JP2019171490A - 動作履歴管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】産業用ロボットの動作履歴データの管理値を適切に設定して異常を検知するとともに、異常の原因究明および対処に役立てる動作履歴管理システムを提供すること。【解決手段】動作履歴管理システム１００は、産業用ロボット４の動作を制御するコントローラ３に接続された管理装置１を備える。管理装置１は、コントローラ３から産業用ロボット４の動作履歴データであるトルクデータを収集して管理値を決定する。産業用ロボット４の稼働時には、トルクデータが異常か否かを管理値に基づいて監視し、異常であると判定したトルクデータを異常データとして記憶部１１に蓄積する。また、異常データ３３に対応する期間の撮影データを蓄積する。従って、異常データの確認が容易である。また、トルクデータだけでなく映像を確認できるので、異常の原因究明が容易となり、異常への対処に役立てることができる。【選択図】図１０

Description

本発明は、動作履歴管理システムに関し、特に産業用ロボットの動作履歴を管理する動作履歴管理システムに関する。

従来から、サーボモータ等の駆動部を備えた産業用ロボットについて、サーボモータの動作履歴データを保存し、メンテナンス用に利用する技術が存在する。例えば、特許文献１には、上位装置から送信されたコマンドによって動作する産業用ロボットの動作履歴管理システムが記載されている。特許文献１では、コントローラが上位装置からのコマンドを受信して産業用ロボットを制御する。また、管理装置は、コントローラから各種のデータを取得して、産業用ロボットの動作履歴データとして、トルクデータおよび位置データをコマンドに対応づけて管理する。

特許文献１では、産業用ロボットの予防保全、故障診断のため、コマンドを指定してトルクデータおよび位置データを表示あるいは出力することができる。例えば、予防保全のために、トルクデータの経年変化を表示することができる。また、トラブル発生時に、トラブルの直前の期間に行われたコマンドを検索して、当該コマンドに対応するトルクデータおよび位置データを表示することができる。

特開２０１６−１５０４００号公報

特許文献１では、保存したトルクデータの異常を判別するため、トルクデータを表示する際に、定格値の２倍〜３倍程度の値をトルク警告レベルとして表示する。これにより、トルク警告レベルを越えた場合にはそのことを判別でき、障害物の存在や故障などの発生を検出できる。また、予防保全のために、一定期間毎のトルクデータを並べて表示し、トルクデータの経年変化を確認することができる。従って、トルクデータの経年変化を把握して、部品交換やオーバーホールのなどの処置を行うことができる。

このように、特許文献１では、保存したトルクデータの最大値をチェックして異常を見つけることができるが、産業用ロボットの全動作に対して、経験的に定格値の何倍かを管理値（トルク警告レベル）として表示しているだけであるため、管理値の設定が適切でないおそれがあった。また、トルクデータが管理値を越えた場合に、その原因究明や対処に役立つ処理を行うことは提案されていなかった。

本発明の課題は、このような状況に鑑みて、産業用ロボットの動作履歴データの管理値を適切に設定でき、管理値に基づいて異常を検知できる動作履歴管理システムを提供することにある。

また、本発明の他の課題は、動作履歴データが管理値を外れた場合に、原因究明および対処に役立てる処理を行う動作履歴管理システムを提供することにある。

本発明の動作履歴管理システムは、上位装置から送信されたコマンドに対応して動作す
る産業用ロボットと、前記上位装置から前記コマンドを受信し、前記産業用ロボットの動作を制御するコントローラと、前記コントローラと接続された管理装置とを有し、前記管理装置は、前記コントローラから前記産業用ロボットの動作履歴データを取得し、前記動作履歴データに基づいて管理値を決定する管理値決定部と、前記コントローラから取得した前記動作履歴データを時系列に従って一時保存する一時保存部と、前記動作履歴データが異常か否かを前記管理値に基づいて監視し、異常であると判定した前記動作履歴データを含む所定期間の前記動作履歴データを、一時保存された前記動作履歴データの中から抽出して異常データとして蓄積する異常データ処理部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、産業用ロボットの動作履歴データを収集して、収集したデータから管理値を決定する管理値決定部を備えており、産業用ロボットの実使用データを元に管理値を決定できる。従って、適切な管理値を設定できる。また、管理値に基づいて動作履歴データの異常を検出して、異常が検出された期間に関連した動作履歴データを蓄積するので、異常時の動作履歴データの確認を容易に行うことができる。従って、異常の原因究明が容易となり、異常への対処に役立てることができる。

本発明において、前記管理装置と接続され、前記産業用ロボットを撮影する撮像部を有し、前記管理装置は、前記異常データに対応する期間の撮影データを、前記撮像部または前記管理装置に蓄積することが好ましい。このようにすると、異常が検出された際の産業ロボットの動作を動作履歴データだけでなく映像で確認できる。従って、異常の原因究明が容易となり、異常への対処に役立てることができる。

本発明において、前記コマンドと、前記コマンドに対応する前記動作履歴データとを対応づけて前記動作履歴データを一時保存することが好ましい。このように、コマンドに対応づけて動作履歴データを管理することにより、動作履歴データを動作の内容に対応づけて管理できる。従って、動作履歴データの異常検出を適切に行うことができる。また、動作履歴データの確認による異常の原因究明が容易であり、異常への対処に役立てることができる。

