JPH10138186A - Method and device for controlling physical system - Google Patents

Method and device for controlling physical system

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JPH10138186A
JPH10138186A JP29187696A JP29187696A JPH10138186A JP H10138186 A JPH10138186 A JP H10138186A JP 29187696 A JP29187696 A JP 29187696A JP 29187696 A JP29187696 A JP 29187696A JP H10138186 A JPH10138186 A JP H10138186A
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parameter
difference
correction
reference model
physical system
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Kazutsugu Fukita
和嗣 吹田
Seiji Suzuki
清司 鈴木
Yoshitaka Sakamoto
好隆 坂本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cope with an abnormality by judging whether or not the difference between the output value of the physical system to be controlled and the reference value of a norm model corresponding thereto is within the predetermined allowable range, and selecting whether or not the parameter identification and repair are executed when it is judged that the difference is outside the allowable range. SOLUTION: The output value 13 (the axial force) of the physical system to be detected by an output value detecting means 15 is compared with the reference value of a norm model to be detected by a reference value detecting means 17, and the difference therebetween is operated by a comparing means 16. An input part 23 is provided, in which a person selects whether or not the parameters I (equivalent inertia), D (equivalent damping), and K (equivalent spring) of the norm model are identified and repaired when the difference is judged to be outside the allowable range by a judging means 20. When the parameters I, D, K are identified and repaired, identification and repair of the parameters are executed by processing parts 24, 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は物理系の制御方法お
よび装置に関する。制御対象物理系は、たとえば溶接ロ
ボットの加圧軸(軸力)である。ただし、それに限るも
のではない。
The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a physical system. The physical system to be controlled is, for example, a pressure axis (axial force) of the welding robot. However, it is not limited to this.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、特開昭62−26505号公報に
は、制御対象物理系である溶接ロボットの軸力の規範モ
デルをコンピュータ内に生成し、入力値を溶接ロボット
の加圧軸と規範モデルに並列に与えて溶接ロボットの軸
力を規範モデルを用いてシミュレートし、溶接ロボット
軸力と規範モデル軸力を検出して両者を比較し、両者が
一致するように規範モデルのパラメータを同定すること
を内容とする溶接ロボット力の制御方法が、開示されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-26505 discloses a method in which a reference model of an axial force of a welding robot, which is a physical system to be controlled, is generated in a computer, and an input value is defined as a reference value of a pressing axis of the welding robot. Simulate the axial force of the welding robot using the reference model by applying it to the model in parallel, detect the welding robot axial force and the reference model axial force, compare the two, and adjust the parameters of the reference model so that they match. A method for controlling a welding robot force that includes identifying is disclosed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の物理系
の制御方法および装置は、常に規範モデルを実物の物理
系に合うようにパラメータ同定していくので、物理系に
故障などの異常が発生すると規範モデルもそれに倣って
異常になっていく。すなわち、従来の物理系の制御方法
および装置は、異常チェック機能、修復機能をもってお
らず、摩擦、温度変化などの外乱、異物の挟み込みなど
によりロボット系に異常が発生しても、それに対応でき
ない。本発明の目的は、物理系に異常が発生してもそれ
に対応できる物理系の制御方法および装置を提供するこ
とにある。
However, in the conventional physical system control method and apparatus, parameters are always identified so that the reference model matches the actual physical system. Then, the normative model becomes abnormal following that. That is, the conventional physical system control method and apparatus do not have an abnormality check function and a repair function, and cannot cope with an abnormality occurring in the robot system due to disturbances such as friction and temperature change, and foreign matter being caught. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for controlling a physical system that can cope with the occurrence of an abnormality in the physical system.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) 入力を与えて制御対象物理系を作動させるとと
もにそれと並行して制御装置内の制御対象物理系の規範
モデルに制御対象物理系の作動を同時にシミュレートさ
せ、制御対象物理系の出力値とそれに対応する規範モデ
