DE102017117549B4

DE102017117549B4 - Steuervorrichtung und steuersystem

Info

Publication number: DE102017117549B4
Application number: DE102017117549.0A
Authority: DE
Inventors: Soichi Arita
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2037-08-03
Also published as: JP2018024032A; CN107705780B; DE102017117549A1; CN107705780A; US10481596B2; JP6499621B2; US20180039260A1

Abstract

Steuervorrichtung, umfassend:eine Empfangseinheit, welche Ausgangssignale, die von einer Vielzahl von Herstellungsmaschinen ausgegeben werden, über ein Kommunikationsnetzwerk empfängt;eine Rauschkomponentenextraktionseinheit, welche eine gemeinsame Rauschkomponente, die in den empfangenen Ausgangssignalen enthalten ist, extrahiert; undeine Rauschkomponentenbeseitigungseinheit, welche die extrahierte Rauschkomponente aus wenigstens einem der Ausgangssignale beseitigt,wobei die Rauschkomponentenextraktionseinheit die Rauschkomponente extrahiert, indem sie aus Frequenzspektren, die den jeweiligen Ausgangssignalen entsprechen, bei jeder Frequenz die Leistung auswählt,die den kleinsten Wert aufweist, um ein gemeinsames Leistungsspektrum zu erzeugen und einen Hochpassfilter auf das gemeinsame Leistungsspektrum anwendet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuersystem, die zur Steuerung mehrerer Herstellungsmaschinen, welche über ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind, geeignet sind.
Allgemeiner Stand der Technik
Es gibt herkömmlich bekannte Vorrichtungen, die Informationen von mehreren Robotern, welche an ein Kommunikationsnetzwerk angeschlossen sind, sammeln und dadurch eine Störung bei den Robotern vorhersagen (siehe zum Beispiel PTL 1). Darüber hinaus sind Vorrichtungen bekannt, die eine Störung unter Verwendung von Informationen von einem Schwingungssensor, der an einem Arbeitsende eines Roboters bereitgestellt ist, vorhersagen (siehe zum Beispiel PTL 2).
Bei einer solchen Vorrichtung ist im Fall einer Sammlung von Informationen von einem Roboter oder von einem an einem Roboter bereitgestellten Sensor in den Informationen häufig umweltfaktorbasiertes Rauschen wie zum Beispiel Rauschen aufgrund von Schwingungen von einem nahe an der Vorrichtung vorbeifahrenden Gabelstapler, Schwankungen der Stromversorgungsspannung, oder durch Bearbeitungsmaschinen enthalten. Im Allgemeinen wird zur Beseitigung dieses umweltfaktorbasierten Rauschens ein Filter auf das Signal, das die Information von dem Sensor enthält, angewendet.
PTL 3 offenbart ein System mit einem Sensorcartridge, welches eine Anordnung von Mikrowannen aufweist, die entweder leer sind oder ein Analyt enthalten. Die Ausgangssignale leerer Mikrowannen führen ein Rauschen, das allen Mikrowannen einer lokalen Region der Anordnung gemeinsam ist. Das gemeinsame Rauschen wird von den leeren Mikrowannen erhalten und von den Ausgangssignalen der mit Analyt gefüllten Mikrowannen abgezogen.
Literaturliste
Patentliteratur

PTL 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-202624.
PTL 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-05-52712.
PTL 3: US-Patentanmeldung US 2012 / 0 143 531 A1.

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Bei einer allgemeinen Filterverarbeitung ist es jedoch schwierig, nur das oben beschriebene umweltfaktorbasierte Rauschen zu identifizieren und zu beseitigen.
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der oben beschriebenen Umstände, und ihre Aufgabe ist, eine Steuervorrichtung und ein Steuersystem bereitzustellen, die in der Lage sind, mehrere Herstellungsmaschinen durch Identifizieren und Beseitigen von umweltfaktorbasiertem Rauschen, das in Signalen enthalten ist, mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Lösung des Problems
Zur Erfüllung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
Nach einem ersten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung bereit, die eine Empfangseinheit, welche Ausgangssignale, die von mehreren Herstellungsmaschinen ausgegeben werden, über ein Kommunikationsnetzwerk empfängt; eine Rauschkomponentenextraktionseinheit, welche eine gemeinsame Rauschkomponente, die in den empfangenen Ausgangssignalen enthalten ist, extrahiert; und eine Rauschkomponentenbeseitigungseinheit, welche die extrahierte Rauschkomponente aus wenigstens einem der Ausgangssignale beseitigt, aufweist.
