JP2009169556A - Tracing system - Google Patents

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Iwao Mihashi
巌 三橋
Yoshitoshi Murata
嘉利 村田
Nagaki Sato
永欣 佐藤
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Kanto Jidosha Kogyo KK
Toyota Motor East Japan Inc
Iwate Prefectural University
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Kanto Jidosha Kogyo KK
Kanto Auto Works Ltd
Iwate Prefectural University
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tracing system that surely detects malfunctions of a machining robot, repeating the same operation at normal time, at all times. <P>SOLUTION: A portable measuring device 10 includes a terrestrial magnetism sensor 11 and acceleration sensor 12, a data processing unit 13 for sampling data from each sensor, and a transmission unit 14 for performing radio transmission of the sampling data. A trace data processor 20 includes: a receiving unit 21 for receiving the sampling data by radio from the transmission unit 14; a feature extracting unit 22 for extracting feature value, on the basis of the sampling data; a standard data accumulating unit 23 for accumulating the feature value at standard conditions, as standard data; a reference unit 24 for comparing the output data from the feature extracting unit 22, with the standard data accumulated in the standard data accumulation unit 23; and a decision unit 25 for deciding the propriety of the traced results, on the basis of reference results of the reference unit 24. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、工作ロボットのように正常状態では常に同一動作を繰り返し実行する対象に対して、その動作を連続トレースすることにより、動作の異常を検出するトレーシングシステムに関する。   The present invention relates to a tracing system that detects an abnormality of an operation by continuously tracing the operation of an object that always performs the same operation repeatedly in a normal state, such as a machine robot.

ロボットは多種多様で、生産ラインにおいては作業用ロボットが配置されている。自動車の生産ラインには、作業用ロボットとして工作用ロボットや搬送用ロボットなどが自動車の組み立てラインに沿って複数配置され、作業用ロボットにより自動車の組み立てが行われている。作業用ロボットでも特に工作用ロボットでは、アームが関節部を介して接続されている。   There are various types of robots, and work robots are arranged on the production line. In a production line for automobiles, a plurality of work robots, transfer robots, and the like are arranged as work robots along the assembly line of the automobile, and the automobile is assembled by the work robot. Even in a work robot, particularly in a work robot, arms are connected via joints.

これらの工作用ロボットでは、アームの戻り位置、アームの押力、アームの固有振動数の変化、アームを駆動する駆動部の伝達の異常、アーム先端部に設けた把持部の形状変化などから、工作用ロボットの異常を検知している。   In these work robots, from the return position of the arm, the pressing force of the arm, the change in the natural frequency of the arm, the abnormal transmission of the drive unit that drives the arm, the change in the shape of the gripping part provided at the tip of the arm, etc. An abnormality in the work robot is detected.

特開2005-222226号公報JP 2005-222226 A 特開昭59−105112号公報JP 59-105112 A

しかしながら、このような工作用ロボットの異常検知は、各ロボットが行う動作に依存しており、汎用性に欠ける。また、生産ラインでは、複数のロボットが協調して組み立て作業などを行っているところ、遅れの原因となっているロボットを検知することは困難であった。   However, such an abnormality detection of the working robot depends on the operation performed by each robot and lacks versatility. Moreover, in the production line, when a plurality of robots perform assembly work in cooperation with each other, it is difficult to detect the robot causing the delay.

例えば、ロボットの関節部に設けてある駆動モーターに異常電流が流れることでモーターの異常を検知することができるけれども、その異常検知は駆動モーターが破損するような場合に限られる。よって、ロボットが正常な動作を行っているか否かの判断はできなかった。そこで、ロボットの動作の正常性について確かめる手法は以下のような手法が考えられるが、有効な手法はなかった。
第1の手法として、ロボットのアームが押す力を応力センサーで測定することが考えられる。しかし、アームの押し動作以外では有効な手段とはならない。
第2の手法として、ロボットのアームが繰り返し動作を行う場合、所定の位置にスイッチやセンサーを設け、アームの動作速度を検出することが考えられるが、一周期での動作全体の遅れは検知できるとしても、一周期内での特定の時間領域での遅延や異常振動は検出できない。
第3の手法として、ロボットのアームに加速度センサーを取り付けることで異常を検出することが考えられるが、どのタイミングで異常振動が発生しているか、或いはどの位置で異常振動が発生しているか、を判断することは困難であった。
For example, although an abnormality of the motor can be detected by an abnormal current flowing through the drive motor provided in the joint portion of the robot, the abnormality detection is limited to a case where the drive motor is damaged. Therefore, it cannot be determined whether or not the robot is operating normally. Therefore, the following methods can be considered to check the normality of the robot's operation, but there is no effective method.
As a first method, it is conceivable to measure the force pressed by the robot arm with a stress sensor. However, it is not an effective means other than the pushing operation of the arm.
As a second method, when the robot arm repeatedly performs an operation, it may be possible to provide a switch or a sensor at a predetermined position to detect the operation speed of the arm. However, it is possible to detect a delay in the entire operation in one cycle. However, a delay or abnormal vibration in a specific time region within one cycle cannot be detected.
As a third method, it is conceivable to detect an abnormality by attaching an acceleration sensor to the arm of the robot, but at which timing abnormal vibration has occurred or at which position abnormal vibration has occurred. It was difficult to judge.