本発明において、前記管理値決定部は、特定の動作に対する動作履歴データに基づいて前記管理値を決定し、前記異常データ処理部は、前記特定の動作に対する動作履歴データの異常の有無を前記管理値に基づいて判定することが好ましい。例えば、産業用ロボットが行う頻度が高い繰り返し動作を特定の動作に決定して、繰り返し動作の動作履歴データを集めて管理値を決定すれば、管理値を適切に設定できる。また、産業用ロボット４の稼働時には、繰り返し動作に対して管理値を用いて異常検出を行うようにすれば、異常の有無を適切に判定できる。

本発明において、前記管理値決定部は、前記動作履歴データを統計処理して、前記管理値を決定することが好ましい。このようにすると、実使用データに基づいて、経験に頼らずに適切な管理値を設定できる。

本発明において、前記管理値決定部は、前記管理値として、最大値の上限値および下限値、ならびに、最小値の上限値および下限値を決定することができる。このようにすると、上限値と下限値の間を管理幅とし、最大値、および、最小値が管理幅から外れた場合に異常であると判定することができる。また、上限値を超えた場合と下限値を下回った場合を異なる異常として判別できるので、異常の原因究明に役立てることができる。

本発明において、動作履歴データは、トルクデータであることが好ましい。トルクデータの異常を検出することで、駆動力伝達機構の不具合を検出できるので、例えば駆動力伝達機構にガタが発生していることを検出して対処することができる。また、駆動源自体の
不具合を検出して対処することができる。よって、動作に直接影響が出るような不具合への対処に役立てることができる。

本発明において、前記管理装置は、前記異常データの発生量、および、前記産業用ロボットにおけるエラーの発生量の少なくとも一方が基準量を上回るか否かを監視することが好ましい。このようにすると、故障や不具合が発生する前に、異常データやエラーの発生量が増加した時点で対処することができるので、予防保全に役立てることができる。

本発明において、前記産業用ロボット、前記産業用ロボットを撮影する前記撮像部、前記産業用ロボットに接続される前記コントローラ、の組を複数備え、前記複数の組のそれぞれの前記コントローラおよび前記撮像部は、共通の前記管理装置に接続されることが好ましい。このようにすると、複数の産業用ロボットを一括して管理することができる。

本発明によれば、産業用ロボットの動作履歴データを収集して、収集したデータから管理値を決定する管理値決定部を備えており、産業用ロボットの実使用データを元に管理値を決定できる。従って、適切な管理値を設定できる。また、異常であると判定されたデータを含む所定期間の動作履歴データを蓄積できるので、異常時の動作履歴データの確認を容易に行うことができる。

本発明を適用した動作履歴管理システムのシステム構成図である。 産業用ロボットの正面図である。 産業用ロボットの側面図である。 産業用ロボットの平面図である。 管理装置のブロック図である。 管理値決定処理のフローチャートである。 管理値決定処理を行うための管理用画面である。 トルクデータおよび管理値の説明図である。 最大トルクのデータ分布を示す説明図である。 産業用ロボットの動作時に管理装置およびカメラで行われる処理のフローチャートである。 異常データの確認を行うための管理用画面である。

以下、図面を参照しながら、本発明を適用した動作履歴管理システムの実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、本発明を適用した動作履歴管理システム１００のシステム構成図である。動作履歴管理システム１００は、管理装置１および上位装置２と、上位装置２に接続されたコントローラ３と、コントローラ３に接続された産業用ロボット４と、産業用ロボット４の動作を撮影するカメラ５を備える。管理装置１は、ネットワーク６を介してコントローラ３と接続される。また、管理装置１は、ネットワーク６に接続された無線アクセスポイント７を介してカメラ５と接続される。なお、管理装置１とコントローラ３およびカメラ５は、図１のような接続形態に限定されるものではなく、管理装置１とコントローラ３およびカメラ５とが通信可能になっていればよい。

図１に示す動作履歴管理システム１００は、複数台の産業用ロボット４を１台の共通の管理装置１によって管理するものである。コントローラ３は、産業用ロボット４のそれぞ
れに対応して設けられている。また、カメラ５も、産業用ロボット４のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、動作履歴管理システム１００は、コントローラ３、産業用ロボット４、およびカメラ５の組を複数備えている。なお、図１には、コントローラ３、産業用ロボット４、およびカメラ５の組が３組あるが、何組であってもよい。また、図１では、コントローラ３のそれぞれに対応して上位装置２が設けられているが、共通の上位装置２に複数のコントローラ３を接続した構成を採用することもできる。

管理装置１は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータによって構成される。管理装置１は、管理用プログラムを実行して、コントローラ３から各種データを取得し、産業用ロボット４の動作履歴を管理する。また、管理装置１は、カメラ５と通信を行って、カメラ５を制御し、カメラ５の撮影データを取得する。

上位装置２は、産業用ロボット４の動作指示（以下、「コマンド」という。）をコントローラ３に送信する装置である。具体的には、上位装置２は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）によって構成される。あるいは、上位装置２をパーソナルコンピュータによって構成することもできる。