Nach der Steuervorrichtung dieses Gesichtspunkts empfängt die Empfangseinheit Signale, die von den mehreren Herstellungsmaschinen ausgegeben werden, über das Kommunikationsnetzwerk. Dann extrahiert die Rauschkomponentenextraktionseinheit eine gemeinsame Rauschkomponente, die in den empfangenen Signalen enthalten ist. Dann beseitigt die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit das durch die Rauschkomponentenextraktionseinheit extrahierte Rauschen aus wenigstens einem der Signale, die durch die Empfangseinheit empfangen wurden.
Entsprechend ist es möglich, eine gemeinsame umweltfaktorbasierte Rauschkomponente, die die von den mehreren Herstellungsmaschinen ausgegebenen Signale überlagert, zu beseitigen. Als Ergebnis ist es möglich, jede der Herstellungsmaschinen auf der Basis des Signals, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Die Steuervorrichtung nach dem oben beschriebenen ersten Gesichtspunkt kann einen Aufbau aufweisen, der ferner eine Anomaliedetektionseinheit, die dazu ausgebildet ist, auf der Basis des Signals, aus dem die Rauschkomponente durch die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit beseitigt wurde, eine Anomalie bei den mehreren Herstellungsmaschinen zu detektieren, aufweist.
Durch diesen Aufbau kann jede Herstellungsmaschine mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, da auf der Basis des Signals, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, eine Anomalie bei den mehreren Herstellungsmaschinen detektiert werden kann.
Die Steuervorrichtung nach dem oben beschriebenen ersten Gesichtspunkt kann einen Aufbau aufweisen, der ferner eine Filterverarbeitungseinheit, die auf das Signal, aus dem die Rauschkomponente durch die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit beseitigt wurde, eine Filterverarbeitung anwendet, und eine Anomaliedetektionseinheit, die dazu ausgebildet ist, auf der Basis des Signals, auf das die Filterverarbeitung durch die Filterverarbeitungsvorrichtung angewendet wurde, eine Anomalie bei den mehreren Herstellungsmaschinen zu detektieren, aufweist.
Durch diesen Aufbau wird ein gewünschtes Filter auf das Signal, das in die Anomaliedetektionseinheit eingegeben werden soll, angewendet, was die Erzeugung eines Signals, das dazu geeignet ist, einer Anomaliedetektion unterzogen zu werden, ermöglicht.
Bei der Steuervorrichtung nach dem oben beschriebenen ersten Gesichtspunkt können die Ausgangssignale Ausgänge von Codierern, die jeweils in den mehreren Herstellungsmaschinen bereitgestellt sind, oder Strombefehle für Motoren, die jeweils in den mehreren Herstellungsmaschinen bereitgestellt sind, enthalten.
Bei der Steuervorrichtung nach dem oben beschriebenen ersten Gesichtspunkt können die Ausgangssignale Ausgänge von externen Sensoren, die jeweils an den mehreren Herstellungsmaschinen bereitgestellt sind, enthalten.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Steuersystem bereit, das eine der oben beschriebenen Steuervorrichtungen; und die mehreren Herstellungsmaschinen, die über das Kommunikationsnetzwerk an die Steuervorrichtung angeschlossen sind, aufweist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung wird insofern eine vorteilhafte Wirkung bereitgestellt, als mehrere Herstellungsmaschinen durch Identifizieren und Beseitigen von umweltfaktorbasiertem Rauschen, das in Signalen enthalten ist, mit hoher Genauigkeit gesteuert werden können.
Figurenliste

1: 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Steuersystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
2: 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Steuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
3: 3(a), 3(b) und 3(c) sind Ansichten, die Beispiele für Ausgangssignale, welche von verschiedenen Robotern ausgegeben werden, umweltfaktorbasiertes Rauschen, und ursprüngliche Signale zeigen.
4: 4(a), 4(b) und 4(c) sind Ansichten, die die in 3(a), 3(b) und 3(c) gezeigten Ausgangssignale zeigen.
5: 5(a), 5(b) und 5(c) sind Ansichten, die Frequenzspektren der in 4(a), 4(b) und 4(c) gezeigten Ausgangssignale zeigen.