一方、生産ラインには複数のロボットが配置されており、各ロボットに接続されたロボット制御盤同士が接続されている。そして双方のロボットが干渉しないように、排他制御されている領域への侵入をインターロック信号で制御している。進入可/不可となるタイミングはプレス機や他のロボットの動作タイミングに依存するが、排他制御されている領域の手前で搬送ロボットが急停止し、待ち状態となる。   On the other hand, a plurality of robots are arranged on the production line, and robot control panels connected to each robot are connected. In order to prevent the two robots from interfering with each other, the intrusion into the exclusively controlled area is controlled by an interlock signal. The timing at which entry is possible / impossible depends on the operation timing of the press machine and other robots, but the transport robot suddenly stops before the exclusive control area and enters a waiting state.

本発明は、このような課題に鑑み、工作用ロボットを始めとする正常時においては常に同一の動作を繰り返す対象に対して、その動作の異常を確実に検出することができるトレーシングシステムを提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention provides a tracing system capable of reliably detecting an abnormality in the operation of an object that always repeats the same operation in a normal state such as a working robot. The purpose is to do.

上記目的を達成するため、本発明のトレーシングシステムは、地磁気センサーから出力されたセンサーデータに基いて特徴を抽出して特徴量を求める特徴抽出部と、基準となる標準状態における特徴量を標準データとして蓄積する標準データ蓄積部と、特徴抽出部から出力された出力データと標準データ蓄積部に蓄積されている標準データとを比較する参照部と、を備える。
具体的な第1の構成として、本発明のトレーシングシステムは、携帯測定装置とトレースデータ処理装置とから構成され、携帯測定装置が、地磁気センサーと、地磁気センサーから出力されたセンサーデータをサンプリングするデータ処理部と、データ処理部でサンプリングされたサンプリングデータを無線送信する送信部と、を備え、トレースデータ処理装置が、送信部から送信されたサンプリングデータを受信する受信部と、特徴抽出部と、標準データ蓄積部と、参照部と、参照部の結果に基いてトレース結果の適否を判定する判定部と、を備える。
具体的な第2の構成として、本発明のトレーシングシステムは、地磁気センサーと、地磁気センサーから出力されたセンサーデータをサンプリングするデータ処理部と、特徴抽出部と、標準データ蓄積部と、参照部と、参照部の結果に基いてトレース結果の適否を判定する判定部と、を有する携帯測定装置を備え、携帯測定装置が外部に対して判定部による判定結果を出力する。さらに、標準データ蓄積部は、外部から受信した標準データを蓄積する。
好ましくは、携帯測定装置は加速度センサーを有し、データ処理部は、地磁気センサーから出力されたセンサーデータと加速度センサーから出力されたセンサーデータとを同一タイミングでサンプリングする。
In order to achieve the above object, the tracing system of the present invention includes a feature extraction unit that extracts features based on sensor data output from a geomagnetic sensor and obtains feature amounts, and standardizes feature amounts in a standard state as a reference. A standard data storage unit that stores data, and a reference unit that compares the output data output from the feature extraction unit with the standard data stored in the standard data storage unit.
As a specific first configuration, the tracing system of the present invention includes a portable measurement device and a trace data processing device, and the portable measurement device samples a geomagnetic sensor and sensor data output from the geomagnetic sensor. A data processing unit, and a transmission unit that wirelessly transmits the sampling data sampled by the data processing unit, the trace data processing device receiving a sampling data transmitted from the transmission unit, a feature extraction unit, A standard data storage unit, a reference unit, and a determination unit that determines the suitability of the trace result based on the result of the reference unit.
As a specific second configuration, the tracing system of the present invention includes a geomagnetic sensor, a data processing unit that samples sensor data output from the geomagnetic sensor, a feature extraction unit, a standard data storage unit, and a reference unit. And a determination unit that determines the suitability of the trace result based on the result of the reference unit, and the portable measurement device outputs a determination result by the determination unit to the outside. Further, the standard data storage unit stores standard data received from the outside.
Preferably, the portable measurement device includes an acceleration sensor, and the data processing unit samples the sensor data output from the geomagnetic sensor and the sensor data output from the acceleration sensor at the same timing.

