CN110231802A - 机器人控制装置、记录的生成方法以及存储介质 - Google Patents

机器人控制装置、记录的生成方法以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供机器人控制装置、记录的生成方法以及存储介质。机器人控制装置具有：控制部，其控制机器人的动作；存储部，其存储与机器人的动作有关的具有不同的保存期间的多个动作日志；收集部，当特定的事件发生时，该收集部选择并收集多个动作日志中的与所发生的事件的类别对应的信息要素；记录生成部，其根据由收集部收集到的信息要素生成记录；以及记录保存部，其保存记录。

Description

机器人控制装置、记录的生成方法以及存储介质
技术领域
本发明涉及机器人控制装置、记录的生成方法以及存储介质。
背景技术
工厂生产线中使用的机器人为了在发生生产线停止等故障时分析其原因而将动作历史或错误历史保存在日志文件中、或者发送到专用数据服务器。日本国公开公报特开2016-100026号公报公开有从多个机器人分别实时收集数据并传输所收集到的数据的技术。
但是，在现有技术中，由于要从每个机器人实时收集数据，因此数据保存量很大。另一方面，如果要保存的数据量过少，则无法充分地分析错误的发生原因。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够在需要时生成仅包含有所需要的信息的记录的技术。
本发明的例示性的实施方式的机器人控制装置具有：控制部，其控制机器人的动作；存储部，其存储与所述机器人的动作有关的具有不同的保存期间的多个动作日志；收集部，当特定的事件发生时，该收集部选择并收集所述多个动作日志中与所发生的事件的类别对应的信息要素；记录生成部，其根据由所述收集部收集到的所述信息要素生成记录；以及记录保存部，其保存所述记录。
在本发明的例示性的实施方式的记录的生成方法中，当特定的事件发生时，从存储与机器人的动作有关的具有不同的保存期间的多个动作日志的存储部选择所述多个动作日志中与所发生的事件的类别对应的信息要素。收集所选择的所述信息要素，根据所收集到的所述信息要素生成记录并保存所述记录。
本发明的例示性的实施方式的存储介质存储有程序，该程序使计算机执行以下功能：当特定的事件发生时从存储与机器人的动作有关的具有不同的保存期间的多个动作日志的存储部选择所述多个动作日志中与所发生的事件的类别对应的信息要素；收集所选择的所述信息要素；根据所收集到的所述信息要素生成记录；以及保存所述记录。
在本发明的例示性的实施方式中，能够提供装置、方法以及存储介质，通过选择并收集多个动作日志中的与事件的类别对应的信息要素来生成仅包含有与所发生的事件关联的信息的记录。
由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的机器人控制装置的结构的框图。
图2是示出机器人控制装置中使用的错误动作表的内容的示例的概要图。
图3是图2的后继的示出错误动作表的内容的示例的概要图。
图4是示出机器人控制装置中使用的错误动作表的内容的另一例的概要图。
图5是示出本发明的实施方式的机器人控制装置中的记录的生成方法的流程图。
标号说明
1：控制器(机器人控制装置)；2：机器人；4：处理器(控制部、收集部、记录生成部、记录保存部)；6：存储器(存储部)；8：传感器；10：照相机；12：机器人动作程序；14：错误记录生成程序；16A，16B，16C：控制模块；18A，18B，18C：动作日志；20：错误记录；22：错误动作表
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
＜机器人控制装置的结构＞
图1是示出作为本发明的实施方式的机器人控制装置的控制器1的结构的框图。在本实施方式中，控制器1控制和监视机器人2。机器人2是工厂内的制造机器人，例如是多关节机器人。但是，机器人2不限于多关节机器人，也可以是自动进行作业的数控机床、例如数控车床或数控加工中心。此外，机器人2不限于制造机器人，也可以是搬送机器人、自主移动机器人及其它机器人。