コントローラ３は、上位装置２からのコマンドを受信し、産業用ロボット４の動作を制御する装置である。また、コントローラ３は、上位装置２からのコマンドと、産業用ロボット４からの各種データをリアルタイム（実時間）で取得し、管理装置１へ送信する。

（産業用ロボット）
図２〜図４は、産業用ロボット４の具体例を示す図であり、図２は産業用ロボット４の正面図である。また、図３は産業用ロボット４の側面図であり、垂直方向の動作を示す。図４は産業用ロボット４の平面図であり、水平方向の動作を示す。産業用ロボット４は、コントローラ３の制御に基づき、上位装置２から送信されたコマンドに対応する動作を行う。本形態の産業用ロボット４は、液晶パネルや半導体製造工程で使用され、後述する第１ハンド部４１および第２ハンド部４２によって各種物品を保持して搬送する多関節ロボットである。産業用ロボット４が扱う物品（以下、ワークＷという）は、例えば、ガラスや半導体ウェファ等の素材である。

産業用ロボット４は、基台４０と、基台４０に旋回可能に支持された第１ハンド部４１および第２ハンド部４２と、基台４０を水平方向に移動可能に支持するベース部材４３と、基台４０を水平方向へ移動させる水平移動機構（図示省略）を備える。水平移動機構は、駆動源である走行用駆動モータ（図示省略）を備える。図２〜図４において、ＸＹＺの３方向は互いに直交する方向である。ＸＹ平面は水平面であり、Ｚ方向は鉛直方向である。水平移動機構は、基台４０をＸ方向に移動させる。

基台４０は、基台本体４４と、基台本体４４に対して上下方向に移動可能に設けられた基台移動部４５を備える。また、基台移動部４５には、基台移動部４５を基台本体４４に対してＺ方向に移動させる上下移動機構（図示省略）が設けられている。上下移動機構は、第１上下駆動用モータおよび第２上下駆動用モータ（図示省略）の２つのモータを駆動源とする。基台移動部４５は、基台移動部４５に支持される第１ハンド部４１および第２ハンド部４２と共に、図３において実線で示す下端位置４５Ａと、図３において破線で示す上端位置４５Ｂとの間でＺ方向に移動する。

図３、図４に示すように、第１ハンド部４１は、第１基台側アーム４１１および第１ハンド側アーム４１２と、ワークＷを保持可能な第１ハンド４１３と、第１ハンド部駆動用モータ（図示省略）を備える。同様に、第２ハンド部４２は、第２基台側アーム４２１および第２ハンド側アーム４２２と、ワークＷを保持可能な第２ハンド４２３と、第２ハン
ド部駆動用モータ（図示省略）を備える。第１ハンド部駆動用モータおよび第２ハンド部駆動用モータは、基台４０の内部に収納される。

図４は、第１ハンド部４１の水平方向の動作を示している。図４に示すように、第１基台側アーム４１１は、基台移動部４５に関節部を介して回動可能に連結される。第１基台側アーム４１１および第１ハンド側アーム４１２は屈曲可能に連結され、第１ハンド４１３は第１ハンド側アーム４１２に連結される。第１ハンド部４１は、第１基台側アーム４１１と第１ハンド側アーム４１２の屈伸動作による伸縮動作と、基台移動部４５に対する第１基台側アーム４１１の旋回動作によって、第１ハンド４１３が所定の経路を移動する。本形態では、第１ハンド４１３は、図４の実線で示すように基台４０に対してＹ方向の一方側へ移動した第１位置４１３Ａと、図４の破線で示すように基台４０の位置まで戻った第２位置４１３Ｂの間でＹ方向に直線状に移動する。これにより、第１ハンド４１３をワークＷの供給位置へ移動させることができる。また、第１ハンド４１３に保持されたワークＷをＹ方向へ移動させることができる。

第２ハンド部４２は、Ｚ方向から見て第１ハンド部４１と重なって配置され、Ｚ方向から見て第１ハンド部４１と同じ移動経路を移動する。そのため、図４では第２ハンド部４２の図示を省略している。第２ハンド部４２は、第１ハンド部４１と同様に構成されており、第１ハンド部４１と同様に動作し、第２ハンド４２３をＹ方向に直線状に移動させる。

産業用ロボット４は、複数のモータを備える。例えば、本形態では、走行用駆動モータ、第１上下駆動用モータ、第２上下駆動用モータ、第１ハンド部駆動用モータ、第２ハンド部駆動用モータを備える。コントローラ３は、上位装置２から受信したコマンドに従ってこれらのモータを制御し、基台４０のＸ方向の水平移動、基台移動部４５の上下移動、および、第１ハンド４１３および第２ハンド４２３のＹ方向の直線移動を組み合わせた動作を行わせる。産業用ロボット４は、各モータの回転位置、トルク、温度などを検出するエンコーダやセンサを備えており、エンコーダやセンサの信号はコントローラ３へ出力される。