本発明によれば、工作用ロボット等の異常動作を正確に検出することができるので、工作用ロボットの不具合を早期に察知して対応することができる。よって蓋然性のある異常を察知して対応が取れることで、生産効率が向上し、不良品の発生数を低減することができる。また、複数の工作用ロボットが連動している場合、遅延の原因となっているロボット等を検出できることから、その対象物に対して適切に対処することができる。よって、系としての遅延を解消し得る。   According to the present invention, since an abnormal operation of a machine robot or the like can be accurately detected, it is possible to detect a failure of the machine robot at an early stage and cope with it. Therefore, by detecting abnormalities with probabilities and taking countermeasures, production efficiency can be improved and the number of defective products can be reduced. In addition, when a plurality of work robots are interlocked, a robot or the like that causes a delay can be detected, so that the object can be appropriately dealt with. Therefore, the delay as a system can be eliminated.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1(A)は第1の実施形態に係るトレーシングシステム1のブロック構成図であり、(B)は工作用ロボット2に装着される携帯測定装置10のブロック構成図である。
トレーシングシステム1は、作業用ロボットとしての工作用ロボット2に取り付けられる携帯測定装置10と、携帯測定装置10からのセンサーデータを処理して工作用ロボット2の異常動作を検出するトレースデータ処理装置20と、から構築される。図1では、トレースデータ処理装置20に無線受信機5が備えられ、携帯測定装置10からのセンサーデータを無線で受信できる場合を示しているが、トレースデータ処理装置20内の受信部21で直接受信するようにしてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1A is a block configuration diagram of the tracing system 1 according to the first embodiment, and FIG. 1B is a block configuration diagram of a portable measuring device 10 attached to the work robot 2.
The tracing system 1 includes a portable measuring device 10 attached to a working robot 2 as a working robot, and a trace data processing device that detects abnormal operation of the working robot 2 by processing sensor data from the portable measuring device 10. 20 and built from. Although FIG. 1 shows a case where the trace data processing device 20 is provided with the wireless receiver 5 and sensor data from the portable measurement device 10 can be received wirelessly, it is directly received by the receiving unit 21 in the trace data processing device 20. You may make it receive.

携帯測定装置10は、地磁気センサー11と加速度センサー12とデータ処理部13と送信部14とを備える。
地磁気センサー11は地磁気を検知してセンサーデータとしてデータ処理部13に随時出力する。加速度センサー12は加速度を検知してセンサーデータとしてデータ処理部13に対して随時出力する。地磁気センサー11及び加速度センサー12は何れも三軸センサーであることが好ましく、この場合には各センサーデータはx成分、y成分、z成分からなる。データ処理部13は、地磁気センサー11及び加速度センサー12からの各アナログデータを同一のタイミングでデジタルデータとする。送信部14は、データ処理部13からのデジタルデータを受信すると、携帯測定装置10のID番号を添えてセンサー情報として随時送信する。携帯測定装置10は、工作用ロボット2のアーム部に一又は複数設けられる。ここで、加速度センサー12は工作用ロボット2の動作やトレース確認の内容に応じて、適宜備えればよい。
The portable measuring device 10 includes a geomagnetic sensor 11, an acceleration sensor 12, a data processing unit 13, and a transmission unit 14.
The geomagnetic sensor 11 detects geomagnetism and outputs it as sensor data to the data processing unit 13 as needed. The acceleration sensor 12 detects acceleration and outputs it as sensor data to the data processing unit 13 as needed. Both the geomagnetic sensor 11 and the acceleration sensor 12 are preferably triaxial sensors. In this case, each sensor data is composed of an x component, a y component, and a z component. The data processing unit 13 converts each analog data from the geomagnetic sensor 11 and the acceleration sensor 12 into digital data at the same timing. When receiving the digital data from the data processing unit 13, the transmission unit 14 transmits the sensor information as needed along with the ID number of the portable measurement device 10. One or more portable measuring devices 10 are provided in the arm portion of the work robot 2. Here, the acceleration sensor 12 may be appropriately provided in accordance with the operation of the work robot 2 and the content of the trace confirmation.

トレースデータ処理装置20は、受信部21と特徴抽出部22と標準データ蓄積部23と参照部24と判定部25と照合結果蓄積部26と警告発生部27と標準データ書込処理部28とを備える。以下、各部の機能を説明する。   The trace data processing device 20 includes a reception unit 21, a feature extraction unit 22, a standard data storage unit 23, a reference unit 24, a determination unit 25, a collation result storage unit 26, a warning generation unit 27, and a standard data write processing unit 28. Prepare. Hereinafter, the function of each part will be described.