控制器1具有处理器4和存储器(存储部)6。处理器4例如是CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)，通过执行存储在存储器6中的各种程序来执行各种功能动作。存储器6例如是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：电可擦除可编程只读存储器)，储存有处理器4中使用的程序以及各种数据。
控制器1可以搭载于机器人2，也可以与搭载于机器人2的处理器分开设置，通过有线或无线方式与搭载于机器人2的处理器进行通信。此外，控制器1也可以具有搭载于机器人2的处理器4和设置在机器人2外部的存储器6。
控制器1与各种传感器8连接。虽然图1仅示出一个传感器8，但是多个传感器8可以与控制器1连接。例如，传感器8以电信号的形式将示出施加到配置于机器人2的规定位置的致动器(例如，马达)的电压的测定数据、示出致动器所发挥的力或扭矩的测定数据、示出致动器的角度的测定数据、示出致动器的速度的测定数据、以及示出温度的测定数据提供给控制器1。传感器8可以配置在机器人2的内部，也可以配置在外部。
控制器1与拍摄机器人2的照相机10连接，以电信号的形式将示出通过拍摄获得的机器人2的行为的图像数据提供给控制器1。照相机10优选拍摄动态画面。照相机10也可以具有深度传感器，在该情况下，以电信号的形式将示出机器人2的各种部分的位置的深度测定数据提供给控制器1。
作为上述程序，存储器6储存有用于控制机器人2的动作的机器人动作程序12、用于综合地控制处理器4的动作的系统控制程序、以及错误记录生成程序14。在图1中，为了方便起见，在处理器4的内部示出机器人动作程序12和错误记录生成程序14。
此外，在图1中，为了方便起见，在处理器4的内部示出控制模块16A，16B，16C。控制模块16A，16B，16C均是作为系统控制程序的一部分的模块或子程序，表示由处理器4执行的任务。更具体来说，控制模块16A，16B，16C分别生成示出与机器人2的动作有关的历史的动作日志18A，18B，18C，表示用于将动作日志18A，18B，18C保存在存储器6中的任务。
处理器4可以通过从存储器6中读出系统控制程序并执行该系统控制程序来适当地进行动作。此外，处理器4依照控制模块16A，16B，16C生成动作日志18A，18B，18C，并将动作日志18A，18B，18C保存在存储器6中。
动作日志18A，18B，18C具有不同的保存期间。例如，动作日志18A具有一周的保存期间，动作日志18B具有一天的保存期间，动作日志18C具有两个小时的保存期间。处理器4依照控制模块16A，16B，16C逐次将信息要素添加到动作日志18A，18B，18C中以更新动作日志18A，18B，18C的内容，并删除经过了规定的保存期间的信息要素以更新动作日志18A，18B，18C的内容。
动作日志18A，18B，18C的信息要素例如是机器人2的规定位置的坐标、施加到配置于机器人2的规定位置的致动器(例如，马达)的电压、致动器所发挥的力或扭矩、机器人2的温度等。这些信息要素是从上述多个传感器8获得的。动作日志18A，18B，18C的信息要素是人可以阅读和理解的文本格式。
处理器4通过从存储器6中读出机器人动作程序12并执行该机器人动作程序12，从而作为控制机器人2的动作的控制部来发挥功能，使机器人2执行所需的作业。
由于保存在存储器6中的动作日志18A，18B，18C示出与机器人2的动作有关的历史，因此，动作日志18A，18B，18C的分析人可以使用这些动作日志18A，18B，18C来追踪机器人2的行为历史，例如，当机器人2发生了错误时，可以确定错误的原因。但是，动作日志18A，18B，18C的保存期间是有限的，在动作日志18A的存储内容中，当错误发生后经过一周时，不具有错误发生前的信息要素。