カメラ５は、第１ハンド部４１と基台移動部４５との連結部に配置され、第１ハンド部４１の第１基台側アーム４１１と一体になって旋回するように取り付けられている。カメラ５は、第１ハンド部４１が図４の実線で示す伸長状態になったときにその先端に設けられた第１ハンド４１３がカメラ５の撮影範囲に入るように取り付けられている。また、第２ハンド部４２が第１ハンド部４１と同様に伸長状態になったときにその先端に設けられた第２ハンド４２３がカメラ５の撮影範囲に入るように構成されており、１台のカメラ５で第１ハンド部４１と第２ハンド部４２の両方を撮影する。

（管理装置）
図５は管理装置１の主要部分のブロック図である。管理装置１は、制御部１０、記憶部１１、Ｉ／Ｏ部１２、表示部１３、及び入力部１４を備える。制御部１０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等によって構成される制御演算手段である。記憶部１１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリ等によって構成される。Ｉ／Ｏ部１２は、外部の機器やネットワーク６と接続するためのインターフェイスである。表示部１３は、例えば液晶ディスプレイであり、管理用プログラムによって表示される各種の管理用画面や、管理用画面からの入力指示に従ってトルクデータのグラフやカメラ５による撮影データを表示する表示画面を備える。入力部１４は、キーボードやマウス、あるいは、表示画面に設けられたタッチパネル等の入力手段である。

制御部１０は、管理値決定部２１、一時保存部２２、異常データ処理部２３を備える。
また、記憶部１１には、管理値３１および動作履歴データが記憶される。動作履歴データは、一時保存データ３２および異常データ３３を含む。管理値決定部２１、一時保存部２２、異常データ処理部２３の機能は、制御部１０が管理プログラムを実行することによって実現される。

管理装置１は、Ｉ／Ｏ部１２を介して、コントローラ３から各種データを取得する。コントローラ３から取得するデータには、上位装置２から受信したコマンドと、産業用ロボット４のトルクデータが含まれる。トルクデータは、産業用ロボット４の動作履歴データである。一時保存部２２は、産業用ロボット４のトルクデータを時系列で記憶部１１に記憶させる。一時保存データ３２は、時系列で記憶されたトルクデータである。また、本形態では、一時保存部２２は、産業用ロボット４のトルクデータをコマンドと対応付けて記憶部１１に記憶させる。すなわち、一時保存部２２は、コマンドと、当該コマンドに基づいて行われた動作に対応する産業用ロボット４のトルクデータとを対応づけて、一時保存データ３２として記憶部１１に記憶させる。

なお、コントローラ３から取得するデータに、産業用ロボット４の位置データを含めることができる。また、一時保存データ３２として、トルクデータでなく位置データを記憶させることもできる。あるいは、トルクデータと位置データの両方を一時保存データ３２として記憶させることもできる。すなわち、産業用ロボット４の動作履歴データとして、トルクデータと位置データの一方もしくは両方を記憶させることができる。位置データを記憶させる場合も、トルクデータと同様に、コマンドに対応づけて記憶させることができる。また、トルクデータと位置データ以外の動作履歴データ、例えば、速度データ、位置偏差データ、Ｉ／Ｏデータ等をコントローラ３から取得した場合には、当該データをコマンドに対応付けて記憶させることができる。

（トルクデータの管理値決定）
管理値決定部２１は、コントローラ３から取得したデータを用いて、産業用ロボット４のトルクデータの異常を検出するための管理値を決定する。管理値の決定は、例えば、管理値決定用のデータを収集するための産業用ロボット４の試験運転を所定期間行って、試験運転の間にコントローラ３から取得したデータを用いて行う。試験運転を行う期間は、基準時間分のデータを収集可能な期間とする。例えば、試験運転を行う期間は、数日間とする。

試験運転を行う際、産業用ロボット４を含む設備を稼動させる際に、産業用ロボット４によって行われる工程の中で繰り返し行うことになる繰り返し動作のうちの１つをトルク監視用の動作（特定の動作）として指定し、指定したトルク監視用の動作を繰り返し行わせる。なお、試験運転は、トルク監視用の動作のみを繰り返し行っても良いし、他の動作も含めて行っても良い。

図６は管理値決定処理のフローチャートである。数日間の試験運転が行われる間、管理装置１では、ステップＳＴ１１において、管理値の決定に用いる動作履歴データを収集する。ステップＳＴ１１では、一時保存部２２が、コントローラ３から取得したトルクデータを時系列で記憶部１１に記憶させる。本形態では、一時保存部２２は、トルクデータをコマンドに対応付けて記憶部１１に記憶させる。記憶部１１に蓄積されるデータは、トルク監視用の動作のトルクデータを含む。管理装置１は、基準時間分のトルクデータを収集した後、ステップＳＴ１２において、収集したトルクデータからトルクデータの管理値を決定する。

図７は管理値決定処理を行うための管理用画面Ｇ１である。管理用画面Ｇ１は、表示部１３に表示される。ステップＳＴ１１で収集されたトルクデータ（一時保存データ３２）
は、管理用画面Ｇ１の中で、トルクデータのリスト５０として表示される。管理用画面Ｇ１には、リスト５０と、トルクデータ指定欄５１と、管理値決定ボタン５２が表示される。トルクデータ指定欄５１には、トルク監視用の動作を指定する入力を行うことができる。トルクデータ指定欄５１にトルク監視用の動作を指定する入力を行い、管理値決定ボタン５２をクリックすると、管理値を決定する処理が実行される。ここで、試験運転の期間は、基準時間分のトルクデータが得られるように設定されている。管理用画面Ｇ１では、基準時間分のトルクデータが一時保存データ３２として保存されると、管理値決定ボタン５２をクリックできるようになり、管理値を決定できるようになっている。