ルの参照値との差を逐次求める工程と、前記差が予め定
めた許容範囲内にあるか否かを判定し、許容範囲外にな
ったと判定されると、規範モデルのパラメータ同定と修
正を行うか否かを選定し、パラメータ同定と修正を行う
ことが選定された場合には規範モデルのパラメータ同定
・修正工程に進んで規範モデルのパラメータ同定と修正
を実行する自己診断修復工程と、からなる物理系の制御
方法。 (2) 自己診断修復工程が、前記差が許容範囲外にな
ったと判定されると異常発生を表示する表示工程を有す
る(1)記載の物理系の制御方法。 (3) 前記規範モデルのパラメータ同定・修正工程
が、規範モデルのそれぞれの修正パラメータを求める工
程と、それぞれの修正パラメータと修正前パラメータの
差を演算し該差がそれぞれのパラメータに対して予め定
めた許容範囲内にあるか否かを判定する工程と、前記差
が許容範囲外になったと判定されると許容範囲外になっ
た旨を表示する工程と、差が許容範囲外になったパラメ
ータの同定と修正を行うか否かを選定するとともに、同
定と修正を行う場合はパラメータの同定と修正を自律的
またはマニュアルで行う工程と、を含んでいる(1)記
載の物理系の制御方法。 (4) 制御対象物理系の規範モデルと、制御対象物理
系と前記規範モデルとに作動入力を与える入力値コント
ローラと、前記制御対象物理系の出力値を検出する出力
値検出手段と、前記規範モデルの応答参照値を検出する
参照値検出手段と、制御対象物理系の検出出力値と規範
モデルの検出参照値とを比較して差を演算する比較手段
と、を備えた制御装置と、前記差が予め定めた許容範囲
内にあるか否かを判定する判定手段と、前記差が前記許
容範囲外になった判定された場合に規範モデルのパラメ
ータの同定と修復をするか否かを選定する入力部と、パ
ラメータ同定と修復をする場合はそのパラメータ同定と
修復を実行する処理部と、を備えた自己診断修復装置
と、からなる物理系の制御装置。 (5) 前記自己診断修復装置が、前記差が前記許容範
囲外になった判定された場合に異常発生を表示する表示
部を有している(4)記載の物理系の制御装置。 (6) 前記自己診断修復装置のパラメータ同定と修復
を実行する処理部が、規範モデルのそれぞれの修正パラ
メータを求める手段と、該修正パラメータと修正前のパ
ラメータとの差を演算し該差がそれぞれのパラメータに
対して予め定めた許容範囲内にあるか否かを判定する手
段と、許容範囲外と判定されたパラメータの修正を行う
ことを選定した場合にその修正を自律的またはマニュア
ルで行う手段と、を含んでいる(4)記載の物理系の制
御装置。
The present invention to achieve the above object is as follows. (1) Simultaneously simulate the operation of the controlled object physical system in the reference model of the controlled object physical system in the control device by inputting the input to operate the controlled object physical system, and the output value of the controlled object physical system. And a step of sequentially calculating the difference between the reference value of the reference model and a reference value corresponding to the reference model, and determining whether the difference is within a predetermined allowable range. Select whether to perform parameter identification and correction, and if parameter identification and correction are selected, proceed to the reference model parameter identification / correction process to perform parameter identification and correction of the reference model. A restoration process, and a physical system control method. (2) The physical system control method according to (1), wherein the self-diagnosis restoration step includes a display step of displaying an occurrence of an abnormality when the difference is determined to be outside the allowable range. (3) In the parameter identification / correction step of the reference model, a step of obtaining each correction parameter of the reference model is performed, and a difference between each correction parameter and a parameter before correction is calculated, and the difference is determined in advance for each parameter. A step of determining whether the difference is outside the allowable range, and a step of displaying that the difference is outside the allowable range when it is determined that the difference is outside the allowable range. (1) The method for controlling a physical system according to (1), which includes a step of selecting whether or not to perform identification and correction, and a step of autonomously or manually performing parameter identification and correction when performing identification and correction. . (4) a reference model of the control target physical system, an input value controller for providing an operation input to the control target physical system and the reference model, output value detection means for detecting an output value of the control target physical system, and the reference A control device comprising: a reference value detecting means for detecting a response reference value of the model; and a comparing means for calculating a difference by comparing a detected output value of the controlled physical system with a detected reference value of the reference model, and Determining means for determining whether or not the difference is within a predetermined allowable range; and selecting whether or not to identify and repair the parameters of the reference model when it is determined that the difference is outside the allowable range. A physical system control device comprising: a self-diagnosis / repair device including an input unit for performing parameter identification and restoration, and