CN112296749A - 不同点提取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不同点提取装置。该不同点提取装置具备：信息收集部，其从多个生产设备分别收集表示多个生产设备各自的状态的状态信息，多个生产设备分别具备具有电动机的装置和对该装置进行控制的控制装置；不同点提取部，其提取状态信息在多个生产设备之间的不同点；以及不同点显示处理部，其将提取出的不同点显示在显示画面上。
Description
技术领域
本发明涉及提取2个以上的生产设备间的不同点并显示的不同点提取装置。
背景技术
在增加使用了加工机等装置的生成设备的情况下，会有通过复制已有的生产设备的方法重新构筑与已有的生产设备相同的生成设备的情况。此时，大多很难在两个生产设备之间使包括加工机、周边装置、构成部件等的型号等完全一致并进行完全的复制。因此，在建立新的生产设备时，为了防止因不能完全复制而导致的故障的发生，熟悉生产设备的作业人员会根据标准书进行各种确认，并与现有的生产设备进行比较。
另外，日本实开平2-27204号公报记载了监视机床所具有的多个移动装置的状态的集约型监视装置，“一种集约型监视装置，包含：输出端子；选择开关，其在每次由操作员操作时向上述输出端子输出1个开关信号；多个选择输入端子，其分别输入根据该开关输出信号在外部的控制装置中选择出的对象装置所对应的选择信号；选择对象装置显示器，其显示根据对这些选择输入端子的选择信号而当前选择出的对象装置；至少一个信息输入端子，其从外部的控制装置输入与对象装置分别关联起来的关联信息；以及关联信息显示器，其显示与被输入到该信息输入端子的关联信息关联起来的关联信息。”(第6页第11行～第7页第4行)。
发明内容
如上所述，在通过复制建立新的生产设备的情况下，希望提供一种能够有效地进行作业人员的调整作业来防止故障发生的装置。
本公开的一个方式是一种不同点提取装置，具备：信息收集部，其从多个生产设备分别收集表示多个生产设备各自的状态的状态信息，多个生产设备分别具备具有电动机的装置和对该装置进行控制的控制装置；不同点提取部，其提取上述状态信息在上述多个生产设备之间的不同点；以及不同点显示处理部，其将提取出的上述不同点显示在显示画面上。
附图说明
通过与附图关联的以下实施方式的说明，使本发明的目的、特征以及优点更加明确。
图1是表示一个实施方式的包含不同点提取装置的生产系统的整体结构的图。
图2是不同点提取装置的功能框图。
图3是与电动机的动作状态相关的信息在多个生产设备间的不同点的第一显示例。
图4是与电动机的动作状态相关的信息在多个生产设备间的不同点的第二显示例。
图5是与电动机的动作状态相关的信息在多个生产设备间的不同点的第三显示例。
图6是基于图像的2个生产设备间的不同点的显示例。
图7是用于说明有4组生成设备时的不同点的提取例的图。
图8是用于说明有4组以上的生成设备时的不同点的提取例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本公开的实施方式。在所有附图中，向对应的构成要素赋予相同的参照符号。为了容易理解，适当变更这些附图的比例尺。另外，附图所示的方式是用于实施本发明的一个例子，本发明不限于图示的方式。
图1是表示一个实施方式的包含不同点提取装置50的生产系统10的整体结构的图。如图1所示，生产系统10包括两个生产设备100和200，不同点提取装置50与这两个生产设备100和200连接。这里，作为例示，生产设备100是现有设备，生产设备200是以复制生产设备100的方式增设的设备。本实施方式的不同点提取装置50在显示画面上显示表示两个生产设备100、200的状态的状态信息之间的不同点，由此能够使作业人员识别两个生产设备之间的不同点，能够使生产设备200的启动所需的调整作业更加效率化。以下，将生产设备100、200作为具备具有电动机的加工机和控制该加工机的控制装置的加工系统进行说明，但是本发明不限于这样的例子。作为生产设备，可以是具备具有电动机的装置(组装装置、检查装置、搬运装置等)和控制该装置的控制装置的各种系统。
生产设备100包括加工机110、控制加工机110的控制装置140和进行工件处理的机器人130。作为一例，加工机110为包含驱动主轴112的主轴驱动机构111和使配置工件的工作台移动的工作台移动机构115的结构。加工机110具有驱动主轴112的主轴驱动机构111中包含的主轴电动机、驱动工作台移动机构115的电动机120等多个电动机，但是在图1中作为代表而图示了电动机120。作为加工机110，也可以使用除了图示的结构以外的各种加工机。