因此，本实施方式的处理器4通过从存储器6中读出错误记录生成程序14并执行该错误记录生成程序14，从而当错误发生时，与动作日志18A，18B，18C分开地生成与该错误关联的错误记录20。更具体来说，当错误发生时，处理器4依照错误记录生成程序14，作为选择并收集动作日志18A，18B，18C中的与所发生的错误的类别对应的信息要素的收集部来发挥功能。此外，处理器4依照错误记录生成程序14，作为根据由收集部收集到的信息要素生成错误记录20的记录生成部来发挥功能。此外，处理器(记录保存部)4依照错误记录生成程序14，作为将错误记录20保存在存储器6中的记录保存部业发挥功能。
存储器6中储存有错误动作表22。错误动作表22记述有多个错误的类别、以及与错误的类别分别关联的一种以上的信息要素。当机器人2发生错误时，处理器4判断错误的类别，参照错误动作表22，选择并收集与错误动作表22中记述的错误的类别对应的信息要素。
＜错误动作表的内容＞
图2和图3示出错误动作表22的内容的示例。例如，当图2所示的类别A1的错误发生时，处理器4从动作日志18A选择并收集机器人2的第1工具的坐标的信息要素和施加到驱动第1工具的马达的电压的信息，生成具有这些信息要素的错误记录20。图2所示的类别A1的错误是被预测为与第1工具关联的、经过较长的期间发生的错误(例如，因机器人的部件的磨损或部件的紧固松动引起的错误)。
当类别A2的错误发生时，处理器4从动作日志18B选择并收集机器人2的第1工具的坐标的信息要素和施加到驱动第1工具的马达的电压的信息要素，生成具有这些信息要素的错误记录20。类别A2的错误是被预测为与第1工具关联的、大约经过一天的期间而发生的错误(例如，因机器人的润滑油的减少引起的错误)。
当类别A3的错误发生时，处理器4从动作日志18C选择并收集机器人2的第1工具的坐标的信息要素和施加到驱动第1工具的马达的电压的信息要素，生成具有这些信息要素的错误记录20。类别A3的错误是被预测为与第1工具关联的、经过较短的期间发生的错误(例如，因机器人的温度变化引起的错误)。
例如，当图2所示的类别A2的错误发生时，与类别A1的错误发生时相同，处理器4从动作日志18A选择并收集机器人2的第1工具的坐标的信息要素和施加到驱动第1工具的马达的电压的信息要素。进而，处理器4将在该错误发生之前不久(例如，10000ms的期间)从传感器8提供的施加到驱动第1工具的马达的原始电压测定数据和在该错误发生之前不久(例如，10000ms的期间)从照相机10提供的机器人2的动态图像的原始数据添加到这些信息要素中，以生成具有这些信息要素和原始数据的错误记录20。
当图3所示的类别J2的错误发生时，与类别J1的错误发生时(图2)相同，处理器4从动作日志18A选择并收集机器人2的第2工具的坐标的信息要素和驱动第2工具的马达发挥的扭矩的信息要素。进而，处理器4将在该错误发生之前不久(例如，10000ms的期间)从传感器8提供的施加到驱动第2工具的马达发挥的原始扭矩测定数据和在该错误发生之前不久(例如，10000ms的期间)从照相机10提供的机器人2的动态图像的原始数据添加到这些信息要素中，生成具有这些信息要素和原始数据的错误记录20。
这里，原始数据是机器可以读取的二进制数据。如上所述，作为生成错误记录20的根源的图像数据可以是错误发生之前不久的动态图像的数据，也可以是照相机10以错误的发生作为触发而拍摄到的静止图像(快照)的数据。
处理器4也可以在机器人2的错误发生时将从传感器8提供的原始温度测定数据添加到信息要素中，生成具有温度测定数据的错误记录20。如上所述，温度被包含在动作日志18A，18B，18C的信息要素中，但是也可以将温度从动作日志18A，18B，18C的信息要素中排除。
在照相机10具有深度传感器的情况下，处理器4也可以将在机器人2的错误发生时从照相机10提供的原始深度测定数据添加到信息要素中，生成具有温度测定数据的错误记录20。
图4示出错误动作表22的内容的另一例。如图4所示，处理器4也可以从动作日志18A，18B，18C中任意一个选择并收集周期性地记录的信息要素。
