JP2019003353A - 制御対象装置の動作状態を分析する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
従属関係にある動作間においては、先行する動作に異常な遅延が発生すると、必然的に後続する動作の実行タイミングにも遅延が発生する。
制御対象である装置の調整やデバッグの作業性を向上するために、動作結果に影響を与える異常動作のみを容易に特定できるような方法が求められていた。
以下、図面を参照して、本発明の第一の実施形態である分析方法およびタイムチャート分析装置について説明する。
データ格納部120には、タイムチャート情報160と、設計動作情報170と、実機動作情報180と、比較結果情報190と、原因特定結果情報121を格納するための記憶領域が設けられている。
表示処理部140は、LCDディスプレイ等の表示部141に情報を表示するための処理を行う。
入力処理部150は、キーボードやマウス等の入力装置からの情報を受付ける処理をする。
タイムチャート情報160には、動作仕様をタイムチャートに表すための設計タイムチャート情報161と、動作結果をタイムチャートに表すための実機タイムチャート情報162と、それらを重ね合わせて表すための比較タイムチャート情報163が含まれる。
図3の実機タイムチャート情報のサンプル300は、図2の設計タイムチャートのサンプル200と同様のフォーマットであるが、動作間の従属関係を示す円弧矢印234は含まない。
図4は、プログラム格納部130の動作情報取得処理部131に格納された処理プログラムの処理手順を表したフローチャートの一例であり、設計値と実測値に基づいて各種情報を取得して格納する手順が示されている。
次に、ステップS420では、CPU110は、設計タイムチャート情報161から、ID単位で動作名や動作時間の情報を抽出し、設計動作時間情報171を取得する。
ステップS430では、CPU110は、設計タイムチャート情報に含まれる各動作間の従属関係を用いて、設計タイムチャート情報から各動作間の動作タイミングを含む設計動作タイミング情報172を取得する。
ステップS450では、CPU110は、実機タイムチャート情報から、ID単位で動作名や動作時間の情報を抽出し、実機動作時間情報181を取得する。
ステップS480では、CPU110は、実機タイムチャート情報と設計タイムチャート情報を合成して編集した比較タイムチャート情報163を作成し、データ格納部120へ格納する。
次に、ステップS520では、CPU110は、データ格納部120に格納された実機動作時間情報181から、各動作の動作時間(以下、実機動作時間という)を取得する。
ステップS530では、CPU110は、取得した設計動作時間と実機動作時間を比較する。
ステップS540では、CPU110は、ID毎の比較結果を動作時間比較結果情報191として、データ格納部120へ格納する。
次に、ステップS620では、CPU110は、データ格納部120に格納された実機動作タイミング情報182から各動作の動作タイミング(以下、実機動作タイミングという)を取得する。
ステップS630では、CPU110は、取得した設計動作タイミングと実機動作タイミングを比較する。
ステップS640では、CPU110は、ID毎の比較結果を動作タイミング比較結果情報192として、データ格納部120へ格納する。
ステップS740では、特定した異常動作と、当該異常動作にかかる動作時間比較結果情報と動作タイミング比較結果情報とを原因特定結果情報121としてデータ格納部120へ格納する。
次に、ステップS820では、CPU110は、原因特定結果情報121をユーザに見やすく表示するための表示情報を生成して表示する。
ステップS830では、CPU110は、データ格納部120格納された比較タイムチャート情報163に含まれた異常動作を修正するための修正情報を作成し、それを表示するための表示情報を生成して表示する。
実施例1では、制御対象として加工ロボットを例に挙げ、設計タイムチャートと実機タイムチャートの具体例を示し、それらを参照しながらタイムチャートを比較する手順について説明してゆく。
動作名称欄には5種の動作が示されており、910は搬送動作、920は移載動作、930は位置決め動作、940は加工1動作、950は加工2動作である。
グラフ欄には、各動作において、時間の経過とともに状態が遷移する様子が折れ線グラフで示されている。
尚、以下の説明では、図面中に丸付き数字で示した番号について記載する際に、文章が煩雑になるのを避けるため、例えば丸付き数字1と記載する代わりに1のように数字のみで記述する場合があることとする。
