CN107932499A - 追踪模块的信息的机器人系统以及维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供追踪模块的信息的机器人系统以及维护方法。本发明是可以对构成机器人的每一个模块适当地进行维护信息的管理、故障预测的机器人系统以及维护方法。该机器人系统具有多个机器人，其被配备为可更换手臂的模块，进而该系统还具有：机器人信息积累部，其积累包括手臂的各自的运转状态、故障预测信息、故障诊断信息以及维护历史信息中的至少一个的机器人信息；读入部，其读入手臂的固有的识别信息；机器人信息参照部，其参照与所读入的识别信息相对应的手臂相关并被积累的机器人信息；以及机器人信息输出部，其输出机器人的每一个手臂的机器人信息。

Description

追踪模块的信息的机器人系统以及维护方法

技术领域

本发明涉及追踪构成机器人的模块的信息，并进行其管理、故障预测的机器人系统以及维护方法。

背景技术

在工业用机器人中，已知构成该机器人的机构部被构成为可以以单元(模块)单位来更换其一部分。作为与之相关的现有技术，例如在日本特开2004-148433号公报中公开了计划使机器人机构部或机构单元的更换后的各数据变更的工作自动进行的机器人装置。

另一方面，已知进行与构成机器人的部件有关的故障诊断、故障预测的技术(例如日本特开2004-202624号公报、日本特开2015-217468号公报、日本特开平07-107767号公报)。还已知按机器人的部件取得其运用信息等并积累至数据库的技术(例如日本特开2007-260834号公报、日本特开2014-050951号公报、日本特开2013-218408号公报)。

在对机器人机构部进行模块化时，各模块可以根据需要针对机器人安装或拆下来进行使用，但是在现有技术中，很难对每一个模块收集故障的正确的预测、维护信息。例如，在被模块化的手臂部件中，当拆下安装于某机器人的手臂并安装在其他机器人中时，或者拆下安装于某机器人的手臂并安装其他手臂时，在现有技术中针对新安装的手臂无法进行故障预测。

在日本特开2004-148433号公报中公开的技术是将D-H参数等机器人的轨迹控制的计算所需的参数存储至安装在机器人的各机构部中的存储器，由此在更换机构部的一部分或全部时，控制装置从安装在机构部中的存储器自动地读取这些信息，不进行机构的校准而对机器人的程序实现与更换前相同的轨迹控制，但是并不是对机器人的每一个部件进行故障预测、维护信息的管理。

日本特开2004-202624号公报、日本特开2015-217468号公报、日本特开平07-107767号公报所公开的技术是进行机器人的部件的故障诊断、故障预测的技术，但是成为其判断材料的信息被限定在对象部件被安装在特定的机器人中的期间。因此，在某部件被替换到其他的机器人的情况下，很难进行适当的故障诊断、故障预测。

另外，日本特开2007-260834号公报、日本特开2014-050951号公报、日本特开2013-218408号公报所公开的技术是对每一个部件积累累积运行时间等的运行信息，并有效应用于部件更换时期的判断等，但是成为其判断材料的信息仍然被限定在对象部件被安装于特定的机器人的期间。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供可以对构成机器人的每一个模块适当地进行维护信息的管理、故障预测的机器人系统以及维护方法。

为了达到上述目的，本申请发明的一个方式提供一种机器人系统，其具有：机器人机构部，其由各自具备固有的识别信息的多个模块构成，并且能够以模块单位来进行更换；以及机器人控制装置，其控制该机器人机构部的各轴的动作，该机器人系统具有：机器人信息积累部，其积累包括所述模块的各自的运转状态、故障预测信息、故障诊断信息以及维护历史信息中的至少一个的机器人信息；读入部，其读入所述模块的固有的识别信息；机器人信息参照部，其参照与读入的所述识别信息相对应的模块相关并被积累的机器人信息；以及机器人信息输出部，其输出所述机器人机构部的每一个模块的所述机器人信息。

所述机器人信息积累部可以被包含在连接到通信网络的数据库中，所述通信网络连接到所述机器人系统，也可以被包含在设置于所述机器人控制装置中的数据库中，或者还可以被包含在被设置于所述机器人机构部的每一个模块所具备的非易失性存储器中的数据库中。