此外，也可以从相同的动作日志中选择并收集在第1周期中记录的信息要素和在与第1周期不同的第2周期中记录的另外一种信息要素。例如，当图4所示的类别A17的错误发生时，处理器4选择并收集在动作日志18C内的周期50ms中记录的第1工具的坐标、在动作日志18C内的周期50ms中记录的施加到驱动第1工具的马达的电压、以及在动作日志18C内的周期100ms中记录的驱动第1工具的马达发挥的扭矩的信息要素，生成具有这些信息要素的错误记录20。当类别A27的错误发生时，处理器4选择并收集在动作日志18C内的周期50ms中记录的第1工具的坐标、在动作日志18C内的周期50ms中记录的施加到驱动第1工具的马达的电压、在动作日志18C内的周期100ms中记录的第2工具的坐标、以及在动作日志18C内的周期100ms中记录的施加到驱动第2工具的马达的电压的信息要素，生成具有这些信息要素的错误记录20。
虽然图4未示出原始数据作为应收集的信息要素，但是当使用该错误动作表22时，除了动作日志的信息要素之外，处理器4也可以生成具有原始数据的错误记录20。
处理器4也可以从动作日志18A，18B，18C的每一个中选择并收集错误动作表22中指定的信息要素中的整个保存期间的信息要素。但是，处理器4也可以选择并收集错误动作表22中指定的信息要素中的、在错误发生时刻的一定期间前记录的信息要素。
＜错误记录生成的动作＞
图5是示出本发明的实施方式的机器人控制装置中的记录的生成方法的流程图。该方法由处理器4依照错误记录生成程序14来执行。
当机器人2发生错误时，步骤S1的判断是肯定的，处理进入步骤S2。在步骤S2中，处理器4判断所发生的错误的类别。
接下来，在步骤S3中，处理器4参照错误动作表22，根据错误动作表22来掌握与在步骤S2中判断的错误的类别对应的应收集的信息要素。如上所述，应收集的信息要素中具有记录在动作日志18A，18B，18C中的至少任意一个中的信息要素和其它数据。
接下来，在步骤S4中，处理器4选择并收集在步骤S3中掌握的信息要素。然后，在步骤S5中，处理器4根据所收集到的信息要素生成具有这些要素的错误记录20。进而，在步骤S6中，处理器4压缩错误记录20并将压缩后的格式的错误记录20保存在存储器6中。然后，处理结束。
通常，当机器人2的错误发生时，机器人动作程序12停止，即使执行步骤S2～S6的动作，处理器4的处理负担也不会大幅度地上升。
如上所述，在本实施方式中，可以通过选择并收集多个动作日志18A，18B，18C中的与错误的类别对应的信息要素来生成仅包含有与所产生的错误关联的信息的错误记录20。错误记录20可以与已经存储的多个动作日志18A，18B，18C分开保存，从而可以有助于与错误关联的信息的分析。此外，由于错误记录20仅包含有与所产生的错误关联的信息，因此可以节省要保存的数据的量。
处理器4可以根据所发生的事件的类别从多个动作日志18A，18B，18C中的任意一个动作日志中选择信息要素。例如，可以根据错误的类别，从被预测为与错误直接关联的较短的保存期间的动作日志18C中选择所需要的信息要素。或者，也可以从被预测为与错误间接关联的较长的保存期间的动作日志18A中选择所需要的信息要素。此外，关于经过较短的期间发生的错误，可以从较短的保存期间的动作日志18C中选择所需要的信息要素，关于经过较长的期间发生的错误，可以从较长的保存期间的动作日志18A中选择所需要的信息要素。
如上所述，处理器4也可以从相同的动作日志中选择在第1周期中记录的信息要素和在与第1周期不同的第2周期中记录的另外一种信息要素。机器人2的错误中存在由于复合性的因素发生的错误。可以认为，通过将在不同的周期中记录的不同种类的信息要素记录在错误记录20中，会有助于机器人2的错误的分析。
当事件发生时，处理器4也可以将从监视机器人2的照相机提供的原始图像数据和/或从监视机器人2的传感器8提供的原始数据添加到信息要素中以生成记录。可以认为，通过将原始数据记录在错误记录20中，会有助于机器人2的错误的分析。
