JP2007249313A - モニタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロボットや工作機械等の遠隔診断やモニタリングをする際に、通信回線の負荷状況に左右されずに正確な診断やモニタリングができるようにする。
【解決手段】送信データを作成する周期設定部１３０、３１０をロボット制御装置１とモニタ用コンピュータ３に設け、通信回線４の負荷状況を計測しながら最適な送信データ作成周期を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットや工作機械等の稼働データをモニタするモニタリング装置に関する。

近年は工場の製造ラインで多くのロボットや工作機械等が稼働しており、搬送や溶接、組み立て等の製造工程の自動化や省人化が進んでいる。このようなロボットや工作機械のうち、１台でもトラブルが発生すれば製造ラインの停止を余儀なくされ、製造コストや後工程に大きな影響を及ぼしてしまう。特にロボットや工作機械自体に起因するトラブルはそれらが稼動している工場の作業者では対処が難しい場合が多い。
この時、それらの機器が設置されている場所とは離れた場所で稼働データをモニタリングしておき、メンテナンスや故障診断、異常検出を行うことができれば、メンテナンス技術者が機器の設置場所まで行かずとも様々な診断や処置が可能となる。
このような遠隔モニタリングを行うモニタリング装置として、モニタ対象の制御装置とパソコンをインターネットなどの通信ネットワークを介して接続し、パソコンが制御装置にデータ要求コマンドを送り、コマンドに応じて制御装置がパソコンに機器の稼働データを送信してパソコンの描画ソフトで稼働状況を表示させるというものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平１−９２８０９号公報（図１） 特許第３３０５４５１号公報（図２、３）

しかしながら、特許文献１、２に開示されている従来のモニタリング装置は、パソコンから指令されたデータ要求に応じて制御装置が角度データなどを送信するため、高サンプリング周期のデータを取得することが困難であり、また、ネットワーク通信回線の不確定な負荷状況により一定間隔のリアルタイムデータを取得できず、正確な動作状況を把握することが困難といった問題があった。
また、制御装置が高サンプリング周期のリアルタイムのデータを作成しても、通信回線の負荷状況によりすべてのデータを送信できないことがあるため、パソコンが連続したデータを取得できず、正確な動作状況を把握することが困難といった問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、通信回線の負荷状況に応じて最適な制御装置のデータ作成周期を設定することにより、一定時間間隔で且つ可能な限りの高サンプリング周期のデータを取得でき、正確な診断やモニタリングを行うことができるモニタリング装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
第１の発明は、電動機を含む制御対象を制御する制御演算部と制御演算部に保持された稼働データを通信回線を介して外部に送信する制御側通信部とを備えたロボット制御装置と、ロボット制御装置から稼働データを受信しロボット制御装置にコマンドを送信するモニタ側通信部と受信した稼働データに応じて波形や制御対象の動作を描画する描画部とを備えたモニタ用コンピュータとからなるモニタリング装置において、ロボット制御装置は、稼働データから送信データを作成する周期を設定する制御側周期設定部を備え、制御演算部は、制御側周期設定部の設定に従って稼働データから送信データを作成する送信データ作成部と制御側通信部へ送信データを転送するデータ転送部とを備え、制御側通信部は、送信データを一時的に記憶するバッファメモリを備え、送信データをモニタ用コンピュータへ逐次送信し、モニタ用コンピュータは、通信回線の負荷状況に応じてロボット制御装置に送信データ作成周期の変更を指示するモニタ側周期設定部を備えたことを特徴としている。
また第２の発明は、モニタ側周期設定部は、一定期間にロボット制御装置から受信した稼働データ量に基づいて送信データ作成周期を指示することを特徴としている。
また第３の発明は、モニタ側周期設定部は、モニタ側通信部を介してロボット制御装置にコマンドを送信し、その応答が帰ってくるまでの時間に基づいて送信データ作成周期を指示することを特徴としている。
さらに第４の発明は、送信データ作成部は、送信データ作成周期が変更された場合、送信データ作成周期が変更された時点の送信データに、周期を判別する区切りデータを追加することを特徴としている。