タイムチャート分析の開始の指示が入力部に入力されると、まず図4のフローチャートに従い各種情報を取得して格納する処理が行われる。
次に、ステップS420では、CPU110は、ID単位で動作名や動作時間の情報を含む設計動作時間情報171を取得する。図11は、設計動作時間情報171を具体的に示したものである。設計動作時間情報171には、各動作に割り当てたID毎に、動作名と、動作状態の遷移に関する移動元と移動先と、動作開始時間と動作終了時間と、動作時間が含まれている。
そして、設計タイムチャート情報161の各動作と対応させて実機タイムチャート情報162に記載された各動作に、設計タイムチャート情報と同一のIDを割り当てる。
ステップS480では、CPU110は、設計タイムチャート900と実機タイムチャート1000を合成して編集した比較タイムチャート情報163を作成し、データ格納部120へ格納する。(比較タイムチャート作成工程)
まず、ステップS510では、CPU110は、設計動作時間情報171から、各動作の設計動作時間を取得する。
次に、ステップS520では、CPU110は、実機動作時間情報181から、各動作の実機動作時間を取得する。
ステップS530では、CPU110は、取得した設計動作時間と実機動作時間を比較し、表示処理部140を介して表示部141に比較結果を表示するためのデータを作成し表示する。(比較結果表示工程)
ステップS610では、CPU110は、設計動作タイミング情報172から各動作の設計動作タイミングを取得する。
ステップS620では、CPU110は、実機動作タイミング情報182から各動作の実機動作タイミングを取得する。
ステップS640では、CPU110は、比較結果である動作タイミング比較結果情報192をID毎にデータ格納部120に格納する。
分析対象の動作が指定された場合は、ステップS710で、分析対象の動作が持つID(以下、分析対象動作IDという)を、データ格納部120に格納された実機タイムチャート情報162から取得する。
ここでは、図10の実機タイムチャート1000において、移載動作920における丸付き数字3の動作に遅延が発生した場合を例にとり、以降のステップでは、操作者がこの動作を分析対象動作として指定した場合を説明する。すなわち、分析対象動作IDは、ID3である。
ここで関連動作とは、分析対象動作であるID3の動作よりも先行して実行される動作のうち、ID3の動作と直接またはカスケード的に連結した従属関係にあり、ID3の動作の開始タイミングに影響を与える動作をいう。図18は、ID3の関連動作を選定する様子と、その結果を具体的に示したものである。ID3が従属する先行動作の経路は、2系統あることがわかる。一つ目は、図18(a)に示すID3、ID5、ID8、ID7、ID6、ID4、ID1のパターン1であり、二つ目は、図18(b)に示すID3、ID5、ID10、ID12、ID11、ID9、ID4、ID1のパターン2である。図9で説明したように、ID5の動作は、ID8の動作とID10の動作の両方が完了すると開始されるが、実際にはID8の動作の方がID10の動作よりも後発事象であるため、ID5の動作開始は実質的にはID8の動作に依存する。したがって、パターン1とパターン2のうち、ID3の動作開始のタイミングは、パターン1に依存していることがわかる。そこで、CPU110は、パターン1に含まれる動作IDであるID3、ID5、ID8、ID7、ID6、ID4、ID1を関連動作のIDとして選定する。なお、ステップS701で、分析対象動作が指定されていないと判断した場合は、ステップS750により、すべてのIDを取得する。
次に図8の処理が行われ、特定した原因をタイムチャート上に見やすく表示する。
ステップS810では、CPU110は、データ格納部120から原因特定結果情報121を取得する。
第一の実施形態では、分析を行う際に実動作1回分の実機タイムチャート情報を用い、動作時間比較結果情報と動作タイミング比較結果情報をデータ格納部120に格納していた。第二の実施形態は、制御対象装置を複数回動作させた分の実機タイムチャート情報に対応する動作時間比較結果情報と動作タイミング比較結果情報を蓄積しておくことにより、制御対象装置の経時的な変化を分析することができる分析方法である。
図23は、第二の実施形態のタイムチャート分析装置の構成を示すブロック図である。第一の実施形態と同様の部分については、説明を省略する。
実施例2では、過去に制御対象装置の動作分析をN回行い、N回目の動作結果が実機タイムチャート1000になった場合について説明する。
