CN110154084B - 传感器单元、控制方法以及记录介质 - Google Patents

传感器单元、控制方法以及记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种传感器单元、控制方法以及记录介质，用于减少故障诊断用数据的数据量，并且更切实地探测一边移动一边进行作业的装置的故障。传感器单元包括限定输出部(6)，所述限定输出部(6)仅在加速度的绝对值为规定的阈值(As)以下的期间输出故障诊断用数据。

Description

传感器单元、控制方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及一种传感器单元(sensor unit)、控制方法以及记录介质。
背景技术
以往，已知有下述技术：根据来自搭载于机器人(一边移动一边进行作业的装置)的传感器的获取数据而生成故障诊断用数据，使用此故障诊断用数据来探测机器人的故障。在此技术中，要求减小故障诊断用数据的数据量。其原因在于，若故障诊断用数据的数据量过大，则难以通过无线通信方式来发送故障诊断用数据。
作为减小故障诊断用数据的数据量的技术的一例，可列举下述技术：当来自传感器的获取数据的值为规定的阈值以下时，降低用于对来自传感器的获取数据进行抽样的采样(sampling)频率(参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2017-016187号公报(2017年1月19日公开)
发明内容
[发明所要解决的问题]
此外，存在下述情况(case)，即：较之来自传感器的获取数据的绝对值为大时，所述绝对值大致为0时会显著出现因机器人故障造成的问题。
作为所述情况的一例，可列举使用对与机器人的移动相关的加速度进行测定的加速度传感器来作为传感器的情况。即，所述问题可能在机器人高速移动时显著出现。而且，当机器人等速移动时，来自加速度传感器的获取数据的绝对值大致为0。即，在使用加速度传感器来作为传感器的情况下，当机器人高速且等速移动时，尽管所述绝对值大致为0，但可能显著出现所述问题。另外，作为所述问题的一例，可列举：由于机器人的关节处所设的轴承(bearing)受到损伤，因此在机器人的移动时，机器人的振动大。
在适用当来自加速度传感器的获取数据的绝对值为规定的阈值以下时，降低用于对来自加速度传感器的获取数据进行抽样的采样频率这一技术时，会产生以下问题。即，此时，当所述问题显著出现时，由于来自加速度传感器的获取数据的绝对值小，因此采样频率有可能变低。其结果，尽管显著出现了所述问题，但未成功探测到此问题，由此，有可能无法成功探测到机器人的故障。
本发明的一实施例的目的在于，实现既能减小故障诊断用数据的数据量，又能更切实地探测一边移动一边进行作业的装置的故障的传感器单元、控制方法、程序以及记录介质。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述问题，本发明的一实施例的传感器单元输出故障诊断用数据，所述故障诊断用数据用于探测一边移动一边进行作业的装置的故障，所述传感器单元包括：加速度传感器，测定与所述移动相关的加速度；期间确定部，确定所述加速度的绝对值为规定的阈值以下的期间；以及限定输出部，仅在所述期间输出所述故障诊断用数据。
为了解决所述问题，本发明的一实施例的控制方法是传感器单元的控制方法，所述传感器单元包括对与一边移动一边进行作业的装置的移动相关的加速度进行测定的加速度传感器，且输出用于探测所述装置的故障的故障诊断用数据，所述控制方法包括下述工序：确定所述加速度的绝对值为规定的阈值以下的期间；以及仅在所述期间输出所述故障诊断用数据。
加速度的绝对值为规定的阈值以下，是指所述装置的移动为等速或者接近等速。当所述装置的移动为等速时，有可能因所述装置的加速已完成而所述装置的移动为高速。同样地，当所述装置的移动接近等速时，有可能因所述装置的加速正逐渐完成而所述装置的移动为高速。另一方面，所述绝对值超过规定的阈值，是指所述装置正处于加速过程中，换言之，所述装置的移动为低速的可能性高。当所述装置的移动为高速时，与所述装置的移动为低速时相比，容易显著出现所述问题。根据所述结构，仅在容易显著出现所述问题的期间输出故障诊断用数据。因而，既能减小故障诊断用数据的数据量，又能更切实地探测所述装置的故障。
本发明的一实施例的传感器单元中，所述期间确定部也可根据所述加速度传感器的测定结果来进行所述确定。本发明的一实施例的传感器单元中，所述期间确定部也可根据预先决定的所述移动的调度来进行所述确定。
根据所述的各结构，能够实现所述期间的确定。
本发明的一实施例的传感器单元优选包括数据生成处理部，所述数据生成处理部生成使来自所述加速度传感器的获取数据的数据量减少而获得的所述故障诊断用数据。
根据所述结构，能够进一步减小故障诊断用数据的数据量。
本发明的一实施例的传感器单元中，优选的是，所述限定输出部在不输出所述故障诊断用数据时，使所述数据生成处理部停止所述故障诊断用数据的生成。
根据所述结构，能够降低故障诊断用数据的生成造成的消耗电力。
本发明的一实施例的控制方法也可由计算机(computer)来执行。此时，用于使计算机执行所述控制方法的程序、及记录有此程序且计算机可读取的记录介质也包含在本发明的范畴内。