受信部21は、携帯測定装置10から無線受信機5を経由して送られてくるセンサー情報を受信する。
特徴抽出部22は、地磁気センサー11及び/又は加速度センサー12で得たセンサーデータに基いて特徴を抽出して特徴量を求める。具体的には、特徴抽出部22は、受信部21で受信したセンサー情報に含まれるセンサーデータに基いて特徴を抽出して特徴量を求める。
標準データ蓄積部23は、基準となる標準状態における特徴量を標準データとして蓄積する。具体的には、工作用ロボット2を正常に動作させる。その際、携帯測定装置10から地磁気センサー11及び/又は加速度センサー12の各センサーデータをセンサー情報として受信部21が受信し、このセンサー情報に含まれるセンサーデータに基いて特徴抽出部22が特徴を抽出して特徴量を求める。工作用ロボット2に同一の動作を行わせ、この一連の処理を行うことで、複数の特徴量を得る。そして、標準データ書込処理部28が、これらの複数の特徴量から基準となる標準データを選定したり、複数の特徴量を平均化処理して標準データを求め、標準データ蓄積部23に書き込ませる。この標準データの選定、平均化処理及び書込処理は人為的な確認処理を経て行ってもよい。
参照部24は、工作用ロボット2に検査対象となる動作をさせた際に特徴抽出部22から出力される出力データと、標準データ蓄積部23に蓄積されている標準データと、を比較し、判定部25に比較結果を出力する。
判定部25は、参照部24から比較結果の入力を受け、工作用ロボット2の動作異常を判定する。
照合結果蓄積部26は、判定部25の判定結果を蓄積する。
警告発生部27は、判定部25からNGの判定を受けると、ブザーやパトライトをONして作業者に告知する。
The receiving unit 21 receives sensor information transmitted from the portable measurement device 10 via the wireless receiver 5.
The feature extraction unit 22 extracts features based on the sensor data obtained by the geomagnetic sensor 11 and / or the acceleration sensor 12 and obtains feature amounts. Specifically, the feature extraction unit 22 extracts a feature based on sensor data included in the sensor information received by the reception unit 21 and obtains a feature amount.
The standard data storage unit 23 stores the feature values in the standard state as a reference as standard data. Specifically, the work robot 2 is normally operated. At that time, the receiving unit 21 receives each sensor data of the geomagnetic sensor 11 and / or the acceleration sensor 12 from the portable measuring device 10 as sensor information, and the feature extracting unit 22 has a feature based on the sensor data included in the sensor information. Extract and obtain the feature value. A plurality of feature amounts are obtained by causing the work robot 2 to perform the same operation and performing this series of processing. Then, the standard data writing processing unit 28 selects standard data serving as a reference from the plurality of feature amounts, averages the plurality of feature amounts, obtains standard data, and writes the standard data in the standard data storage unit 23. Make it. The standard data selection, averaging process, and writing process may be performed through an artificial confirmation process.
The reference unit 24 compares the output data output from the feature extraction unit 22 with the standard data stored in the standard data storage unit 23 when the work robot 2 performs an operation to be inspected, and The comparison result is output to the determination unit 25.
The determination unit 25 receives an input of the comparison result from the reference unit 24 and determines an operation abnormality of the work robot 2.
The collation result accumulation unit 26 accumulates the determination result of the determination unit 25.
When the warning generation unit 27 receives an NG determination from the determination unit 25, the warning generation unit 27 turns on a buzzer or a patrol light to notify the operator.

(第2の実施形態)
図2(A)は、第2の実施形態に係るトレーシングシステム3のブロック構成図であり、(B)は工作用ロボット2に装着される携帯測定装置30のブロック構成図である。
図2(A)に示すトレーシングシステム3は、携帯測定装置30と、トレースデータ処理装置40とで構成されている点では図1に示すトレーシングシステム1と同じであるが、図1に示す特徴抽出部22、標準データ蓄積部23、参照部24、判定部25をトレースデータ処理装置側ではなく、携帯測定装置30に設けている点で異なる。即ち、携帯測定装置30は、地磁気センサー31と加速度センサー32とデータ処理部33と特徴抽出部34と標準データ蓄積部35と参照部36と判定部37と標準データ書込処理部38と出力部39とを備える。第1の実施形態における送信部14は出力部39に相当し、無線受信機5を経由してトレースデータ処理装置40に無線で送信することもできるし、必要に応じてメモリー部(図示せず)に判定部37の結果を蓄積して、有線で外部に出力することもできる。
さらに、図示を省略するが、工作用ロボット2を制御する制御装置内や、工作用ロボット2の動作指令を管理する管理装置内に、第2の実施形態におけるトレースデータ処理装置を内蔵してもよい。
(Second Embodiment)
FIG. 2A is a block configuration diagram of the tracing system 3 according to the second embodiment, and FIG. 2B is a block configuration diagram of the portable measuring device 30 attached to the work robot 2.
The tracing system 3 shown in FIG. 2 (A) is the same as the tracing system 1 shown in FIG. 1 in that it is composed of the portable measuring device 30 and the trace data processing device 40, but shown in FIG. The difference is that the feature extraction unit 22, the standard data storage unit 23, the reference unit 24, and the determination unit 25 are provided not on the trace data processing device side but on the portable measurement device 30. That is, the portable measuring device 30 includes a geomagnetic sensor 31, an acceleration sensor 32, a data processing unit 33, a feature extraction unit 34, a standard data storage unit 35, a reference unit 36, a determination unit 37, a standard data write processing unit 38, and an output unit. 39. The transmission unit 14 in the first embodiment corresponds to the output unit 39, and can be wirelessly transmitted to the trace data processing device 40 via the wireless receiver 5, or a memory unit (not shown) as necessary. The result of the determination unit 37 can also be stored in and output to the outside by wire.
Further, although not shown, the trace data processing device according to the second embodiment may be incorporated in a control device that controls the working robot 2 or a management device that manages the operation commands of the working robot 2. Good.