6: 6 ist eine Ansicht, die ein Frequenzspektrum zeigt, das durch Extrahieren der gemeinsamen Leistung aus den in 5(a), 5(b) und 5(c) gezeigten Frequenzspektren erhalten wird.
7: 7 ist ein Wellenformdiagramm, das das in 6 gezeigte Frequenzspektrum in der Zeitdomäne zeigt.
8: 8 (a), 8(b) und 8(c) sind Ansichten, die die in 4(a), 4(b) und 4(c) gezeigten Ausgangssignale und Signale, aus denen eine Rauschkomponente beseitigt wurde, zeigen.
9: 9 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitung zeigt, die in der Steuervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
10: 10 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Steuervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
11: 11 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitung zeigt, die in der Steuervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
12: 12 ist eine Ansicht, die einen beispielhaften Roboterarm zeigt, an dem ein externer Sensor angebracht ist.

Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachstehend ein Steuersystem nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben werden.
Wie in 1 gezeigt ist ein Steuersystem 1 dieser Ausführungsform mit einer Herstellungszelle 3, die mehrere Roboter 31 enthält, welche durch Roboter #1 bis Roboter #N angegeben sind; einer Zellensteuereinheit 2, die als Steuervorrichtung zur Steuerung der mehreren in der Herstellungszelle 3 enthaltenen Roboter 31 dient; und einem Kommunikationsnetzwerk 4, das die Zellensteuereinheit 2 und die Herstellungszelle 3 verbindet, versehen.
Gemäß dem Steuersystem 1 werden verschiedene Signale, die von Roboter #1 bis Roboter #N ausgegeben werden, über das Kommunikationsnetzwerk 4 an die Zellensteuereinheit 2 gesendet, und werden in der Zellensteuereinheit 2 auf der Basis der verschiedenen Signale die Zustände von Roboter #1 bis Roboter #N wie etwa eine Störung oder eine Anomalie detektiert oder vorhergesagt.
Obwohl die Herstellungszelle 3 bei dieser Ausführungsform so aufgebaut ist, dass sie die mehreren Roboter 31 enthält, ist zu beachten, dass der Aufbau nicht darauf beschränkt ist, und dass die Herstellungszelle 3 so aufgebaut sein kann, dass sie Herstellungsmaschinen wie etwa Industriemaschinen enthält.
Obwohl darüber hinaus die Herstellungszelle 3 bei dieser Ausführungsform zur Bequemlichkeit der Erklärung N (N > 3) Roboter enthält, kann die vorliegenden Erfindung tatsächlich ausgeführt werden, wenn wenigstens zwei Herstellungsmaschinen wie etwa Industriemaschinen, Roboter, usw. enthalten sind.
Obwohl darüber hinaus die Zellensteuereinheit 2, die die Roboter, welche in der Herstellungszelle 3 enthalten sind, steuert, bei dieser Ausführungsform als beispielhafte Steuervorrichtung dargestellt ist, ist die Steuervorrichtung nicht darauf beschränkt und kann sie anstelle der Zellensteuereinheit 2 eine Steuereinheit sein, die in einer oberen Schicht in dem Netzwerk eingerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachstehend der Aufbau der Zellensteuereinheit 2, die in dem Steuersystem 1 bereitgestellt ist, ausführlich beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass die Zellensteuereinheit 2 mit einem Prozessor (nicht gezeigt) versehen ist, und dass dieser Prozessor dazu ausgebildet ist, die Verarbeitung in den jeweiligen Funktionsblöcken, die in 2 gezeigt sind, durchzuführen.
Wie in 2 gezeigt ist die Zellensteuereinheit 2 mit einer Empfangseinheit 21, einer Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 und einer Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 als Funktionsblöcke versehen. Darüber hinaus ist die Zellensteuereinheit 2 zusätzlich zu der Empfangseinheit 21, der Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 und der Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 mit einer Anomaliedetektionseinheit 24 versehen.
Die Empfangseinheit 21 ist über das Kommunikationsnetzwerk 4 an die mehreren Roboter 31 angeschlossen. Darüber hinaus ist die Empfangseinheit 21 an die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 und die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 angeschlossen. Die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 ist an die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 angeschlossen. Die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 ist an die Anomaliedetektionseinheit 24 angeschlossen.