[发明的效果]
根据本发明的一实施例，既能减小故障诊断用数据的数据量，又能更切实地探测一边移动一边进行作业的装置的故障。
附图说明
图1是表示本发明的一侧面的实施方式的传感器单元的概略结构的图。
图2是表示来自加速度传感器的获取数据的一例的图表。
图3是表示图1所示的传感器单元中的动作流程的流程图。
符号的说明
1：传感器单元
2：机器人(一边移动一边进行作业的装置)
3：加速度传感器
4：控制IC
5：臂
6：限定输出部
7：数据生成处理部
8：期间确定部
As：规定的阈值
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的一侧面的实施方式(以下也称作“本实施方式”)。但是，以下说明的本实施方式在所有方面不过是本发明的例示。当然能够不脱离本发明的范围而进行各种改良或变形。即，在本发明的实施时，也可适当采用与实施方式相应的具体结构。
§1适用例
首先，参照图1及图2来说明适用本发明的场景的一例。
图1是表示本实施方式的传感器单元1的概略结构的图。传感器单元1输出故障诊断用数据，所述故障诊断用数据用于探测机器人(一边移动一边进行作业的装置)2的故障。传感器单元1包括加速度传感器3、控制集成电路(Integrated Circuit，IC)4及模拟前端(analog front end)10。
图2是表示来自加速度传感器3的获取数据的一例的图表。另外，在图2所示的图表中，横轴为时间(单位：ms)，纵轴为加速度(单位：G)。
加速度传感器3被安装于机器人2，通过基于规定的采样频率(以下称作“测定采样频率”)的抽样，来测定与机器人2的移动相关的加速度。作为机器人2中的实际移动的部分的一例，可列举机器人2的臂(arm)5。与机器人2的移动相关的加速度的测定结果相当于来自后述的加速度传感器3的获取数据。来自加速度传感器3的获取数据除了与机器人2的主要移动相关的加速度外，还包含取决于周围环境的振动、及由机器人2的驱动机构产生的振动等。
控制IC4具有限定输出部6、数据生成处理部7及期间确定部8。期间确定部8确定加速度传感器3所测定的加速度的绝对值为规定的阈值As以下的期间。限定输出部6仅在所述加速度的绝对值为规定的阈值As以下的期间，从传感器单元1输出故障诊断用数据。另一方面，限定输出部6在所述期间以外，停止从传感器单元1输出故障诊断用数据。
所述加速度的绝对值为阈值As以下，是指机器人2的移动为等速或者接近等速。当机器人2的移动为等速时，有可能因机器人2的加速已完成而机器人2的移动为高速。同样地，当机器人2的移动接近等速时，有可能因机器人2的加速正逐渐完成而机器人2的移动为高速。另一方面，所述绝对值超过阈值As，是指机器人2正处于加速过程中，因此，换言之，机器人2的移动为低速的可能性高。当机器人2的移动为高速时，与机器人2的移动为低速时相比，容易显著出现因机器人2的故障造成的问题。根据传感器单元1，仅在容易显著出现所述问题的期间输出故障诊断用数据。因而，既能减小从传感器单元1输出的故障诊断用数据的数据量，又能更切实地探测机器人2的故障。
数据生成处理部7生成故障诊断用数据。
由传感器单元1所生成的故障诊断用数据经由模拟前端10而从天线(antenna)11而发送至其他电子机器(未图示)。作为所述电子机器的一例，可列举射频识别(RadioFrequency IDentification，RFID)阅读器(reader)、机器人2的控制器、及统一控制包含机器人2的网络系统的控制器。在所述电子机器为RFID阅读器的情况下，传感器单元1也可为RFID标签(tag)。在传感器单元1中，作为对所述电子机器发送故障诊断用数据的方式，设想了无线通信方式，但也可为有线通信方式。天线11设为传感器单元1的构成元件，但并非用于解决问题的必要结构。
§2结构例
在传感器单元1中，期间确定部8被设于控制IC4，根据加速度传感器3的测定结果来判定所述加速度的绝对值是否为规定的阈值As以下，由此来进行所述确定。但是，期间确定部8也可根据预先决定的机器人2的移动的调度来进行所述确定。此时，期间确定部8例如被设于所述各种控制器中的任一者，根据由对应的控制器所决定的所述调度，来确定所述加速度的绝对值为规定的阈值As以下的期间。通过这些，能够实现所述期间的确定。
数据生成处理部7例如依据下述要领来生成故障诊断用数据。数据生成处理部7首先进行来自加速度传感器3的获取数据的频率分析。继而，数据生成处理部7从所述频率分析的结果中检测最大频率。最大频率是以具有规定阈值以上的功率(power)的至少一种频率中的最高频率来定义。继而，数据生成处理部7将最大频率的两倍以上的频率作为采样频率，对来自加速度传感器3的获取数据进行抽样而生成故障诊断用数据。另外，数据生成处理部7所设定的采样频率必须为所述测定采样频率以下。另外，在所述频率分析中，既可通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)等傅里叶变换来进行高精度的分析，也可借由通过至少一级旁路滤波器(bypassfilter)来进行简易的分析。
这样，优选传感器单元1包括数据生成处理部7，所述数据生成处理部7生成使来自加速度传感器3的获取数据的数据量减少而获得的故障诊断用数据。由此，能够进一步减小故障诊断用数据的数据量。