(動作トレース確認処理)
第1,第2の実施形態におけるトレーシングシステム1,3による工作用ロボット2の動作トレース確認処理について説明する。なお、第1の実施形態と第2の実施形態とにおける基本的な動作トレース確認処理は同じであるので、以下の説明では、第1の実施形態の場合を想定して説明する。
(Operation trace check processing)
The operation trace confirmation processing of the work robot 2 by the tracing systems 1 and 3 in the first and second embodiments will be described. Note that the basic operation trace confirmation processing in the first embodiment and the second embodiment is the same, so the following description will be made assuming the case of the first embodiment.

予め、基準となる標準データを標準データ蓄積部23に以下の要領で蓄積しておく。
工作用ロボット2に基準となる動作を行わせる。工作用ロボット2の動作中、地磁気センサー11及び加速度センサー12が各センサーデータをデータ処理部13に出力するので、データ処理部13は所定の間隔でサンプリングしてサンプリングデータを送信部14に出力し、無線受信機5を経由してトレースデータ処理装置20に無線送信する。その際、携帯測定装置10のID番号を付けて送信する。これにより、トレースデータ処理装置20はどの携帯測定装置10から送信されたデータであるかを判断することができる。トレースデータ処理装置20は、無線受信機5を経由して受信部21で受信すると、センサーデータを特徴抽出部22により、センサーデータの時系列から特徴量を抽出する。そして、標準データ書込処理部28において如何なる特徴で工作用ロボット2の動作確認を行うかを人為的に判断し、標準データとして人為的な選択を介して標準データ蓄積部23に蓄積する。その際、工作用ロボット2に同一の動作を繰り返し行わせて得たセンサーデータから許容範囲を含めて特徴量を設定する。
In advance, standard data serving as a reference is stored in the standard data storage unit 23 in the following manner.
The work robot 2 is caused to perform a reference operation. During operation of the work robot 2, the geomagnetic sensor 11 and the acceleration sensor 12 output each sensor data to the data processing unit 13, so that the data processing unit 13 samples at predetermined intervals and outputs the sampling data to the transmission unit 14. Then, it is wirelessly transmitted to the trace data processing device 20 via the wireless receiver 5. At that time, the portable measuring device 10 is transmitted with the ID number. Thereby, the trace data processing device 20 can determine which portable measuring device 10 is the transmitted data. When the reception unit 21 receives the trace data processing device 20 via the wireless receiver 5, the trace data processing device 20 extracts the sensor data from the time series of the sensor data by the feature extraction unit 22. Then, it is artificially determined by the standard data writing processing unit 28 what kind of characteristics the operation confirmation of the work robot 2 is to be performed, and the standard data is stored in the standard data storage unit 23 through artificial selection. At this time, the feature amount including the allowable range is set from the sensor data obtained by causing the work robot 2 to repeatedly perform the same operation.

次に、標準データ蓄積部23に標準データが蓄積されていることを前提に、以下の要領で、工作用ロボット2の動作をトレーシングする処理が行われる。その際工作用ロボット2はプログラムに従い同一の動作を行おうとしている。
携帯測定装置10において、データ処理部13が地磁気センサー11及び加速度センサー12からの各センサーデータの入力を受けて、所定のサンプリング周波数でセンサーデータをサンプリングし、携帯測定装置10のID番号などを付して送信部14に出力する。送信部14はデータ処理部13からの出力データをトレースデータ処理装置20に無線受信機5を経由して送信する。
トレースデータ処理装置20において、受信部21は無線受信機5を経由して携帯測定装置10からの送信データを受信し、特徴抽出部22に出力する。特徴抽出部22では、工作用ロボット2の動作に対応して特徴を抽出して求めた特徴量を参照部24に出力する。参照部24では、特徴抽出部22で求めた特徴量と標準データ蓄積部23に蓄積されている標準データとを比較して比較結果を判定部25に出力する。判定部25は参照部24での比較結果に応じて工作用ロボット2の動作が正常であるか否かを判定する。判定が肯定的か否定的かに拘らずその結果を照合結果蓄積部26に格納する。判定が否定的の場合に限り、警告発生部27から警告を発する。
Next, on the premise that standard data is stored in the standard data storage unit 23, processing for tracing the operation of the work robot 2 is performed in the following manner. At that time, the work robot 2 is going to perform the same operation according to the program.
In the portable measuring device 10, the data processing unit 13 receives each sensor data input from the geomagnetic sensor 11 and the acceleration sensor 12, samples the sensor data at a predetermined sampling frequency, and attaches the ID number of the portable measuring device 10. And output to the transmitter 14. The transmission unit 14 transmits the output data from the data processing unit 13 to the trace data processing device 20 via the wireless receiver 5.
In the trace data processing device 20, the reception unit 21 receives transmission data from the portable measurement device 10 via the wireless receiver 5 and outputs it to the feature extraction unit 22. The feature extraction unit 22 outputs the feature amount obtained by extracting the feature corresponding to the operation of the work robot 2 to the reference unit 24. The reference unit 24 compares the feature amount obtained by the feature extraction unit 22 with the standard data stored in the standard data storage unit 23 and outputs a comparison result to the determination unit 25. The determination unit 25 determines whether the operation of the work robot 2 is normal according to the comparison result in the reference unit 24. Regardless of whether the determination is affirmative or negative, the result is stored in the collation result accumulation unit 26. Only when the determination is negative, the warning generator 27 issues a warning.