优选的是，当机器人2发生错误时，处理器4将机器人动作程序12添加到信息要素中而生成错误记录20。在该情况下，更优选的是，当错误发生时，处理器4将机器人动作程序12中的、表示在错误发生时执行的行的标志(例如，行号)添加到信息要素中，生成错误记录20。控制器1中使用的系统控制程序对于不同的控制器1是公用的，另一方面，机器人动作程序12有时被准备成各个控制器1专用，而且有时可以由机器人2的用户修改。即，即使错误记录20的分析人已经知道系统控制程序，也存在不知道机器人动作程序12的情况。可以认为，即使在这样的情况下，通过将控制器1中使用的机器人动作程序12、此外还有机器人动作程序12中的、表示在错误发生时执行的行的标志记录在错误记录20中，也能够弄清楚错误发生时的状况，从而有助于查明错误的原因。
例如，假定已经发生驱动机器人2的某个工具的马达的扭矩错误。马达过载时会发生扭矩错误。可以认为其原因如下。工具的动作坐标偏移而导致工具与墙壁或设备碰撞。由于存在到现在为止没放置过的物品而导致工具与该物品碰撞。对工具施加了意外的外力(电缆或绳带与工具缠绕、有人要强行停止工具等)。马达损坏。
为了稍后分析马达的扭矩错误，优选获得以下那样的详细信息。进行了哪个动作程序中的哪个单独动作？错误发生时的机器人的末端坐标。各个关节的马达角度、即将发生错误时的速度、扭矩值。由照相机拍摄的机器人的图像。对马达和传感器给出的调整值。与机器人有关的基本信息。因此，当扭矩误差发生时，优选的是，处理器4从被预测为与扭矩错误关联的、例如较短的期间的动作日志18A中选择并收集所关联的一个以上的工具坐标的信息要素、施加到驱动所关联的一个以上工具的马达的电压的信息要素、示出马达的角度的测定数据、以及示出马达的速度的测定数据。优选的是，处理器4将在该错误发生之前不久(例如，10000ms的期间)从传感器8提供的施加到驱动所关联的一个以上的工具的马达的原始电压测定数据和在该错误发生之前不久(例如，10000ms的期间)从照相机10提供的机器人2的动态图像的原始数据添加到这些信息要素中。更优选的是，处理器4将机器人动作程序12、以及表示在错误发生时执行的行的标志添加到信息要素中，生成错误记录20。对马达和传感器给出的调整值以及与机器人有关的基本信息也可以包含在误差记录20中。
此外，处理器4不仅依照机器人动作程序12，还可以依照从与控制器1连接并能够与处理器4进行通信的外部装置(例如，未图示的指令装置)向处理器4发送的指令使机器人2执行作业。在该情况下，优选的是，当机器人2在依照该指令的动作中发生错误时，处理器4将该指令添加到信息要素中，生成错误记录20。可以认为，错误记录20的分析人多不知道从外部装置提供给处理器4的指令。可以认为，通过在错误发生时将处理器4所参照的指令(即，有可能成为错误的原因的指令)记录在错误记录20中，能够弄清楚错误发生时的状况，从而有助于查明错误的原因。
优选的是，处理器4压缩错误记录20并将压缩后的格式的错误记录20保存在存储器6中。可以利用压缩来削减错误记录20的数据量。
错误记录20长时间地(例如，一个月、一年)被保存。也可以永久保存错误记录20。即使在控制器1存在于远程位置的情况下，错误记录20的分析人也能够到该远程位置去使用错误记录20追踪机器人2的行为历史，例如可以确定错误的原因。
虽然未图示，但是控制器1也可以经由网络(例如，因特网)与管理装置连接。在该情况下，处理器4也可以优选以压缩后的格式将错误记录20发送给管理装置。在该情况下，分析人可以不到控制器1存在的位置去，而是使用错误记录20追踪机器人2的行为历史，例如可以确定错误的原因。
(变形例)
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，上述说明不限于本发明，在本发明的技术范围内，可以考虑包括构成要素的删除、追加、置换的各种变形例。
例如，在上述实施方式中，当机器人2发生错误时，生成错误记录20。但是，本发明不限于错误记录的生成。即，当发生特定的事件时，处理器4选择并收集多个动作日志中的、与所发生的事件类别对应的信息要素，并根据所收集到的信息要素生成记录并保存。作为特定的事件，例如，可以是到了规定的时刻、用户或分析人向控制器1给出了特定的触发和/或机器人2实现了特定的动作。