管理値決定部２１は、ステップＳＴ１２において、トルクデータ指定欄５１への入力内容に基づき、一時保存データ３２から対応するトルクデータを抽出する。本形態では、トルクデータがコマンドに対応付けられているので、トルク監視用の動作のコマンドを検索して、当該コマンドに対応付けられたトルクデータを一時保存データ３２から抽出する。そして、抽出したトルクデータを統計解析して、管理値を決定する。

図８はトルクデータおよび管理値の説明図であり、トルク監視用の動作のトルクデータの例を示す。トルク監視用の動作は、例えば、産業用ロボット４がワークＷを指定位置に置く動作であり、図８のトルクデータはこの動作のトルクデータである。ここで、本形態のトルクデータは、産業用ロボット４が２つのハンド部（第１ハンド部４１および第２ハンド部４２）を持ち、それぞれがＸＹＺの３軸方向に駆動されるので、３軸と３軸の合計の６軸分のトルクデータの合計値を、管理対象のトルクデータとする。

管理値決定部２１は、図８に示すトルクデータに対して、最大トルクの管理値と最小トルクの管理値の２種類を決定する。ここで、最大トルクの管理値および最小トルクの管理値は、それぞれ、ピンポイントの値でなく、幅をもつように決定される。すなわち、ステップＳＴ１２では、最大トルクの上限値Ｔ１および下限値Ｔ２と、最小トルクの上限値Ｔ３および下限値Ｔ４を決定する処理を行い、最大トルクと最小トルクについてそれぞれ管理幅を決定する。

図９は、最大トルクのデータ分布の説明図である。管理値決定部２１は、抽出したトルクデータから、最大トルクのデータ分布を求め、最大トルクの最小値と最大値を求める。例えば、図９に示すように、最大トルクのデータの最大値を最大トルクの上限値Ｔ１とし、最大トルクのデータの最小値を最大トルクの下限値Ｔ２に決定する。同様に、管理値決定部２１は、抽出したトルクデータから、最小トルクのデータ分布を求め、最小トルクのデータの最小値と最大値を求める。そして、最小トルクのデータの最大値を最小トルクの上限値Ｔ３とし、最小トルクのデータの最小値を最大トルクの下限値Ｔ４に決定する。

管理値決定部２１は、ステップＳＴ１３では、ステップＳＴ１２で決定した管理値を記憶部１１に記憶させる管理値保存処理を行う。

なお、トルクデータから管理値を決定するにあたって、最大トルクおよび最小トルクのデータ分布から単に最大値（上限値）と最小値（下限値）を決定するだけでなく、最大トルクおよび最小トルクのデータ分布に対して統計処理を行って管理値や管理幅を決定することもできる。例えば、最大値と最小値の幅のＮ倍を管理幅とし、データ分布の平均値を中心とする管理幅の範囲から、上限値および下限値を決定することができる。あるいは、標準偏差σを用いて管理幅を決定し、データ分布の平均値を中心とする管理幅の範囲から上限値および下限値を決定することができる。例えば、平均値を中心として±３σの範囲を管理幅として、上限値および下限値を決定することができる。

また、トルク監視用の動作を１つでなく複数設定し、複数の動作に対して、それぞれ管
理値を設定することもできる。例えば、ワークＷを指定位置に置く動作（ＰＵＴ動作）と、ワークＷを指定位置から取る動作（ＧＥＴ動作）のそれぞれについて、トルクデータの管理値を設定することができる。ここで、管理値設定用の動作が、それぞれ、コマンドに対応付けられている場合には、コマンド毎に、コマンドに対応する管理値を決定することになる。

（トルクデータの異常検出）
次に、管理値を用いたトルクデータの異常検出と、異常検出時にその原因究明および対処に役立てるための機能について説明する。異常データ処理部２３は、産業用ロボット４のトルクデータを監視し、記憶部１１に保持されている管理値に基づいてトルクデータに異常があるか否かを判定する異常監視処理を行う。また、トルクデータに異常があると判定した場合は、異常なトルクデータを異常データとして記憶部１１に保存する異常データ蓄積処理を行う。更に、トルクデータに異常があると判定した場合は、異常なトルクデータの保存だけでなく、カメラ５の撮影データを保存する撮影データ蓄積処理を行う。

図１０は、産業用ロボット４の動作時に管理装置１およびカメラ５で行われる処理のフローチャートである。管理装置１は、産業用ロボット４の動作中は、コントローラ３からトルクデータをリアルタイムで取得しており、一時保存部２２によって、トルクデータを時系列で一時保存する処理を行っている。また、異常データ処理部２３は、産業用ロボット４の動作中は、一時保存されたトルクデータから管理値に基づいて異常を検出する異常監視処置を行っている。