限定输出部6在不从传感器单元1输出故障诊断用数据时，也可使数据生成处理部7停止故障诊断用数据的生成。例如，限定输出部6也可通过使所述频率分析中断，而实现数据生成处理部7对故障诊断用数据的生成的停止。由此，能够降低因故障诊断用数据的生成造成的消耗电力。
图3是表示传感器单元1中的动作流程的流程图。
首先，加速度传感器3测定与机器人2的移动相关的加速度(步骤S1)。
继而，期间确定部8确定加速度传感器3所测定的加速度的绝对值为规定的阈值As以下的期间(步骤S2)。
继而，限定输出部6仅在所述期间从传感器单元1输出故障诊断用数据。另一方面，限定输出部6在所述期间以外，停止从传感器单元1输出故障诊断用数据(步骤S3)。另外，在步骤S3中，当从传感器单元1停止故障诊断用数据的输出时，限定输出部6如上所述，例如也可通过使所述频率分析中断，而使数据生成处理部7停止故障诊断用数据的生成。
作为一边移动一边进行作业的装置，除了机器人2以外，例如还可列举工场内作业用途的加工机、自动引导车(Automatic Guided Vehicle，AGV)等。
传感器单元1的限定输出部6、数据生成处理部7及期间确定部8也可通过形成于集成电路(IC芯片(chip))等上的逻辑电路(硬件(hardware))实现。另一方面，传感器单元1的限定输出部6、数据生成处理部7及期间确定部8也可通过软件(software)来实现。
在后者的情况下，传感器单元1具备执行实现各功能的软件即程序的命令的计算机。所述计算机例如具备一个以上的处理器(processor)，并且具备存储有所述程序的、计算机可读取的记录介质。并且，在所述计算机中，通过所述处理器从所述记录介质读取并执行所述程序，从而达成本发明的目的。作为所述处理器，例如可使用中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)。作为所述记录介质，可使用“并非临时的有形介质”，例如除了只读存储器(Read Only Memory，ROM)等以外，还可使用带(tape)、盘(disk)、卡(card)、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。而且，还可更具备展开所述程序的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)等。而且，所述程序也可经由可传输此程序的任意传输介质(通信网络或广播波等)而提供给所述计算机。另外，本发明的一实施方式也能以通过电子传输来将所述程序具现化的、被嵌入载波中的数据信号的形态来实现。
本发明并不限定于所述的各实施方式，可在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同的实施方式中分别揭示的技术部件适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种传感器单元，其输出故障诊断用数据，所述故障诊断用数据用于探测一边移动一边进行作业的装置的故障，所述传感器单元的特征在于包括：
加速度传感器，测定与所述移动相关的加速度；
期间确定部，确定所述加速度的绝对值为规定的第一阈值以下的期间；限定输出部，仅在所述期间输出所述故障诊断用数据；以及
数据生成处理部，生成使来自所述加速度传感器的获取数据的数据量减少而获得的所述故障诊断用数据，其中，
所述限定输出部在不输出所述故障诊断用数据时，使所述数据生成处理部停止所述故障诊断用数据的生成，以及
所述数据生成处理部进行来自所述加速度传感器的获取数据的频率分析，从所述频率分析的结果中检测最大频率，将所述最大频率的两倍以上的频率作为采样频率，对来自所述加速度传感器的获取数据进行抽样而生成所述故障诊断用数据，其中，
所述最大频率是以具有规定的第二阈值以上的功率的至少一种频率中的最高频率来定义。
2.根据权利要求1所述的传感器单元，其特征在于，
所述期间确定部根据所述加速度传感器的测定结果来进行所述确定。
3.根据权利要求1所述的传感器单元，其特征在于，
所述期间确定部根据预先决定的所述移动的调度来进行所述确定。
4.一种控制方法，是传感器单元的控制方法，所述传感器单元包括对与一边移动一边进行作业的装置的移动相关的加速度进行测定的加速度传感器，且输出用于探测所述装置的故障的故障诊断用数据，所述控制方法的特征在于包括下述工序：
确定所述加速度的绝对值为规定的第一阈值以下的期间；
仅在所述期间输出所述故障诊断用数据；以及
生成使来自所述加速度传感器的获取数据的数据量减少而获得的所述故障诊断用数据，其中，
在不输出所述故障诊断用数据时，停止所述故障诊断用数据的生成，其中，生成所述故障诊断用数据的步骤包括：
进行来自所述加速度传感器的获取数据的频率分析，从所述频率分析的结果中检测最大频率，将所述最大频率的两倍以上的频率作为采样频率，对来自所述加速度传感器的获取数据进行抽样而生成所述故障诊断用数据，其中，
所述最大频率是以具有规定的第二阈值以上的功率的至少一种频率中的最高频率来定义。
5.一种计算机可读取记录介质，其特征在于，所述记录介质记录有使计算机执行权利要求4所述的控制方法的程序。
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