トリガ条件が発生したと判断された場合に、前記一時データ記録部に記録されている複数の前記稼動情報の一部を受け取って記録するように構成されていることを特徴とするロボット装置。 In any one of claims 1 to 4,
A plurality of the robots are provided.
The information processing device is configured to receive and process a plurality of the operation information corresponding to the plurality of the robots.
The temporary data recording unit is configured to constantly record a plurality of the operation information for a certain period of time.
The determination unit is configured to determine whether the trigger condition has occurred in at least one of the plurality of robots.
The trigger data recording unit is configured to receive and record a part of a plurality of the operation information recorded in the temporary data recording unit when it is determined that the trigger condition has occurred. A robot device characterized by that.
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