第１の発明によると、通信回線の負荷状況に応じて最適なリアルタイムデータの作成周期を設定することにより、一定間隔かつ高サンプリング周期の連続したデータが取得可能となるので、パソコン側でモニタリング対象機器の正確な稼働状況を診断、判定することができる。
第２、第３の発明によると、通信回線の負荷の状況に応じた最適な送信データの作成周期を決定することが可能となる。
第４の発明によると、データ送信途中で通信回線の負荷状況の変化によってデータ作成周期を途中で変更しても、パソコン側でデータを受信した際に、どの部分からデータ作成周期が変わったかを判定できるので、正確な診断や判定が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明のモニタリング装置の構成と接続関係を示すブロック図である。本実施例ではロボット制御装置をモニタリングする場合に関して述べる。
図において、１はロボット制御装置であり、制御対象となるロボット２を制御する。その際、制御演算部１２０は図示しない予め記憶された教示プログラムに記述された命令を実行し、その各関節モータの指令をロボット２に送って駆動している。診断やモニタリングを行う際は、送信データ作成部１２２は、制御演算部１２０で演算されているロボット２の操作量や状態量等の稼働データから必要なデータを選択して設定された周期で送信データを作成し、データ転送部１２１を介して制御側通信部１１０に転送する。
制御側通信部１１０には、例えば、通信にＴＣＰ／ＩＰを利用する場合にはＩＰアドレスのような送信先が予め指定されており、通信回線４を介して遠隔地に設置されたモニタ用コンピュータ３にデータを送信する。また、モニタ用コンピュータ３は、送られてきたデータをモニタ側通信部３１０で受信し、データをオフライン教示ソフトなどの描画部３２０のデータ収集部３２１へ渡し、ロボット・波形描画部３２２にて波形描画やロボットの３次元グラフィック描画を実行する。

本発明が特許文献１〜２と異なる部分は、ロボット制御装置１に制御側周期設定部１３０を備え、モニタ用コンピュータ３にモニタ側周期設定部３３０を備え、制御側通信部１１０にバッファメモリ１１１を備えた部分であり、通信回線４やモニタ用コンピュータ３の負荷状況に応じて送信データ作成部１２２がデータ作成周期を設定し、一定間隔の連続したリアルタイムデータをできるだけ高サンプリングで取得してモニタリングできるようにしている。すなわち、バッファメモリ１１１によってデータを一時的に溜めていきながら逐次送信することによって高サンプリングの連続したデータを送信することができる。
ただし、通信回線４やモニタ用コンピュータ３の負荷が大きくすべてのデータを受信して処理できないことがある。バッファメモリ１１１の容量には限りがあるため、そのような場合には、ある程度時間が経過するとバッファメモリ１１１がいっぱいになり、送信停止または先に受信したデータが上書きされることにより連続したデータが途切れてしまう。そこで、バッファメモリ１１１が溢れない程度に送信データ作成部１２２のデータ作成周期を設定することで、長時間連続したデータを送受信でき、またバッファメモリ１１１の容量を大きく確保する必要がなくなる。

ここで、モニタ用コンピュータ３にあるモニタ側周期設定部３３０の周期設定方法について説明する。モニタ側周期設定部３３０は、まず通信回線４の負荷状況を調べる。負荷状況を調べる方法としては、初期設定した送信データ作成部１２２のデータ作成周期に応じて送られてきた稼働データ量を一定時間計測し、データ量と現在設定されているデータ作成周期から通信回線４のデータ転送速度を推定する方法がある。つまり通信回線４のデータ転送速度が低ければ一定時間内にデータ作成周期に応じたデータ量が受信されないことになる。逆に通信回線４のデータ転送速度が十分高ければ一定期間内で所望のすべてのデータを受信することになり、データ作成周期に対して十分な通信状況にあると言え、データ作成周期をさらに短くできることがわかる。
このようにして通信回線４の負荷状況によってデータ作成周期を設定し、ロボット制御装置１に送って、制御側周期設定部１３０によって、送信データ作成部１２２でのデータ作成周期を長くしたり短くしたりする。
通信回線４の負荷状況を調べるもう１つの方法としては、モニタ用コンピュータから負荷状況調査コマンドをロボット制御装置１に送信し、その応答が帰ってくるまでの時間（Round Trip Time）を計測する方法がある。このRound Trip Timeを目安として最適なデータ作成周期を計算する。本発明のモニタリング装置が通信回線の負荷状況を調べて最適なデータ作成周期を設定する方法としては上記の２つの方法に限るものではなく、現在既知のあらゆる方法が利用できる。