控制装置140例如是CNC(计算机数值控制装置)，根据加工程序(动作程序)中记述的动作指令来控制加工机110的动作。控制装置140也可以具有作为一般计算机的结构，该计算机具有CPU、ROM、RAM、存储装置、操作部、显示部、通信接口、与外部设备的输入输出接口等。在生产设备100中，照相机131安装于机器人130的可动部，通过机器人130使照相机131移动，由此能够取得用于监视生产设备100的状态的各种图像。照相机131与不同点提取装置50连接，将照相机131拍摄到的图像提供给不同点提取装置50。
生产设备200具有与生产设备100相同的结构(即，执行与生产设备100相同的加工程序的结构)，具备加工机210、控制加工机210的控制装置240、进行工件处理的机器人230。加工机210具备驱动主轴212的主轴驱动机构211、使配置工件的工作台移动的工作台移动机构215、驱动主轴212的主轴驱动机构211中包含的主轴电动机(未图示)以及驱动工作台移动机构215的电动机220等多个电动机。以下，在进行与生产设备100的功能相关的说明时，生产设备200也同样具有该功能。不同点提取装置50例如通过LAN(Local AreaNetwork，局域网)等网络与控制装置140以及240连接。不同点提取装置50也可以配置在与有生产设备100和200的工厂不同的位置。生产设备100和200可以配置在同一工厂内，或者可以分别配置在不同的工厂内。
控制装置140执行加工机110所具有的各电动机的伺服控制。控制装置140在对加工机110的各电动机执行伺服控制的过程中，能够取得与电动机的动作状态有关的各种信息(电流以及转矩、速度、位置、温度等)，能够向不同点提取装置50提供与这些电动机的动作状态有关的信息(以下，也记载为第一信息)。另外，向生产设备100提供检测与生产设备100的状态有关的各种物理量的物理量检测装置。物理量检测装置检测与生产设备的状态相关的对象，例如可以包含从图像得到的物体的信息(位置、形状、大小等)、振动、电流(电源电流等)、温度、湿度、力、工件外各种物体的有无或位置等可以表示生产设备的状态的各种信息。物理量检测装置是能够取得这样的信息的检测装置，例如可以包含拍摄装置、振动检测传感器(加速度传感器)、电流计、温度传感器、湿度传感器、力传感器、接近传感器、距离传感器等各种传感器。以下，将由物理量检测装置取得的信息(即，与第一信息不同的信息)记载为第二信息。物理量检测装置检测与生产设备的状态有关的第二信息中，作为与生产设备的各个设置场所相关的物理量，包含该设置场所的图像、温度、湿度、地板的振动等。在图1的结构例中，作为物理量检测装置配置有将生产设备的状态作为图像来检测的照相机131。在第一信息和第二信息中除了包含作为瞬时值的信息之外，还可以包含波形数据、传感器的反应定时(例如，伴随着工件的移动的接近传感器的反应定时)等时间序列数据。
在本实施方式中，对于与电动机的动作状态相关的第一信息和由物理量检测装置检测出的第二信息，不同点提取装置50提取两个生产设备100、200之间的不同点并显示。这样，设成除了显示与电动机的动作状态相关的信息中的不同点之外，还显示与由物理量检测装置检测到的信息相关的不同点的结构，由此能够向为了使生产设备200进行初始动作而进行启动的作业人员提供有益的信息。
图2是不同点提取装置50的功能框图。如图2所示，不同点提取装置50具有显示部51、信息收集部52、不同点提取部53和不同点显示处理部54。不同点提取装置50可以具有作为一般计算机的结构，该计算机具有CPU、ROM、RAM、存储装置、操作部、显示部、通信接口、与外部设备的输入/输出接口等。不同点提取装置50所具有的各种功能可以通过不同点提取装置50的CPU执行软件来实现。
显示部51是液晶显示装置等显示器。信息收集部52通过控制装置140取得与加工机110的电动机的动作状态相关的信息作为与生产设备100的状态相关的信息，并且，取得由照相机131拍摄到的图像。照相机131拍摄到的图像例如是包含加工机110的主轴112、工作台移动机构115以及加工中(或加工后)工件的图像。不同点提取部53将由信息收集部52收集到的与生产设备100的状态相关的信息和与生产设备200的状态相关的信息进行对比并提取不同点。不同点显示处理部54执行使显示部51显示由不同点提取部53提取出的生产设备100和生产设备200之间的不同点的处理。从信息收集部52的信息收集到不同点显示处理部54的不同点显示的一系列处理，例如也可以通过作业人员经由不同点提取装置50的操作部的开始指示操作而被启动。