図１０に示すように、産業用ロボット４の動作を開始すると、管理装置１は、ステップＳＴ２１において、コントローラ３からコマンドおよびトルクデータ（動作履歴データ）をリアルタイム（実時間）で取得する。一時保存部２２は、ステップＳＴ２２において、取得したトルクデータをコマンドと対応付けて、時系列で記憶部１１に記憶させる。記憶部１１には、所定時間分のトルクデータが記憶される。一時保存部２２は、記憶部に所定時間分のトルクデータが蓄積されると、その後は古いトルクデータを順次最新のトルクデータに置き換える。

また、管理装置１は、産業用ロボット４の動作を開始すると、トルクデータを時系列で記憶部１１に記憶させる処理と平行して、カメラ５を制御して産業用ロボット４を撮影する。カメラ５の撮影を開始すると、ステップＳＴ２３において、撮影データを時系列で一時保存する。撮影データは、最新の所定時間分のデータを一時保存し、古い撮影データは順次最新の撮影データに置き換える。カメラ５の撮影データは、カメラ５に内蔵される記憶部に一時保存する。あるいは、管理装置１がカメラ５から撮影データをリアルタイム（実時間）で取得して、撮影データを記憶部１１に時系列で一時保存することもできる。

管理装置１では、ステップＳＴ２４において、異常データ処理部２３が、コントローラ３から取得したトルクデータに対して、管理値に基づいて異常の有無を判定する処理を行う。例えば、取得したトルクデータがトルク監視用の動作のトルクデータであるか否かをコマンドに基づいて判別し、トルク監視用の動作のトルクデータを取得した場合には、記憶部１１に記憶されている管理値を用いて異常の有無を判定する。異常の有無の判定は、最大トルクが下限値Ｔ２から上限値Ｔ１までの範囲内であるか否か（すなわち、管理幅の範囲内であるか否か）を判定すると共に、最小トルクが下限値Ｔ４から上限値Ｔ３までの範囲内であるかを判定する処理である。

最大トルクと最小トルクのいずれも管理幅の範囲内である場合には、異常はない（ステップＳＴ２４：Ｎｏ）と判定する。この場合には、ステップＳＴ２１へ戻り、トルクデータをリアルタイムで取得して、コマンドに対応付けて時系列で記憶部１１に記憶させる処
理を続ける。また、この間、カメラ５の撮影および撮影データの保存を平行して続ける。そして、次のトルク監視用の動作のトルクデータを取得すると、異常の有無を判定する。

ステップＳＴ２４において、最小トルクと最大トルクの一方または両方が管理幅を外れている場合には、異常データ処理部２３は、異常有り（ステップＳＴ２４：Ｙｅｓ）と判定する。この場合には、ステップＳＴ２５へ進む。ステップＳＴ２５では、異常データ処理部２３は、異常値を含むトルクデータを異常データ３３として記憶部１１に蓄積する。例えば、管理幅を外れているトルク値を含むトルクデータを異常データ３３とする。異常データ３３は、一時保存データ３２から抽出される。例えば、管理幅を外れたトルク値（異常値）の発生時点から過去へ所定時間分遡ったトルクデータを抽出する。あるいは、コマンドに対応づけてトルクデータを一時保存する場合には、管理幅を外れたトルク値（異常値）が発生した動作のコマンドに基づき、コマンドに対応づけられたトルクデータを抽出して、異常データ３３として記憶部１１に蓄積する。

次に、ステップＳＴ２６では、異常データ処理部２３は、異常なトルク値に関連する撮影データを一時保存された撮影データから抽出して蓄積する。例えば、管理幅を外れたトルク値の発生時点から過去へ所定時間分遡った撮影データを蓄積する。異常データ処理部２３は、一時保存された撮影データからこのような期間の撮影データを抽出して、異常なトルク値に関連する撮影データとして、カメラ５の記憶部に蓄積する。なお、異常なトルク値に関連する撮影データは、管理装置１の記憶部１１に蓄積することもできる。異常なトルク値に関連する撮影データを蓄積する際、異常なトルク値を含むトルクデータとして、ステップＳＴ２５で記憶部１１に蓄積した異常データ３３に対応付ける処理を行う。

（異常データの確認）
図１１は異常データの確認を行うための管理用画面Ｇ２である。本形態では、管理装置１において、異常値を含むトルクデータおよび異常値に関連する撮影データを確認することができる。管理用画面Ｇ２は、表示部１３に表示される。管理用画面Ｇ２には、異常データ３３のリスト６０が表示される。管理用画面Ｇ２では、リスト６０の中から異常データ３３の１つを選択して内容を表示させることができる。図１１において、リスト６０の中で反転しているデータが選択されたデータである。図１１に示すように、異常データ３３のうちの１つを選択して、トルクデータのグラフを表示させることができる。

管理装置１では、トルクデータと共に、異常値に関連する撮影データを表示することができる。図１１に示すように異常データ３３のうちの１つを選択すると、選択した異常データに対応付けられた撮影データが再生され、表示部１３に表示される。従って、トルクデータだけでなく、撮影データを確認して原因究明に役立てることができる。

異常データの確認は、異常値を含むトルクデータおよび撮影データだけでなく、さらに前に遡って行うこともできる。また、複数回異常が発生している場合には、複数回異常が発生している期間全体のトルクデータを時系列で表示して、原因究明に役立てることができる。同様に、トルクデータを表示した全期間の撮影データを時系列で再生することができる。