トレーシングシステムによる実際のトレーシング処理について、さらに説明する。
図3は、携帯測定装置10から無線受信機5を経由してトレースデータ処理装置20に送信されるセンサーの出力データの例を示し、(A)は地磁気センサー11の出力波形を、(B)は加速度センサー12の出力波形を示す図である。各図の横軸は時間(×25ミリ秒)であり、縦軸はセンサーの出力値(任意目盛)である。この波形は、プレスロボットと連動する搬送ロボットについてのトレースデータの例である。
The actual tracing process by the tracing system will be further described.
FIG. 3 shows an example of sensor output data transmitted from the portable measuring device 10 to the trace data processing device 20 via the wireless receiver 5, and (A) shows the output waveform of the geomagnetic sensor 11, (B). These are figures which show the output waveform of the acceleration sensor 12. FIG. In each figure, the horizontal axis represents time (× 25 milliseconds), and the vertical axis represents the sensor output value (arbitrary scale). This waveform is an example of trace data for a transfer robot that is linked to a press robot.

特徴抽出部22では、携帯測定装置10から随時送られてくるセンサーの出力値をバッファーに蓄積しておき、次のようなデータ処理が行われる。
先ず、バッファーに蓄積されたセンサーの出力データ列から作業の一工程を区切る。例えば、一工程の所定の時間と波形変化のパターンとから、図示するように、1周期目、2周期目、3周期目、4周期目と区切る。そして、周期毎の波形から特徴を抽出し、特徴量とし、標準データ書込処理部28を経由して標準データ蓄積部23に記憶する。
In the feature extraction unit 22, the output value of the sensor sent from the portable measurement device 10 as needed is accumulated in a buffer, and the following data processing is performed.
First, one step of the work is separated from the sensor output data sequence stored in the buffer. For example, from a predetermined time in one process and a waveform change pattern, the first period, the second period, the third period, and the fourth period are divided as illustrated. Then, features are extracted from the waveform for each period, and are stored as features in the standard data storage unit 23 via the standard data write processing unit 28.

使用開始の段階においては、標準データ蓄積部23に標準データが蓄積されていないので、工作用ロボット1に基準となる動作を行わせて特徴を抽出して特徴量を求める。例えば、地磁気センサー11からのZ軸方向の出力値について、正常時のアーム停止時間である「正常値1」及び「正常値2」と、それぞれの地磁気の値である「正常値3」及び「正常値4」を正常時の特徴量として標準データ蓄積部23に記憶する。特徴抽出部22は工作用ロボット2の動作に応じて決定され、この例では、センサーの出力値そのものから求めた場合であるが、センサーの出力値を微分処理や積分処理の結果から特徴量を求めても良い。例えばセンサーデータの変化率が特徴となる場合には出力データ列に微分処理を施した値で特徴量を求める。また、ロボットは決められた動作を行うため、一定周期の動作におけるセンサーからの出力データ列を時間毎に平均化して標準データとしてもよい。なお、一成分のみならず、複数の成分から特徴量を求めても良い。   At the start of use, since standard data is not stored in the standard data storage unit 23, the work robot 1 performs a reference operation to extract features and obtain feature values. For example, regarding the output value in the Z-axis direction from the geomagnetic sensor 11, “normal value 1” and “normal value 2” that are arm stop times at normal times, and “normal value 3” and “normal values 3” that are respective geomagnetic values. The normal value 4 ”is stored in the standard data storage unit 23 as a normal feature amount. The feature extraction unit 22 is determined in accordance with the operation of the work robot 2. In this example, the feature extraction unit 22 is obtained from the output value of the sensor itself. You may ask. For example, when the rate of change of sensor data is a feature, the feature amount is obtained using a value obtained by performing a differentiation process on the output data string. In addition, since the robot performs a predetermined motion, the output data sequence from the sensor in a constant cycle motion may be averaged every time to obtain standard data. Note that the feature amount may be obtained from a plurality of components as well as one component.