图3～图5是不同点提取装置50根据从控制装置140和240取得的与电动机的动作状态相关的信息，显示为生产设备100和生产设备200之间的不同点的信息的例子。在图3～图5的例子中，将表示电动机的动作状态的信号(转矩指令、电流值、位置信息)的时间序列数据即波形数据作为比较的对象。在图3中，信号波形71是与加工机110中的电动机的动作相关的信号波形，信号波形81是与加工机210中的电动机的动作相关的信号波形。将这些信号波形71、81进行重叠显示(在下面的图4～图5中也同样如此)。信号波形71和信号波形81的最大值(峰值)的高度不同。不同点提取装置50强调显示两个信号波形71和81的不同部分D1(图3中的阴影部分)，使得作业人员能够在视觉上瞬间掌握不同部分D1。
在图4中，信号波形72是与加工机110中的电动机的动作相关的信号波形，信号波形82是与加工机210中的电动机的动作相关的信号波形。在信号波形72和信号波形82中，只有一个信号波形72具有较小的突起状的波形部分(不同部分D2)，信号波形82不具有这样的突起状部分。不同点提取装置50强调显示两个信号波形72和82的不同部分D2(图4中的阴影部分)，使得作业人员能够在视觉上瞬间掌握不同部分D2。
在图5中，信号波形73是与加工机110中的电动机的动作相关的信号波形，信号波形83是与加工机210中的电动机的动作相关的信号波形。在信号波形73和信号波形83中，信号波形的一部分发生时间偏移(不同部分D3)。不同点提取装置50强调显示两个信号波形73和信号波形83之间的产生了时间偏移的不同部分D3(图5中的阴影部分)，使得作业人员能够视觉上瞬时把握不同部分D3。
图3～图5所示的表示电动机的动作的信号波形中的不同可以由所安装的工具的不同、结构部件的不同、结构部件的安装遗漏、工件配置的不同等各种因素产生。例如与图3～图5所示的信号波形的不同点一起显示电动机(轴)的信息作为产生不同的构成部件，由此作业人员能够以这些信息为线索，快速识别应进行调整的作业对象。
图6是说明不同点提取装置50根据图像显示两个生产设备之间的不同点的例子的图。图6中，图像M1表示在生产设备100中在照相机131中拍摄的包含加工机110的主轴112以及工作台移动机构115的图像。图像M2表示在生产设备200中在照相机231中拍摄到的包含加工机210的主轴212和工作台移动机构215的图像。图像M1和图像M2是使两个生产设备100、200同步运转并在同一时刻进行摄像时的图像。机器人130和机器人230进行动作使得照相机131和231以相同位置和相同角度拍摄图像M1和M2。在图6中，图像M3是通过不同点提取装置50显示在显示部51上的表示图像M1与图像M2之间的不同点的图像。在图6的例子中，由于在图像M1和图像M2之间在主轴(或工具)的前端部分的位置存在不同，所以在图像M3中强调显示主轴(或工具)的前端部分的不同部分D4。例如，可以通过计算两个图像M1和图像M2的图像数据的差分来取得两个图像M1和M2之间的不同部分D4。
不同点提取装置50在显示部51上同时显示图3～图5所示的电动机的信号波形中的与不同点相关的信息和图6所示的图像中的与不同点相关的信息。因此，作业人员能够更迅速且准确地确定应该进行调整的对象。例如，如果驱动主轴的电动机的电流(或转矩)波形有不同，图6所示的图像显示为不同点，则可以瞬间确定安装在主轴上的工具不是原来的工具。
可能有时在两个生产设备100、200中在不同的定时执行相同的加工程序。在这种情况下，信息收集部52也可以在不同的定时从两个生产设备100和200分别收集状态信息。在这种情况下，不同点提取部53在使针对生产设备100、200中的每一个收集到的状态信息在时间轴上的定时对齐的基础上提取不同点。因此，可以进行准确的比较。
在通过不同点提取装置50提取两个生产设备100、200之间的不同点时，也可以在两个生产设备100、200的控制装置140和240中使加工程序同步地执行。在这种情况下，在两个控制装置140和240之间预先准确地对齐时刻的基础上，在两个控制装置140和240中同步启动加工程序。或者，与一方的动作信号对应地使另一方动作。根据这样的结构，不同点提取装置50能够实时地收集状态信息，并显示不同点。
不同点提取装置50例如也可以将使生产设备100运转而取得并记录的过去的状态信息与使生产设备200运转而收集到的状态信息进行比较，提取不同点。不同点提取装置50为了取得更稳定的信息作为生产设备200的状态信息，可以使生产设备200多次运转并将作为其平均值的状态信息用作比较的对象。