（異常データの発生量の監視）
異常データ処理部２３は、異常データ３３の発生量が予め設定した基準量を上回った場合に、そのことを検出する機能を備えている。本形態では、異常データ３３の発生頻度（発生時間間隔）が予め設定した基準頻度を上回った場合に、そのことを検出する機能を備えている。異常データ処理部２３は、異常データ３３の発生頻度が予め設定した基準頻度を上回ったことを検出すると、そのことを通知する処理を行う。例えば、ネットワーク６に接続されたプリンターから警告を印刷する処理や、登録されたメールアドレスに通知す
る処理を行う。

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態の動作履歴管理システム１００は、産業用ロボット４の動作を制御するコントローラ３に接続された管理装置１を備えており、管理装置１は、コントローラ３から産業用ロボット４の動作履歴データであるトルクデータを取得し、取得したトルクデータに基づいて管理値を決定する管理値決定部２１と、コントローラ３から取得したトルクデータを時系列に従って一時保存する一時保存部２２と、トルクデータが異常か否かを管理値に基づいて監視し、異常であると判定したトルクデータを含む所定期間のトルクデータを、一時保存データ３２から取得して異常データ３３として記憶部１１に蓄積する異常データ処理部２３と、を備えている。従って、産業用ロボット４の実使用データを元にトルクデータの管理値を決定できるので、適切な管理値を設定できる。また、管理値に基づいてトルクデータの異常を検出して、異常が検出された期間に関連したトルクデータを異常データとして蓄積するので、異常に関連したトルクデータの確認を容易に行うことができる。従って、異常の原因究明が容易となり、異常への対処に役立てることができる。

本形態では、産業用ロボット４の動作履歴データとしてトルクデータを用いて、トルクデータの異常を検出している。トルクデータの異常を検出することにより、駆動力伝達機構の不具合を検出できるので、例えば駆動力伝達機構にガタが発生していることを検出して対処することができる。また、駆動源であるモータ自体の不具合を検出して対処することができる。よって、動作に直接影響が出るような不具合への対処に役立てることができる。なお、動作履歴データとして位置データを用いることもできる。位置データを用いる場合には、摩擦や滑りがあるスライダなどの機構の不具合を検出することができる。

本形態の動作履歴管理システム１００は、産業用ロボット４を撮影する撮像部であるカメラ５を有しており、管理装置１はカメラ５を制御し、異常データ３３に対応する期間の撮影データをカメラ５の記憶部または管理装置１の記憶部１１に蓄積する。これにより、異常が検出された際の産業用ロボット４の動作をトルクデータだけでなく映像で確認できる。従って、異常の原因究明が容易となり、異常への対処に役立てることができる。なお、カメラ５によって映像を撮影する以外に、マイクによって音のデータを収集して、異常時の音のデータを保存することもできる。

本形態では、コントローラ３から取得したトルクデータは、一時保存部２２によって、コマンドに対応づけられて一時保存される。このように、コマンドに対応づけてトルクデータを管理することにより、トルクデータを産業用ロボット４の動作の内容に対応づけて管理できる。従って、トルクデータの異常検出を適切に行うことができる。また、トルクデータの確認による異常の原因究明が容易であり、異常への対処に役立てることができる。

本形態では、産業用ロボット４が行う頻度が高い繰り返し動作をトルク監視用の動作（特定の動作）に決定して、試験運転においてトルク監視用の動作のトルクデータを集めて、管理値を決定する。そして、産業用ロボット４の稼働時には、コントローラ３から取得したトルクデータの中からトルク監視用の動作のトルクデータを抽出して、管理値に基づいて異常の有無を判定する。このようにすると、管理値を適切に設定できると共に、産業用ロボット４の稼働時には、トルクデータの異常の有無を適切に判定できる。

本形態では、管理値決定部２１は、試験運転中に収集した基準時間分以上のトルクデータの分布から管理値を決定するので、実使用データに基いて適切な管理値を設定できる。また、産業用ロボット４の個体差を管理値に反映できる。また、収集したトルクデータを
統計処理して管理値を決定することもできる。統計処理によって管理値を決定すれば、経験に頼らずに適切な管理値を設定できる。

本形態では、管理値決定部２１は、管理値として、最大トルクの上限値Ｔ１および下限値Ｔ２、ならびに、最小トルクの上限値Ｔ３および下限値Ｔ４を決定する。このようにすると、上限値と下限値の間を管理幅とし、最大トルク、および、最小トルクが管理幅から外れた場合に異常であると判定することができる。また、上限値を超えた場合と下限値を下回った場合を異なる異常として判別できるので、異常の原因究明に役立てることができる。

本形態では、異常データ処理部２３は、異常データ３３の発生量が予め設定した基準量を上回った場合に、そのことを検出する機能を備えており、異常データ３３の発生頻度（発生時間間隔）を監視する。そして、異常データ３３の発生頻度が予め設定した基準頻度を上回ったことを検出すると、そのことを通知する処理を行う。これにより、産業用ロボット４の故障や不具合が発生する前に、異常の発生頻度が増加した時点で対処することができるので、予防保全に役立てることができる。