优选的是，提供给所述机器人机构部的每一个模块的所述机器人信息是在当前以及过去所安装过所述模块的全部的机器人中针对所述模块所积累的信息。

所述机器人信息输出部的优选的具体例为所述机器人控制装置所具备或所连接的显示装置。

另外，本申请发明的其他的方式是提供一种维护方法，其为机器人系统的维护方法，所述机器人系统具有：机器人机构部，其由各自具备固有的识别信息的多个模块构成，并且能够以模块单位来更换；以及机器人控制装置，其控制该机器人机构部的各轴的动作，所述维护方法包括：积累包括所述模块的各自的运转状态、故障预测信息、故障诊断信息以及维护历史信息中的至少一个的机器人信息的步骤；读入所述模块的固有的识别信息的步骤；参照与读入的所述识别信息相对应的模块相关并被积累的机器人信息的步骤；以及输出所述机器人机构部的每一个模块的所述机器人信息的步骤。

附图说明

通过一边参照附图一边对以下优选的实施方式进行说明，将使得本发明的上述或其他的目的、特征以及优点更加清楚。

图1是表示本发明的优选的实施方式所涉及的机器人系统的示意结构的图。

图2是图1中的机器人控制装置的功能框图。

图3是图1中的数据库的功能框图。

图4是表示图1的机器人系统中的处理的一例的流程图。

图5是表示在图1的机器人系统中，替换了一部分模块(手臂)的例图。

图6是包括数据库的机器人控制装置的功能框图。

具体实施方式

下面，一边参照附图一边说明本发明的优选的实施方式。此外，在下面的实施例中，作为机器人机构部所具有的可更换的模块的例子，对手臂部件(机器人手臂)进行说明。但是作为模块的例子，除了手臂部件以外，还列举了减速器、电动机等可更换且可以取得它们的运转状态、故障预测信息、故障诊断信息以及维护历史信息中的至少一个(以下，也称为机器人信息)的所有部件、或者这种部件的组合(单元部件)。

(实施例1)

图1是表示本发明的第一实施例所涉及的机器人系统10的示意结构的图。机器人系统10具有：至少一个、优选多个(在图示例中是两个)的机器人机构部(以下，简称为机器人)101和102、以及分别控制机器人101和102的各轴的动作的机器人控制装置201和202，机器人控制装置201及202经由连接到机器人系统10的以因特网为代表的通信网络402相互连接，并且还连接到数据库401。

图2是机器人控制装置201(或202)的功能框图。机器人控制装置201(202)具备：控制机器人101(102)的各轴的动作的轴控制部501、输出机器人信息的机器人信息输出部502、经由通信网络402收发机器人信息的第一机器人信息收发部503、以及对每一个模块读入固有的识别信息的识别信息读入部504。此外，不仅机器人控制装置，也可以是连接到数据库401的计算机等的其他装置(未图示)具备识别信息读入部504，还可以是机器人控制装置以及该计算机都具备识别信息读入部504。

此外，作为轴控制部501、第一机器人信息收发部503以及识别信息读入部504，例如可以使用运算处理装置(CPU)、通信模块、存储器以及各种传感器，或者它们的组合等。另外，作为信息输出部502，例如除了对机器人信息进行画面显示来提示作业者的显示器等的显示部，还可以使用通过声音向作业者通知机器人信息的单元、将机器人信息作为数据向作业者可以访问的其他装置(未图示)进行通信的单元等能够向作业者提供机器人信息的单元。此外，如图2所示，显示部(信息输出部)502优选是配备于机器人控制装置中或者是连接到机器人控制装置的显示装置。

图3是数据库401的功能框图。数据库401具备：可以与第一机器人信息收发部503进行通信的第二机器人信息收发部601、参照与所读入的识别信息相关联的(有关的)机器人信息的机器人信息参照部602、以及存储/积累第二机器人信息收发部601接收到的机器人信息的机器人信息积累部603。此外，作为第二机器人信息收发部601、机器人信息参照部602、以及机器人信息积累部603，例如可以使用运算处理装置(CPU)、通信模块以及存储器，或者它们的组合等。

下面，一边参照图4的流程图，一边针对机器人系统10中的处理(维护方法)进行说明。首先，在步骤S1中，对机器人101安装可更换的模块，同样地，对机器人102安装可更换的模块。此外，在第一实施例中，如图1所示，机器人101是具有作为可更换的模块的手臂301、手臂302、以及手臂303的多关节机器人，另一方面，机器人102是具有作为可更换的模块的手臂311、手臂312以及手臂313的多关节机器人。

在接下来的步骤S2中，进行各模块的识别信息的读取。例如，通过视觉传感器或作业者的操作将由安装于机器人101(102)的手臂的表面上所打印的字符串组成的识别编号输入至机器人控制装置201(202)，由此通过识别信息读入部504来读取。

此外，作为识别编号的方式，并不限定于上述那样的字符串，例如可以在手臂的表面粘贴表示附加给手臂的识别编号的条形码或二维码，或者在手臂中预先内置对识别编号进行电子存储的非易失性存储器。此外，各模块的识别编号如后所述，用于使各模块与积累在数据库401中的信息相关联。