在上述实施方式中，一个存储器6中储存有系统控制程序、机器人动作程序12、错误记录生成程序14、动作日志18A，18B，18C、错误记录20以及错误动作表22。但是，它们也可以储存在不同的存储器中。
系统控制程序的控制模块16A，16B，16C的数量不限于3个，也可以是2个或4个以上。动作日志18A，18B，18C的数量也不限于3个，也可以是2个或4个以上。
在控制器1中，也可以用硬件来代替处理器执行处理器4执行的各个功能，例如，也可以用FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)等可编程逻辑器件来执行处理器4执行的各个功能。

Claims (11)

1.一种机器人控制装置，其特征在于，该机器人控制装置具有：
控制部，其控制机器人的动作；
存储部，其存储与所述机器人的动作有关的、具有不同的保存期间的多个动作日志；
收集部，当特定的事件发生时，该收集部选择并收集所述多个动作日志中的、与所发生的事件的类别对应的信息要素；
记录生成部，其根据由所述收集部收集到的所述信息要素生成记录；以及
记录保存部，其保存所述记录。
2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述收集部根据所发生的所述事件的类别，从所述多个动作日志中的任意一个动作日志中选择信息要素。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述收集部从相同的动作日志中选择在第1周期中记录的信息要素和在与所述第1周期不同的第2周期中记录的信息要素。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，
当所述事件发生时，所述收集部将从监视所述机器人的照相机提供的原始图像数据添加到所述信息要素中。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，
当所述事件发生时，所述收集部将从监视所述机器人的传感器提供的原始数据添加到所述信息要素中。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，
当所述事件发生时，所述收集部将使所述控制部进行动作的机器人动作程序添加到所述信息要素中。
7.根据权利要求6所述的机器人控制装置，其特征在于，
当所述事件发生时，所述记录生成部将如下的标志添加到所述信息要素中，该标志表示所述机器人动作程序中的在发生所述事件时执行的行。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述控制部依照从外部装置发送给所述控制部的指令来控制所述机器人的动作，
当在依照所述指令的动作中发生所述事件时，所述收集部将所述指令添加到所述信息要素中。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述记录保存部压缩并保存所述记录。
10.一种记录的生成方法，其特征在于，
当特定的事件发生时，从存储与机器人的动作有关的具有不同的保存期间的多个动作日志的存储部，选择所述多个动作日志中的、与所发生的事件的类别对应的信息要素，
收集所选择的所述信息要素，
根据所收集到的所述信息要素生成记录，
保存所述记录。
11.一种存储介质，该存储介质存储有程序，其特征在于，所述程序使计算机执行以下功能：
当特定的事件发生时，从存储与机器人的动作有关的具有不同的保存期间的多个动作日志的存储部，选择所述多个动作日志中的、与所发生的事件的类别对应的信息要素；
收集所选择的所述信息要素；
根据所收集到的所述信息要素生成记录；以及
保存所述记录。
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