このような実施の形態によれば、一定間隔かつ高サンプリング周期で生成したロボット制御装置１の稼働データを通信回線４を介してモニタ用コンピュータ３に送信することが可能となる。さらに、通信回線４の回線の混み具合や回線距離に応じて通信速度が変化するが、このような通信回線４の負荷状況に応じて最適なデータ作成周期を設定できるので、バッファメモリ１１１に一時的に記憶されているデータが溢れることなく長時間連続したデータが取得可能となる。これにより、正確な診断やモニタリングが可能となる。

上記で説明した送信データ作成周期は、モニタリングを始める前に設定するだけでなく、モニタリング中でも通信回線の負荷状況の変化に伴い、動的に送信データ作成周期を変更することも可能である。
モニタ側周期設定部３３０が一定時間毎に通信回線４の負荷状況を調べ、負荷状況が変われば上記で説明した方法によって最適なデータ作成周期を再計算し、ロボット制御装置１へ通知する。通知を受けたロボット制御装置１の制御側周期設定部１３０は送信データ作成部１２２の周期を再設定する。この時、送信データのどこから周期が変更されたかを区別するために、送信データ作成部１２２が区切りデータを送信データに追加する。モニタ用コンピュータ３のデータ収集部３２１が区切りデータを判別すると、ロボット・波形描画部３２２が周期に応じて描画を切り替える。

このような実施の形態によれば、モニタリング途中に通信回線４の負荷状況が変わっても、常に最適なデータ作成周期が設定されるので、バッファメモリ１１１のデータが溢れることなく連続したデータを取得することが可能となる。

本発明はロボットを制御するロボット制御装置のみならず、工作機械やその他機器の制御装置にも適用することができる。

本発明のモニタリング装置の構成と接続関係を示すブロック図

符号の説明

１ ロボット制御装置 ２ ロボット
３ モニタ用コンピュータ ４ 通信回線
１１０ 制御側通信部 １１１ バッファメモリ
１２０ 制御演算部 １２１ データ転送部
１２２ 送信データ作成部 １３０ 制御側周期設定部
３１０ モニタ側通信部 ３２０ 描画部
３２１ データ収集部 ３２２ ロボット・波形描画部
３３０ モニタ側周期設定部

Claims (4)

1. 電動機を含むロボットを制御する制御演算部と前記制御演算部に保持された稼働データを通信回線を介して外部に送信する制御側通信部とを備えたロボット制御装置と、前記ロボット制御装置から前記稼働データを受信し前記ロボット制御装置にコマンドを送信するモニタ側通信部と受信した前記稼働データに応じて波形や制御対象の動作を描画する描画部とを備えたモニタ用コンピュータとからなるモニタリング装置において、
   前記ロボット制御装置は、前記稼働データから送信データを作成する周期を設定する制御側周期設定部を備え、
   前記制御演算部は、前記制御側周期設定部の設定に従って前記稼働データから前記送信データを作成する送信データ作成部と前記制御側通信部へ前記送信データを転送するデータ転送部とを備え、
   前記制御側通信部は、前記送信データを一時的に記憶するバッファメモリを備えて前記送信データを前記モニタ用コンピュータへ逐次送信し、
   前記モニタ用コンピュータは、前記通信回線の負荷状況に応じて前記ロボット制御装置に前記送信データ作成周期の変更を指示するモニタ側周期設定部を備えたことを特徴とするモニタリング装置。
2. 前記モニタ側周期設定部は、一定期間に前記ロボット制御装置から受信した前記稼働データ量に基づいて前記送信データ作成周期を指示することを特徴とする請求項１記載のモニタリング装置。
3. 前記モニタ側周期設定部は、前記モニタ側通信部を介して前記ロボット制御装置にコマンドを送信し、その応答が帰ってくるまでの時間に基づいて前記送信データ作成周期を指示することを特徴とする請求項１記載のモニタリング装置。
4. 前記送信データ作成部は、前記送信データ作成周期が変更された場合、前記送信データ作成周期が変更された時点の前記送信データに、周期を判別する区切りデータを追加することを特徴とする請求項１記載のモニタリング装置。

Images