Die Empfangseinheit 21 ist dazu ausgebildet, über das Kommunikationsnetzwerk 4 Ausgangssignale von den Robotern 31, die durch Roboter #1 bis Roboter #N angegeben sind, zu empfangen. Die Empfangseinheit 21 kann Ausgangssignale von allen Robotern 31, die in der Herstellungszelle 3 enthalten sind, empfangen, oder kann Ausgangssignale von wenigstens zwei gewünschten Robotern 31 empfangen. Bei dieser Ausführungsform empfängt die Empfangseinheit 21 Ausgangssignale von drei Robotern 31, die durch Roboter #1 bis Roboter #3 angegeben sind.
Ein Signal, das durch den Roboter 31, der durch Roboter #1 angegeben ist, ausgegeben wird, ist zum Beispiel ein durch eine dünne durchgehende Linie in 3(a) angegebenes Signal, das durch Überlagern des durch eine dicke durchgehende Linie in 3(a) angegebenen ursprünglichen Signals mit dem durch eine gestrichelte Linie in 3(a) angegebenen umweltfaktorbasierten Rauschen erhalten wird.
Ein Signal, das durch den Roboter 31, der durch Roboter #2 angegeben ist, ausgegeben wird, ist zum Beispiel ein durch eine dünne durchgehende Linie in 3(b) angegebenes Signal, das durch Überlagern des durch eine dicke durchgehende Linie in 3(b) angegebenen ursprünglichen Signals mit dem durch eine gestrichelte Linie in 3(b) angegebenen umweltfaktorbasierten Rauschen erhalten wird.
Ein Signal, das durch den Roboter 31, der durch Roboter #3 angegeben ist, ausgegeben wird, ist zum Beispiel ein durch eine dünne durchgehende Linie in 3(c) angegebenes Signal, das durch Überlagern des durch eine dicke durchgehende Linie in 3(c) angegebenen ursprünglichen Signals mit dem durch eine gestrichelte Linie in 3(c) angegebenen umweltfaktorbasierten Rauschen erhalten wird.
Darüber hinaus ist das von jedem Roboter 31 ausgegebene Signal zum Beispiel ein Ausgangswert eines Codierers, der in dem Roboter 31 bereitgestellt ist, oder ein Strombefehl für einen Motor, der in dem Roboter 31 bereitgestellt ist.
Die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 ist dazu ausgebildet, auf der Basis der Ausgangssignale der mehreren Roboter 31, die durch die Empfangseinheit 21 empfangen wurden, eine gemeinsame Rauschkomponente, die in den jeweiligen Ausgangssignalen enthalten ist, zu extrahieren.
Genauer wendet die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 eine Fourier-Transformation auf Ausgangssignale (4(a) bis 4(c), die von den durch Roboter #1 bis Roboter #3 angegebenen Robotern 31 erhalten wurden, an, wodurch wie in 5(a) bis 5(c) gezeigt Frequenzspektren, die den jeweiligen Ausgangssignalen entsprechen, berechnet werden. Darüber hinaus extrahiert die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 bei jeder Frequenz eine Leistung, die den in 5(a) bis 5(c) gezeigten Frequenzspektren gemeinsam ist. Mit anderen Worten wird bei jeder Frequenz die Leistung des Frequenzspektrums, die unter den mehreren Frequenzspektren den kleinsten Wert aufweist gewählt und dadurch ein wie in 6 gezeigtes gemeinsames Leistungsspektrum erzeugt. Dann wendet die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 ein Hochpassfilter auf das gemeinsame Leistungsspektrum an, wodurch Niederfrequenzkomponenten, die in den ursprünglichen Signalen selbst enthalten sind, beseitigt werden, und wendet sie dann darauf eine inverse Fourier-Transformation an, wodurch eine wie in 7 gezeigte Rauschkomponente extrahiert wird. Es ist zu beachten, dass die Grenzfrequenz des Hochpassfilters zum Beispiel etwa 10 Hz bis 15 Hz beträgt.
Die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 ist dazu ausgebildet, den Unterschied zwischen der durch die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 extrahierten Rauschkomponente und wenigstens einem Signal unter den Ausgangssignalen von den mehreren Robotern 31, die durch die Empfangseinheit empfangen wurden, heranzuziehen und dadurch die Rauschkomponente zu beseitigen. Die Signale, die nach der Beseitigung der Rauschkomponente erhalten werden, sind durch die dicken durchgehenden Linien in 8(a) bis 8(c) angegeben.