可以通过生产设备100的控制装置140控制生产设备200的加工机210来收集与生产设备200的状态相关的信息。在这种情况下，由于生产设备100是现有的设备，因此控制装置140被认为进行正常的动作。并且，如果在表示生产设备200的状态的信息中发现了与表示生产设备100的状态的信息的不同点，则在生产设备200中可以认为不是在控制系统而是在机械系统中存在某些故障。即，在确定新设备中的故障时，可以预先明确地划分控制系统的故障和机械系统的故障。
在这种情况下，具体地说，在控制装置140根据加工程序生成动作指令，并且经由网络发送到控制装置240，经由控制装置240控制加工机110。控制装置240将来自加工机110的反馈数据发送回控制装置140，并经由基于控制装置140的加工机210的控制。
接着，参照图7和图8说明生产设备有3组以上时的不同点的提取例。图7表示包含4组生产设备301～304的生产系统10A的结构例。在图7中，为了便于说明，将4组生产设备301～304分别记载为装置A、装置B、装置C、装置D。在这种情况下，各个装置例如包含加工机和控制装置。在图7的结构例中，各装置A-D作为通过复制新生成的设备，不同点提取装置经由网络与各装置A-D连接。在该结构中，不同点提取装置从各装置A-D取得与生产设备的状态相关的信息。在这种情况下，不同点提取装置可以如以下那样进行不同点的提取和显示。
(动作例A1)
作为第1动作例，不同点提取装置例如在4个装置A-D中的3个装置(例如装置A-C)的信息相同且1个装置(例如装置D)的信息与之不同的情况下，使取得了不同信息的装置(装置D)显示不同点和表示该装置有异常的警告。该动作基于在多个被复制的设备中更多的装置输出相同的信息的情况下，这些装置能够被视为进行正常的动作。作为更具体的动作例，不同点提取装置从4个设备A-D的每一个收集4个设备A-D执行相同的动作程序时的状态信息(时间序列信息)，并在调整这些状态信息在时间轴上的动作定时的基础上进行比较。并且，不同点提取装置在4个装置A-D中的3个装置(例如装置A-C)的状态信息相同且1个装置(例如装置D)的状态信息与之不同的情况下，使装置D显示与不同点相关的信息以及警告消息。作为与不同点相关的信息，例如参照图3至图6与上述信息一起显示与成为不同点产生的主要原因的构成部件相关的信息以及/或与发生了不同点的定时相关的信息(例如，时刻、从动作程序的动作开始的经过时间、动作程序中的不同点的发生位置)。
(动作例A2)
作为第2动作例，不同点提取装置可以在装置A和装置B的信息相等、装置C和装置D的信息相等，而装置A和装置B的信息与装置C以及装置D的信息不同的情况下，可以使所有装置A-D显示不同点和警告。
图8示意性地表示包含比4组更多的组的生产设备的生产系统10B的结构例。在图8中，为了方便，对作为多个生产设备的一部分的4组生产设备附加符号401～404，分别记载为装置A、装置B、装置C、装置D。各装置例如包含加工机以及控制装置。在图8的构成例中，各装置设为通过复制新生成的设备，不同点提取装置经由网络与多个生产设备连接。在该结构中，不同点提取装置从各装置取得与生产设备的状态相关的信息。在这种情况下，不同点提取装置可以如以下那样提取和显示不同点。
(动作例B1)
作为第一动作例，在针对生产系统10B中包含的生产设备整体中的一部分收集的信息相等，并且除该信息之外在各生产设备之间不存在相同的信息的情况下，具有相同信息的生产设备的组被认为是进行正常的动作。而且，不同点提取装置对不具有相同信息的生产设备显示不同点以及警告。
(动作例B2)
第二动作例是根据指示生产系统10B中包含的整个生产设备的信息的偏差的指标来决定应该显示警告的装置的方法。例如，根据生产设备整体信息的标准偏差，认为作为状态信息的值超过标准偏差的生产设备存在异常。或者，相对于作为状态信息的值的平均值的偏差例如大于整体装置的80％的装置所包含的偏差的装置，被视为异常。并且，不同点提取装置使判定为异常的装置显示不同点和显示警告。
根据上述结构，在复制生产设备的情况下，可以显示作业人员用于确定调整对象的有益信息，防止故障的发生。
以上说明了本公开的实施方式，但是本领域的技术人员能够理解可以在不脱离请求专利保护的范围所及在的范围的情况下可进行各种修改以及变更。
上述实施方式中，物理量检测装置记载为分别配置在两个生产设备中的照相机，但是物理量检测装置也可以作为一台移动式的装置来提供。在这种情况下，也可以使一台物理量检测装置在多个生产设备之间移动来取得与生产设备相关的信息(例如图像)。