タイムチャート分析装置は、動作情報取得処理部131と動作時間比較処理部132と動作タイミング比較処理部133に格納されたプログラムを用いて、過去にN回の分析を行っているものとする。そして、過去に取得した実機タイムチャートのそれぞれについての動作時間比較結果情報と動作タイミング比較結果情報が、データ格納部120に蓄積されているとする。
ステップS2420により、CPU110は、図7のフローチャートの処理を行う。なお、実施例1と同様に、ここでの分析対象動作IDはID3とする。
本発明の実施形態は、上述した例に限られるものではなく、適宜変更したり、省略したり、組み合わせたりすることが可能である。例えば、表示部に表示するタイムチャート等の情報は上記の形式に限られたものではない。分析結果は表示するだけではなく、印刷してユーザに提供してもよい。また、制御対象となる装置は加工ロボットに限るわけではなく、シーケンスプログラムを用いて制御される装置であれば、広く本発明の分析方法を適用することが可能である。たとえば、電磁弁やエアシリンダなどを備えた各種装置の制御や、組立てロボットなどの動作分析に、本発明は好適に用いることができる。
Claims (10)
- CPUと表示部を備える分析装置を用いて制御対象装置の動作状態を分析する方法であって、
前記制御対象装置に連続した動作を実行させるためのシーケンス制御プログラムにおける各動作の設計値に基づき、前記CPUが設計タイムチャートを作成する設計タイムチャート作成工程と、
前記制御対象装置を前記シーケンス制御プログラムにより実際に動作させたときの動作状態情報に基づき、前記CPUが動作タイムチャートを作成する動作タイムチャート作成工程と、
前記CPUが、前記設計タイムチャートと前記動作タイムチャートを比較した比較タイムチャートを作成する比較タイムチャート作成工程と、
前記比較タイムチャートに含まれる動作の中から、分析対象とする分析対象動作の指定を前記CPUが受付ける分析対象動作指定工程と、
指定を受付けた前記分析対象動作よりも時間的に先行する動作の中から、前記分析対象動作に動作の従属関係が連結する先行動作を、前記CPUが抽出する従属関係動作抽出工程と、
前記CPUが、前記従属関係動作抽出工程で抽出した先行動作について、前記設計値と前記動作状態情報を比較した比較結果を作成する比較結果作成工程と、
前記比較結果を前記表示部が表示する比較結果表示工程と、を備える、
ことを特徴とする制御対象装置の動作状態を分析する方法。 - 前記設計値と、前記制御対象装置を前記シーケンス制御プログラムにより実際に動作させたときの前記動作状態情報は、
各動作の開始から終了までの動作時間情報と、従属関係にある先行動作の完了から後続動作を開始するまでの動作タイミング情報と、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記比較結果作成工程では、前記CPUが、前記動作時間情報および前記動作タイミング情報についての比較結果を作成する、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記CPUが、前記比較結果に基づき、前記分析対象動作指定工程で指定された動作の前記動作状態情報が前記設計値からずれた原因である先行動作を特定する原因特定工程をさらに備える、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記原因特定工程では、前記動作タイミング情報と前記動作時間情報のうち、少なくとも一方が設計値からずれた先行動作を特定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記原因特定工程で特定された先行動作を表示する原因表示工程を有する、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の方法。 - 前記制御対象装置を前記シーケンス制御プログラムにより実際に複数回動作させたときの動作状態情報に基づき、前記CPUが、各回の動作状態情報ごとに前記比較タイムチャートを作成して蓄積し、
蓄積した複数の前記比較タイムチャートに基づき、前記CPUが前記制御対象装置の動作の経時的な変化を分析する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法を前記分析装置に実行させるためのプログラム。
- 請求項8に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
- 請求項8に記載のプログラムを格納した記憶部と、CPUと、表示部と、を備えたタイムチャート分析装置。
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