在接下来的步骤S3中，使用所读取的识别信息，从数据库401中参照与该识别信息相对应的各模块的过去的故障预测、维护历史信息，接下来在步骤S4中，在数据库401中积累各模块的状态(实际运转情况等)。在这种情况下，机器人控制装置201使用第一机器人信息收发部503向数据库401发送手臂301、手臂302以及手臂303的机器人信息，同样地，机器人控制装置202使用第一机器人信息收发部503向数据库401发送手臂311、手臂312以及手臂313的机器人信息。数据库401的机器人信息积累部603将接收到的机器人信息按模块(的识别信息)进行关联积累。此外，可以颠倒步骤S3与S4的顺序。

接下来在步骤S5中，使用在数据库401中所积累的各手臂(模块)的信息，分别针对手臂，进行机器人信息的输出(向作业者进行提供)。机器人信息的提供(输出)例如在机器人控制装置所具备的显示部中，可以通过显示每一个模块的机器人信息来进行，但是也可以通过上述声音的通知、向其他的装置进行数据通信来进行。表1是以表形式来表示机器人控制装置201中的显示内容时的一例。此外，优选的是，按模块输出的机器人信息是在当前以及过去安装过各模块的所有机器人中，针对该模块所积累的信息。

表1

模块名	运转状态	故障预知信息	故障诊断信息	维护历史信息
					手臂301	500小时/月	预期无故障	正常	X年Y月Z日 更换部件A
手臂302	500小时/月	预期无故障	正常	无维护历史
					手臂303	600小时/月	10日以内故障	正常	无维护历史

在接下来的步骤S6中，作业者根据所提供的机器人信息，判断是可以继续使用各模块或者应该拆下(更换)某个模块等。例如在表1中，当某手臂的故障预测信息为“1天以内发生故障”，或者故障诊断信息(即当前时刻的状态)为“异常”时，考虑需要立刻拆下该手臂并更换为其他的手臂。

在这里，考虑拆下安装在机器人中的模块，并更换至其他机器人。具体而言，如图5所示，假设从机器人101上拆下手臂302，或者从机器人102中拆下手臂312，之后，将手臂312安装至机器人101，将手臂302安装至机器人102。

在这种情况下，如关于步骤S2以及S3所说明的那样，机器人控制装置201读取新安装至机器人101的手臂312的识别编号，并从数据库401中参照手臂312的过去的故障预测、维护的信息。在新安装至机器人102的手臂302中，也同样地从数据库401中参照信息。

之后，机器人控制装置201在数据库401中代替手臂302来积累手臂312的机器人信息(包括故障预测、维护信息的各种各样的信息)，机器人控制装置202在数据库401中代替手臂312来积累手臂302的机器人信息。这样，使用了数据库401所积累的各模块信息的机器人信息的提供(输出)也可以由连接到数据库401的机器人控制装置来进行，还可以由连接到数据库401的未图示的计算机来进行。

如实施例1中的手臂302和手臂312那样，由于即使在变更了模块的安装对象(机器人)时，也会在数据库401中继续积累符合运转状况的信息，因此通过由机器人信息参照部602参照任意的模块的信息，可以进行机器人信息的提供。图2表示以表形式示出在机器人控制装置201中提供的机器人信息的内容时的一例。如该表所示，伴随着安装至机器人101的手臂302被更换为手臂312，显示的内容也发生变化。

表2

模块名	运转状态	故障预知信息	故障诊断信息	维护历史信息
					手臂301	500小时/月	预期无故障	正常	X年Y月Z日 更换部件A
手臂302	400小时/月	预期无故障	正常	x年y月z日 更换部件B
					手臂303	600小时/月	10日以内故障	正常	无维护历史

(实施例2)

在上述的第一实施例中，数据库401被设置为与机器人控制装置201或202独立的装置，但是在第二实施例中，如图6所示，数据库被设置为机器人控制装置201以及202中的至少一方(例如内置)，换言之，机器人控制装置也具有作为数据库401的功能。针对第二实施例的其他的部分，除非另有说明，否则与第一实施例相同，因此省略详细的说明。

第二实施例也与第一实施例同样地，在从机器人101中拆下手臂302，然后安装至机器人102的情况下，手臂302被安装到机器人102以后的机器人信息被积累于内置在机器人控制装置202中的数据库中，但是在需要所安装的以前的机器人信息时将以如下方式进行取得。