工作用ロボット2に所定の動作を繰り返し行わせてトレーシングを行う場合には、周期毎の波形から標準データを求めた要領で、特徴量を求める。そして、参照部24において、特徴抽出部22で抽出した特徴量のデータと、標準データ蓄積部23からの標準データとを突き合せて、同一か又は類似しているか否か判断する。次に、判定部25は、参照部24からの比較結果に応じて、許容範囲にあるか否かを判定する。よって判定部25は動作内容に応じて許容範囲にあるか否かの判定テーブルを備えており、その判定テーブルに従って、肯定的な判定、否定的な判定の何れかを出力する。   When tracing is performed by causing the work robot 2 to repeatedly perform a predetermined operation, the feature amount is obtained in the manner of obtaining the standard data from the waveform for each period. Then, in the reference unit 24, the feature amount data extracted by the feature extraction unit 22 and the standard data from the standard data storage unit 23 are matched to determine whether they are the same or similar. Next, the determination unit 25 determines whether or not it is within the allowable range according to the comparison result from the reference unit 24. Therefore, the determination unit 25 includes a determination table as to whether or not it is within an allowable range according to the operation content, and outputs either a positive determination or a negative determination according to the determination table.

例えば、図3で実線の丸で囲んだ部分の波形、即ち準正常1の箇所では、アームが停止している時間は正常値1と同じであるが、その地磁気の大きさは正常値3と大きく異なり、アームの動作に若干の問題があると推定される。同様に、図3で点線の丸で囲んだ部分の波形、即ち準正常2の箇所では、アーム停止時間は正常値2と同じであるが地磁気の大きさは正常値4より小さく、その後急激に正常値2に変化していることから、アームの停止場所が正常な場所の少し手前で待っており、正常な場所に戻ることが許可された時点で急速に正常場所に移動したと推定される。   For example, in the waveform of the part circled by a solid line in FIG. 3, that is, at the position of quasi-normal 1, the time during which the arm is stopped is the same as the normal value 1, but the magnitude of the geomagnetism is the normal value 3. It is estimated that there is a slight problem in the movement of the arm. Similarly, in the waveform of the part circled with a dotted line in FIG. 3, that is, in the place of quasi-normal 2, the arm stop time is the same as the normal value 2, but the magnitude of the geomagnetism is smaller than the normal value 4, and then suddenly Since it has changed to normal value 2, it is presumed that the arm stop position is waiting a little before the normal place, and it has moved rapidly to the normal place when it is allowed to return to the normal place. .

以上説明したように、本発明では、工作用ロボットの異常動作を検出することができるので、工作用ロボットの不具合を早期に察知して対応することができる。例えば、異常振動の発生は工作用ロボットの機械的故障として、板金を送るアームの撓みや板金吸い付け用ゴムの磨耗はロボット故障に繋がる不調として、インターロック部位の手前での一時停止は工作用ロボットの処理速度のバラツキとして、それぞれ事前に検知する。このように蓋然性の高い異常を察知することで、異常に至らない状態で対応可能となる。よって、生産効率が向上し、不良品の発生数を低減し得る。なお、図2に示すトレーシングシステム3においても、図1に示すトレーシングシステム1と同様な処理を行うことができる。また、工作用ロボット2の動作のみならず、一定の動作を行うようにプログラム化されたロボットに対しても適用できる。   As described above, according to the present invention, the abnormal operation of the work robot can be detected, so that the trouble of the work robot can be detected and dealt with early. For example, the occurrence of abnormal vibration is a mechanical failure of the machine robot, the bending of the arm that sends the sheet metal and the wear of the rubber for sucking the sheet metal are malfunctions leading to the robot failure, and the temporary stop before the interlock part is for the work. Each variation is detected in advance as variations in the processing speed of the robot. Thus, by detecting an abnormality with a high probability, it is possible to cope with a state where no abnormality occurs. Therefore, production efficiency can be improved and the number of defective products can be reduced. Note that the tracing system 3 shown in FIG. 2 can perform the same processing as the tracing system 1 shown in FIG. Further, the present invention can be applied not only to the operation of the work robot 2 but also to a robot programmed to perform a certain operation.