Es ist zu beachten, dass die in der Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 durchgeführte Beseitigung einer Rauschkomponente möglicherweise auch nur auf das Ausgangssignal von einem Roboter 31, der als Ziel einer Anomaliedetektion in der folgenden Anomaliedetektionseinheit 24 dient, angewendet wird.
Die Anomaliedetektionseinheit 24 ist dazu ausgebildet, auf der Basis des Signals, aus dem in der Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 die Rauschkomponente beseitigt wurde, eine Anomalie oder eine Störung bei dem Roboter 31 zu detektieren.
Insbesondere wird dann, wenn das Signal, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, einen vorab festgelegten Schwellenwert übersteigt, bestimmt, dass bei dem Roboter 31, der dieses Signal ausgegeben hat, eine Anomalie oder eine Störung aufgetreten ist. Alternativ ist es auch möglich, durch Maschinenlernen eine gegenwärtige oder zukünftige Anomalie oder Störung zu detektieren oder vorherzusagen.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 9 der Betrieb der Zellensteuereinheit 2 mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben werden.
Zuerst empfängt die Empfangseinheit 21 Ausgangssignale von den durch Roboter #1 bis Roboter #3 angegebenen Robotern 31 (Schritt SA1 in 9). Als nächstes wird eine Rauschkomponente, die den mehreren empfangenen Ausgangssignalen gemeinsam ist, extrahiert (Schritt SA2 in 9). Dann wird die extrahierte Rauschkomponente aus dem Ausgangssignal des Roboters 31, der das Ziel einer Anomaliedetektion darstellt, beseitigt (Schritt SA3 in 9). Dann wird unter Verwendung des Signals, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, eine Anomaliedetektion für den Roboter 31 durchgeführt (Schritt SA4 in 9).
Auf diese Weise können die Roboter 31 ohne Einfluss durch eine umweltfaktorbasierte Beeinträchtigung mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, da die umweltfaktorbasierte Rauschkomponente, die den Ausgangssignalen der mehreren Roboter 31 gemeinsam ist, identifiziert wird und eine Anomaliedetektion auf der Basis des Signals, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, durchgeführt wird.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend wird ein Steuersystem nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Das Steuersystem dieser Ausführungsform unterscheidet sich von jenem der ersten Ausführungsform darin, dass anstelle der Zellensteuereinheit, die in dem Steuersystem 1 der ersten Ausführungsform, das in 1 gezeigt ist, bereitgestellt ist, eine Zellensteuereinheit 5 bereitgestellt ist. Insbesondere ist das Steuersystem dieser Ausführungsform mit der Herstellungszelle 3, die die durch Roboter #1 bis Roboter #N angegebenen mehreren Roboter 31 enthält; der Zellensteuereinheit 5, bei der es sich um eine Steuervorrichtung handelt, die die mehreren in der Herstellungszelle 3 enthaltenen Roboter 31 steuert; und dem Kommunikationsnetzwerk 4, das die Zellensteuereinheit 5 und die Herstellungszelle 3 verbindet, versehen.
Nach dem Steuersystem dieser Ausführungsform werden verschiedene Signale, die von Roboter #1 bis Roboter #N ausgegeben werden, über das Kommunikationsnetzwerk 4 an die Zellensteuereinheit 5 gesendet, und werden in der Zellensteuereinheit 5 auf der Basis der verschiedenen Signale die Zustände von Roboter #1 bis Roboter #N wie etwa eine Störung oder eine Anomalie detektiert oder vorhergesagt.
Obwohl die Herstellungszelle 3 bei dieser Ausführungsform so aufgebaut ist, dass sie mehrere Roboter 31 enthält, ist zu beachten, dass der Aufbau nicht darauf beschränkt ist, und dass die Herstellungszelle 3 so aufgebaut sein kann, dass sie Herstellungsmaschinen wie etwa Industriemaschinen enthält.
Obwohl darüber hinaus die Herstellungszelle 3 bei dieser Ausführungsform zur Bequemlichkeit der Erklärung N (N > 3) Roboter enthält, kann die vorliegenden Erfindung tatsächlich ausgeführt werden, wenn wenigstens zwei Herstellungsmaschinen wie etwa Industriemaschinen, Roboter, usw. enthalten sind.