首先，机器人控制装置202读入手臂302的识别信息。接下来，从隔着通信网络连接的全部机器人控制装置中所内置的数据库中，参照与读入的识别信息相关联的机器人信息。在实施例2的情况下，能够从内置于机器人控制装置201的数据库中，参照手臂302被安装到机器人102以前、被安装在机器人101中的时期的手臂302的机器人信息。这样，可以获得手臂302被安装到机器人102以前的机器人信息。因此，即使安装对象的机器人发生变更时，也可以追踪构成机器人的每一个模块的机器人信息，并可以根据需要适时提供给作业者。

(实施例3)

在以下所述的第三实施例中，与上述的第一以及第二实施例不同，各个模块内置非易失性存储器，且该非易失性存储器具有数据库401(的功能)。即在第三实施例中，如果以图1为例，手臂301、手臂302、手臂303、手臂311、手臂312以及手臂313分别内置非易失性存储器701、702、703、711、712以及713，这些非易失性存储器分别具备数据库。针对第三实施例的其他部分，除非另有说明，否则与第一或第二实施例相同，因此省略详细的说明。

在实施例3中，机器人控制装置不需要连接到通信网络。另外各非易失性存储器的数据库仅持续积累内置有其自身的模块(手臂)的机器人信息。因此，在数据库中积累的信息不需要与模块的识别编号相关联。

例如即使从机器人101中拆下手臂302，内置在手臂302中的数据库所积累的信息也不会丢失。之后手臂302被安装到机器人102时，内置在手臂302中的数据库中除了直至目前所积累的机器人信息，还积累安装到机器人102以后的机器人信息。

因此，内置在手臂302中的数据库中积累了制造手臂302以后的所有机器人信息。机器人控制装置202通过参照积累的机器人信息，可以提供手臂302的机器人信息。因此，机器人控制装置通过参照内置在当前安装在所连接的机器人中的模块中的数据库内的机器人信息，由此可以追踪每一个模块的机器人信息，并可以根据需要适时提供给作业者。

在上述的实施例中，进行以模块单位可更换地构成的机器人机构部的各模块的个体识别，通过利用各模块的固体识别信息，在安装对象的机器人被变更时，也可以在数据库中持续积累包括该模块的运转状态、该模块由于其他的模块的运转状态所受到的影响、故障预测信息、故障诊断信息以及维护历史信息中的至少某一个的机器人信息。并且，通过参照数据库中所积累的模块的过去的信息(历史信息)，可以容易地向作业者提供该模块的机器人信息，作业者可以根据所提供的信息来适当地判断是否应对各模块进行更换等。因此，在本实施例中，可以大幅改善包括作为被模块化的机器人的系统整体的生产效率、运转率。

根据本发明，可以对能够以模块单位更换的机器人机构部的每一个模块进行故障预测、维护信息的管理，并可以最大限度地发挥能够将被模块化的部件自由装卸于机器人的优点，并且提高生产运转率。

Claims (7)

1.一种机器人系统，具有：机器人机构部，其是由各自具备固有的识别信息的多个模块构成，并且能够以模块单位来更换；以及机器人控制装置，其控制该机器人机构部的各轴的动作，该机器人系统的特征在于，

所述机器人系统具有：

机器人信息积累部，其积累包括所述模块的各自的运转状态、故障预测信息、故障诊断信息以及维护历史信息中的至少1个的机器人信息；

读入部，其读入所述模块的固有的识别信息；

机器人信息参照部，其关于与所读入的所述识别信息相对应的模块参照所积累的机器人信息；以及

机器人信息输出部，其输出所述机器人机构部的每一个模块的所述机器人信息。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人信息积累部被包含于连接到通信网络的数据库中，所述通信网络连接到所述机器人系统。

3.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人信息积累部被包含于设置在所述机器人控制装置中的数据库中。

4.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人信息积累部被包含于设置在所述机器人机构部的每一个模块所具备的非易失性存储器中的数据库中。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的机器人系统，其特征在于，

提供给所述机器人机构部的每一个模块的所述机器人信息是在当前以及过去安装过所述模块的所有机器人中针对所述模块所积累的信息。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人信息输出部是所述机器人控制装置所具备或所连接的显示装置。

7.一种维护方法，其是机器人系统的维护方法，所述机器人系统具有：机器人机构部，其由各自具备固有的识别信息的多个模块构成，并且能够以模块单位来更换；以及机器人控制装置，其控制该机器人机构部的各轴的动作，所述维护方法的特征在于，

所述维护方法包括：

积累包括所述模块的各自的运转状态、故障预测信息、故障诊断信息以及维护历史信息中的至少一个的机器人信息的步骤；

读入所述模块的固有的识别信息的步骤；

关于与所读入的所述识别信息相对应的模块参照所积累的机器人信息的步骤；以及

输出所述机器人机构部的每一个模块的所述机器人信息的步骤。