なお、異常データの発生量を監視するにあたって、発生頻度でなく累積量を監視することもできる。例えば、記憶部１１への異常データ３３の蓄積量（蓄積数）が予め設定した量を上回った場合に、そのことを検出して通知する処理を行っても良い。また、トルクデータの監視とは別に、コントローラ３から産業用ロボット４のエラーや故障に関連するデータを取得して、トルクデータの異常以外のエラーや故障の発生量を監視することもできる。例えば、管理装置１に、産業用ロボット４のエラーや故障の発生頻度（発生時間間隔）が基準頻度を上回った場合に、そのことを検出して通知する機能を持たせることができる。このようにすると、予防保全に役立てることができる。

本形態では、産業用ロボット４、カメラ５、およびコントローラ３の組を複数備え、１台の管理装置１に、複数組のコントローラ３およびカメラ５が接続されている。従って、共通の管理装置１によって複数の産業用ロボット４を一括して管理できるので、工場などの多数の産業用ロボット４を使用する施設の管理に好適である。

（他の実施形態）
上記形態では、産業用ロボット４は第１ハンド部４１と第２ハンド部４２を備える形態であったが、産業用ロボット４の構成はこのようなものに限定されるものではない。本形態の動作履歴管理システム１００は、人型ロボットやベルトコンベアー等、各種の産業用ロボットや産業用機械に適用可能である。

１…管理装置、２…上位装置、３…コントローラ、４…産業用ロボット、５…カメラ、６…ネットワーク、７…無線アクセスポイント、１０…制御部、１１…記憶部、１２…Ｉ／Ｏ部、１３…表示部、１４…入力部、２１…管理値決定部、２２…一時保存部、２３…異常データ処理部、３１…管理値、３２…一時保存データ、３３…異常データ、４０…基台、４１…第１ハンド部、４２…第２ハンド部、４３…ベース部材、４４…基台本体、４５…基台移動部、４５Ａ…下端位置、４５Ｂ…上端位置、５０…リスト、５１…トルクデータ指定欄、５２…管理値決定ボタン、６０…リスト、１００…動作履歴管理システム、４１１…第１基台側アーム、４１２…第１ハンド側アーム、４１３…第１ハンド、４１３Ａ…第１位置、４１３Ｂ…第２位置、４２１…第２基台側アーム、４２２…第２ハンド側アーム、４２３…第２ハンド、Ｇ１、Ｇ２…管理用画面、Ｔ１…最大トルクの上限値、Ｔ２…最大トルクの下限値、Ｔ３…最小トルクの上限値、Ｔ４…最小トルクの下限値、Ｗ…ワーク

Claims (9)

1. 上位装置から送信されたコマンドに対応して動作する産業用ロボットと、
   前記上位装置から前記コマンドを受信し、前記産業用ロボットの動作を制御するコントローラと、
   前記コントローラと接続された管理装置とを有し、
   前記管理装置は、
   前記コントローラから前記産業用ロボットの動作履歴データを取得し、前記動作履歴データに基づいて管理値を決定する管理値決定部と、
   前記コントローラから取得した前記動作履歴データを時系列に従って一時保存する一時保存部と、
   前記動作履歴データが異常か否かを前記管理値に基づいて監視し、異常であると判定した前記動作履歴データを含む所定期間の前記動作履歴データを、一時保存された前記動作履歴データの中から抽出して異常データとして蓄積する異常データ処理部と、を備えることを特徴とする動作履歴管理システム。
2. 前記管理装置と接続され、前記産業用ロボットを撮影する撮像部を有し、
   前記管理装置は、前記異常データに対応する期間の撮影データを、前記撮像部または前記管理装置に蓄積することを特徴とする請求項１に記載の動作履歴管理システム。
3. 前記一時保存部は、前記コマンドと、前記コマンドに対応する前記動作履歴データとを対応づけて前記動作履歴データを一時保存することを特徴とする請求項１または２に記載の動作履歴管理システム。
4. 前記管理値決定部は、特定の動作に対する動作履歴データに基づいて前記管理値を決定し、
   前記異常データ処理部は、前記特定の動作に対する動作履歴データの異常の有無を前記管理値に基づいて判定することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の動作履歴管理システム。
5. 前記管理値決定部は、前記動作履歴データを統計処理して、前記管理値を決定することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の動作履歴管理システム。
6. 前記管理値決定部は、前記管理値として、最大値の上限値および下限値、ならびに、最小値の上限値および下限値を決定することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の動作履歴管理システム。
7. 動作履歴データは、トルクデータであることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の動作履歴管理システム。
8. 前記管理装置は、前記異常データの発生量、および、前記産業用ロボットにおけるエラーの発生量の少なくとも一方が基準量を上回るか否かを監視することを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の動作履歴管理システム。
9. 前記産業用ロボット、前記産業用ロボットを撮影する前記撮像部、前記産業用ロボットに接続される前記コントローラ、の組を複数備え、
   前記複数の組のそれぞれの前記コントローラおよび前記撮像部は、共通の前記管理装置に接続されることを特徴とする請求項２に記載の動作履歴管理システム。