Obwohl darüber hinaus die Zellensteuereinheit 5, die die Roboter, welche in der Herstellungszelle 3 enthalten sind, steuert, bei dieser Ausführungsform als beispielhafte Steuervorrichtung dargestellt ist, ist die Steuervorrichtung nicht darauf beschränkt und kann sie anstelle der Zellensteuereinheit 5 eine Steuereinheit sein, die in einer oberen Schicht in dem Netzwerk eingerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachstehend der Aufbau der Zellensteuereinheit 5 ausführlich beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass die Zellensteuereinheit 5 mit einem Prozessor (nicht gezeigt) versehen ist, und dass dieser Prozessor dazu ausgebildet ist, die Verarbeitung in den jeweiligen Funktionsblöcken, die in 10 gezeigt sind, durchzuführen. In der folgenden Beschreibung sind Abschnitten mit Aufbauten, die mit jenen bei der Zellensteuereinheit 2, die in dem Steuersystem 1 der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist, übereinstimmen, die gleichen Bezugszeichen zugeteilt und wird auf ihre Beschreibung verzichtet werden.
Wie in 10 gezeigt ist die Zellensteuereinheit 5 wie die Zellensteuereinheit 2 der ersten Ausführungsform mit der Empfangseinheit 21, der Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 und der Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 als Funktionsblöcke versehen. Darüber hinaus ist die Zellensteuereinheit 5 zusätzlich zu der Empfangseinheit 21, der Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 und der Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 mit einer Filterverarbeitungseinheit 51 und einer Anomaliedetektionseinheit 52 versehen.
Die Empfangseinheit 21 ist über das Kommunikationsnetzwerk 4 an die mehreren Roboter 31 angeschlossen. Darüber hinaus ist die Empfangseinheit 21 an die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 und die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 angeschlossen. Die Rauschkomponentenextraktionseinheit 22 ist an die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 angeschlossen. Die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 ist an die Filterverarbeitungseinheit 51 angeschlossen. Die Filterverarbeitungseinheit 51 ist an die Anomaliedetektionseinheit 52 angeschlossen.
Die Filterverarbeitungseinheit 51 ist dazu ausgebildet, ein Filter auf das Signal, aus dem die Rauschkomponente in der Rauschkomponentenbeseitigungseinheit 23 beseitigt wurde, anzuwenden. Die Filterverarbeitung in der Filterverarbeitungseinheit 51 wird angewendet, um ein Signal zu erhalten, das dazu geeignet ist, einer Anomaliedetektion in der Anomaliedetektionseinheit 52 unterzogen zu werden.
Die Anomaliedetektionseinheit 52 ist dazu ausgebildet, auf der Basis des Signals, auf das die Filterbearbeitung in der Filterbearbeitungseinheit 51 angewendet wurde, eine Anomalie oder eine Störung bei dem Roboter 31 zu detektieren.
Insbesondere wird dann, wenn das Signal, auf das die Filterverarbeitung angewendet wurde, einen vorab festgelegten Schwellenwert übersteigt, bestimmt, dass bei dem Roboter 31, der dieses Signal ausgegeben hat, eine Anomalie oder eine Störung aufgetreten ist. Alternativ ist es auch möglich, durch Maschinenlernen eine gegenwärtige oder zukünftige Anomalie oder Störung zu detektieren oder vorherzusagen.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 11 der Betrieb der Zellensteuereinheit 5 mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben werden.
Auf das Signal, aus dem wie bei der ersten Ausführungsform die Rauschkomponente beseitigt wurde, wird in der Filterverarbeitungseinheit 51 ein Filter angewendet, wodurch ein Signal erzeugt wird, das dazu geeignet ist, einer Anomaliedetektion unterzogen zu werden (Schritt SB1 in 11).
Wenn zum Beispiel in dem Signal, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, nur ein Signal mit einer bestimmten Frequenz gesperrt werden soll, kann ein Sperrfilter angewendet werden. Und wenn Hochfrequenzrauschen nicht vollständig aus dem Signal, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, beseitigt ist, kann ein Tiefpassfilter angewendet werden. Und wenn in dem Signal, aus dem die Rauschkomponente beseitigt wurde, eine Niederfrequenzkomponente, die von einer Lagenänderung oder einer Temperaturveränderung des Roboters 31 abhängt, enthalten ist, kann ein Hochpassfilter angewendet werden.
Dann wird unter Verwendung des Signals, das in der Filterverarbeitungseinheit 51 erzeugt wurde, eine Anomaliedetektion für den Roboter 31 durchgeführt (Schritt SB2 in 11).