(A)は、第1の実施形態に係るトレーシングシステムのブロック構成図であり、(B)は工作用ロボットに装着される携帯測定装置のブロック構成図である。(A) is a block block diagram of the tracing system which concerns on 1st Embodiment, (B) is a block block diagram of the portable measuring device with which a working robot is mounted | worn. (A)は、第2の実施形態に係るトレーシングシステムのブロック構成図であり、(B)は工作用ロボットに装着される携帯測定装置のブロック構成図である。(A) is a block block diagram of the tracing system which concerns on 2nd Embodiment, (B) is a block block diagram of the portable measuring device with which a working robot is mounted | worn. 携帯測定装置から無線受信機を経由してトレースデータ処理装置に送信されるセンサーの出力データの例を示し、(A)は地磁気センサーの出力波形を、(B)は加速度センサーの出力波形を示す図である。The example of the output data of the sensor transmitted to a trace data processing apparatus via a wireless receiver from a portable measuring device is shown, (A) shows the output waveform of a geomagnetic sensor, (B) shows the output waveform of an acceleration sensor. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,3 トレーシングシステム
2 工作用ロボット
5 無線受信機
10,30 携帯測定装置
11,31 地磁気センサー
12,32 加速度センサー
13,33 データ処理部
14 送信部
20,40 トレースデータ処理装置
21,41 受信部
22,34 特徴抽出部
23,35 標準データ蓄積部
24,36 参照部
25,37 判定部
26,42 照合結果蓄積部
27,43 警告発生部
28,38 標準データ書込処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,3 Tracing system 2 Work robot 5 Wireless receiver 10,30 Portable measuring device 11,31 Geomagnetic sensor 12,32 Acceleration sensor 13,33 Data processing part 14 Transmission part 20,40 Trace data processing device 21,41 Reception Unit 22, 34 Feature extraction unit 23, 35 Standard data storage unit 24, 36 Reference unit 25, 37 Judgment unit 26, 42 Verification result storage unit 27, 43 Warning generation unit 28, 38 Standard data write processing unit

Claims (5)

地磁気センサーから出力されたセンサーデータに基いて特徴を抽出して特徴量を求める特徴抽出部と、
基準となる標準状態における特徴量を標準データとして蓄積する標準データ蓄積部と、
上記特徴抽出部から出力された出力データと上記標準データ蓄積部に蓄積されている標準データとを比較する参照部と、を備える、トレーシングシステム。
A feature extraction unit that extracts features based on sensor data output from the geomagnetic sensor and obtains feature amounts;
A standard data accumulator that accumulates feature data in a standard state as a standard as standard data;
A tracing system comprising: a reference unit that compares output data output from the feature extraction unit and standard data stored in the standard data storage unit.
携帯測定装置とトレースデータ処理装置とから構成され、
上記携帯測定装置が、前記地磁気センサーと、該地磁気センサーから出力されたセンサーデータをサンプリングするデータ処理部と、該データ処理部でサンプリングされたサンプリングデータを無線送信する送信部と、を備え、
上記トレースデータ処理装置が、上記送信部から送信されたサンプリングデータを受信する受信部と、前記特徴抽出部と、前記標準データ蓄積部と、前記参照部と、該参照部の結果に基いてトレース結果の適否を判定する判定部と、を備える、請求項1に記載のトレーシングシステム。
Consists of a portable measuring device and a trace data processing device,
The portable measurement device includes the geomagnetic sensor, a data processing unit that samples sensor data output from the geomagnetic sensor, and a transmission unit that wirelessly transmits sampling data sampled by the data processing unit,
The trace data processing device traces based on the reception unit that receives the sampling data transmitted from the transmission unit, the feature extraction unit, the standard data storage unit, the reference unit, and the result of the reference unit. The tracing system according to claim 1, further comprising: a determination unit that determines whether the result is appropriate.
前記地磁気センサーと、該地磁気センサーから出力されたセンサーデータをサンプリングするデータ処理部と、前記特徴抽出部と、前記標準データ蓄積部と、前記参照部と、該参照部の結果に基いてトレース結果の適否を判定する判定部と、を有する携帯測定装置を備え、
上記携帯測定装置が外部に対して上記判定部による判定結果を出力する、請求項1に記載のトレーシングシステム。
Trace results based on the results of the geomagnetic sensor, a data processing unit that samples sensor data output from the geomagnetic sensor, the feature extraction unit, the standard data storage unit, the reference unit, and the reference unit A determination unit for determining the suitability of the portable measuring device,
The tracing system according to claim 1, wherein the portable measurement device outputs a determination result by the determination unit to the outside.
前記標準データ蓄積部は、外部から受信した標準データを蓄積する、請求項3に記載のトレーシングシステム。   The tracing system according to claim 3, wherein the standard data storage unit stores standard data received from outside. 前記携帯測定装置は、加速度センサーを有し、
前記データ処理部は、前記地磁気センサーから出力されたセンサーデータと上記加速度センサーから出力されたセンサーデータとを同一タイミングでサンプリングする、請求項2又は3に記載のトレーシングシステム。
The portable measuring device has an acceleration sensor,
The tracing system according to claim 2 or 3, wherein the data processing unit samples the sensor data output from the geomagnetic sensor and the sensor data output from the acceleration sensor at the same timing.
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