根据在不同点提取装置50中预先设置的调度信息(schedule information)，例如可以周期性地执行从信息收集部52的信息收集到不同点显示处理部54的不同点显示的一系列处理。这种情况下，不仅在生产设备启动时，在实际的持续运用中也能发现故障。
在上述实施方式中，不同点提取装置记载为经由网络与各生产设备连接的独立的装置，但本发明不限于这样的构成。例如，不同点提取装置也可以构成为附属于任意一个生产设备内的装置。或者，不同点提取装置也可以作为任一个生产设备的控制装置的功能的一部分来实现。在这种情况下，不同点提取装置或具有作为不同点提取装置的功能的控制装置通过向其他生产设备中的控制装置发送不同点的提取结果，能够在各生产设备中显示不同点的提取结果。
Claims (12)
1.一种不同点提取装置，其特征在于，具备：
信息收集部，其从多个生产设备分别收集表示多个生产设备各自的状态的状态信息，多个生产设备分别具备具有电动机的装置和对该装置进行控制的控制装置；
不同点提取部，其提取上述状态信息在上述多个生产设备之间的不同点；以及
不同点显示处理部，其将提取出的上述不同点显示在显示画面上。
2.根据权利要求1所述的不同点提取装置，其特征在于，
上述不同点显示处理部将成为上述不同点的产生原因的构成部件或产生了上述不同点的定时相关的信息和上述不同点一起进行显示。
3.根据权利要求1或2所述的不同点提取装置，其特征在于，
上述状态信息包含：第一信息，其表示上述多个生产设备各自的上述电动机的动作状态；以及第二信息，其表示通过物理量检测装置检测出的上述多个生产设备各自的状态，且该第二信息不同于上述第一信息，
上述不同点提取部提取上述第一信息在上述多个生产设备间的第一不同点，并且提取上述第二信息在上述多个生产设备间的第二不同点，
上述不同点显示处理部在显示画面上显示所提取出的上述第一不同点以及上述第二不同点。
4.根据权利要求3所述的不同点提取装置，其特征在于，
上述第一信息是表示上述电动机的动作状态的信号的波形数据，
上述不同点显示处理部在上述显示画面中重叠显示上述多个生产设备的上述波形数据，并且强调显示作为上述多个生产设备的上述波形数据间的不同的上述第一不同点。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的不同点提取装置，其特征在于，
上述不同点提取装置附属地配置在上述多个生产设备的任意一个上。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的不同点提取装置，其特征在于，
上述不同点提取装置经由网络与上述多个生产设备的每个上述控制装置连接。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的不同点提取装置，其特征在于，
上述状态信息是表示在上述多个生产设备的每个控制装置执行相同的动作程序的期间的状态的时间序列信息，
在不同的定时在上述多个生产设备的每个控制装置执行上述动作程序的期间，上述信息收集部从上述多个生产设备的每个控制装置收集上述状态信息，
将针对上述多个生产设备的每个控制装置收集的上述状态信息在时间轴上的定时对齐后，上述不同点提取部提取上述不同点。
8.根据权利要求1～6中任意一项所述的不同点提取装置，其特征在于，
上述状态信息是表示在上述多个生产设备的每个控制装置执行相同的动作程序的期间的状态的时间序列信息，
上述信息收集部收集在上述多个生产设备的每个控制装置同步执行上述动作程序时的上述状态信息。
9.根据权利要求1～6中任意一项所述的不同点提取装置，其特征在于，
在通过上述多个生产设备中的第一生产设备的控制装置控制上述多个生产设备中的第二生产设备的上述装置的期间，上述信息收集部收集与上述第二生产设备相关的上述状态信息。
10.根据权利要求1～6中任意一项所述的不同点提取装置，其特征在于，
对于上述多个生产设备中的至少一个生产设备，上述不同点提取部使用所记录的过去的上述状态信息进行上述不同点的提取。
11.根据权利要求3或4所述的不同点提取装置，其特征在于，
作为与上述多个生产设备各自的设置场所相关的物理量，上述物理量检测装置检测包含该设置场所的图像、温度、湿度、地板的振动中的至少任意一个的物理量。
12.根据权利要求1～11中任意一项所述的不同点提取装置，其特征在于，该不同点提取装置构成为，按照预先设定的调度信息执行由上述信息收集部进行的上述状态信息的收集、由上述不同点提取部进行的上述不同点的提取以及由上述不同点显示处理部进行的上述不同点的显示。
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