Auf diese Weise können die Roboter 31 ohne Einfluss durch eine umweltfaktorbasierte Beeinträchtigung mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, da die umweltfaktorbasierte Rauschkomponente, die den Ausgangssignalen der mehreren Roboter 31 gemeinsam ist, identifiziert wird und eine Anomaliedetektion auf der Basis des Signals, aus dem diese Rauschkomponente beseitigt wurde, durchgeführt wird.
Obwohl im Vorhergehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben wurden, sind die speziellen Aufbauten nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und sind auch Gestaltungsänderungen usw., die nicht von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen, enthalten.
Obwohl zum Beispiel bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Ausgangssignal von jedem Roboter 31 von einer in dem Roboter 31 bereitgestellten Vorrichtung wie etwa einem Codierer ausgegeben wird, ist es wie in 12 gezeigt auch möglich, einen Ausgangswert von einem externen Sensor 7 wie etwa einem Schwingungssensor oder einem Beschleunigungssensor, der an dem Roboter 31 bereitgestellt ist, zu verwenden. In diesem Fall kann der Ausgang von dem externen Sensor 7 wie in 12 gezeigt über eine Maschinensteuervorrichtung 6 an die Zellensteuereinheit 2 oder 5 gesendet werden, oder kann er direkt an die Zellensteuereinheit 2 oder 5 gesendet werden.
Darüber hinaus kann die oben beschriebene Zellensteuereinheit 2 oder 5 zum Beispiel anstelle der Anomaliedetektionseinheit 24 oder 52 mit einer Steuerbefehlserzeugungseinheit versehen sein, die auf der Basis des Signals, aus dem das Rauschen beseitigt wurde, einen Steuerbefehl für den Roboter 31 erzeugt.
Bezugszeichenliste

1: Steuersystem
2, 5: Zellensteuereinheit (Steuervorrichtung)
4: Kommunikationsnetzwerk
21: Empfangseinheit
22: Rauschkomponentenextraktionseinheit
23: Rauschkomponentenbeseitigungseinheit
24, 52: Anomaliedetektionseinheit
51: Filterverarbeitungseinheit

Claims

Steuervorrichtung, umfassend: eine Empfangseinheit, welche Ausgangssignale, die von einer Vielzahl von Herstellungsmaschinen ausgegeben werden, über ein Kommunikationsnetzwerk empfängt; eine Rauschkomponentenextraktionseinheit, welche eine gemeinsame Rauschkomponente, die in den empfangenen Ausgangssignalen enthalten ist, extrahiert; und eine Rauschkomponentenbeseitigungseinheit, welche die extrahierte Rauschkomponente aus wenigstens einem der Ausgangssignale beseitigt, wobei die Rauschkomponentenextraktionseinheit die Rauschkomponente extrahiert, indem sie aus Frequenzspektren, die den jeweiligen Ausgangssignalen entsprechen, bei jeder Frequenz die Leistung auswählt, die den kleinsten Wert aufweist, um ein gemeinsames Leistungsspektrum zu erzeugen und einen Hochpassfilter auf das gemeinsame Leistungsspektrum anwendet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Anomaliedetektionseinheit, welche dazu ausgebildet ist, auf der Basis des Signals, aus dem die Rauschkomponente durch die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit beseitigt wurde, eine Anomalie bei der Vielzahl von Herstellungsmaschinen zu detektieren.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Filterverarbeitungseinheit, welche auf das Signal, aus dem die Rauschkomponente durch die Rauschkomponentenbeseitigungseinheit beseitigt wurde, eine Filterverarbeitung anwendet; und eine Anomaliedetektionseinheit, die dazu ausgebildet ist, auf der Basis des Signals, auf das die Filterverarbeitung durch die Filterverarbeitungsvorrichtung angewendet wurde, eine Anomalie bei der Vielzahl von Herstellungsmaschinen zu detektieren.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgangssignale Ausgänge von Codierern, die jeweils in der Vielzahl von Herstellungsmaschinen bereitgestellt sind, oder Strombefehle für Motoren, die jeweils in der Vielzahl von Herstellungsmaschinen bereitgestellt sind, enthalten.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgangssignale Ausgänge von externen Sensoren, die jeweils an der Vielzahl von Herstellungsmaschinen bereitgestellt sind, enthalten.
Steuersystem, umfassend: eine Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und die Vielzahl von Herstellungsmaschinen, die über das Kommunikationsnetzwerk an die Steuervorrichtung angeschlossen sind.