a processing unit for executing parameter identification and restoration when performing parameter identification and restoration. (5) The physical-system control device according to (4), wherein the self-diagnosis / recovery device has a display unit that displays an occurrence of an abnormality when it is determined that the difference is outside the allowable range. (6) A processing unit for performing parameter identification and restoration of the self-diagnosis restoration device includes: means for obtaining respective correction parameters of the reference model; calculating a difference between the correction parameter and a parameter before correction; Means for determining whether or not a parameter is within a predetermined allowable range, and means for autonomously or manually correcting the parameter determined to be out of the allowable range when it is selected. The control device for a physical system according to (4), comprising:

【0005】上記(1)の方法では、自己診断修復工程
で制御対象物理系の出力値とそれに対応する規範モデル
の参照値との差が予め定めた許容範囲内にあるか否かを
判定し、許容範囲外になったと判定された場合、パラメ
ータ同定と修復を実行するか否かを人が選定できるの
で、物理系に異常が発生しても、必要に応じてパラメー
タ同定と修復を実行でき、異常に対応することが可能に
なる。上記(2)の方法では、制御対象物理系の出力値
と規範モデルの参照値との差が予め定めた許容範囲外に
なったと判定された場合、異常表示されるので、物理系
に異常が発生した時に確実に対応することが可能にな
る。上記(3)の方法では、規範モデルの何れのパラメ
ータに異常が発生したかを認識でき、必要に応じて、そ
のパラメータの同定、修正をマニュアルまたは自律的に
行うことができる。上記(4)の装置では、自己診断修
復装置の判定部で制御対象物理系の出力値とそれに対応
する規範モデルの参照値との差が予め定めた許容範囲内
にあるか否かを判定でき、許容範囲外になったと判定さ
れた場合、パラメータ同定と修復を実行するか否かを入
力部で人が選定できるので、物理系に異常が発生して
も、必要に応じてパラメータ同定と修復を実行でき、異
常に対応することが可能になる。上記(5)の装置で
は、判定部で制御対象物理系の出力値と規範モデルの参
照値との差が予め定めた許容範囲外になったと判定され
た場合、異常が表示部で表示されるので、物理系に異常
が発生した時に確実に対応することが可能になる。上記
(6)の装置では、処理部および表示部で、規範モデル
の何れのパラメータに異常が発生したかを認識でき、必
要に応じて、そのパラメータの同定、修正をマニュアル
または自律的に行うことができる。
In the method (1), it is determined whether or not the difference between the output value of the physical system to be controlled and the reference value of the reference model corresponding to the output value is within a predetermined allowable range in the self-diagnosis restoration process. If it is determined that the value is out of the allowable range, the user can select whether to execute parameter identification and restoration, so that even if an abnormality occurs in the physical system, parameter identification and restoration can be executed as needed. , It is possible to respond to abnormalities. According to the method (2), when it is determined that the difference between the output value of the control target physical system and the reference value of the reference model is out of a predetermined allowable range, an error is displayed. When it occurs, it is possible to reliably respond. According to the method (3), it is possible to recognize which parameter of the reference model has an abnormality, and to identify or correct the parameter manually or autonomously as necessary. In the device of the above (4), the determination unit of the self-diagnosis repair device can determine whether or not the difference between the output value of the controlled physical system and the reference value of the corresponding reference model is within a predetermined allowable range. If it is determined that the parameter is out of the allowable range, the user can select whether to execute parameter identification and restoration at the input unit, so even if an abnormality occurs in the physical system, parameter identification and restoration may be performed as necessary. Can be performed, and it is possible to respond to abnormalities. In the apparatus of the above (5), when the determination unit determines that the difference between the output value of the physical system to be controlled and the reference value of the reference model is outside a predetermined allowable range, an abnormality is displayed on the display unit. Therefore, it is possible to reliably cope with the occurrence of an abnormality in the physical system. In the device of (6), the processing unit and the display unit can recognize which parameter of the reference model has an abnormality, and if necessary, identify or correct the parameter manually or autonomously. Can be.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例に係る物
理系の制御方法を示し、図2、図3はその方法を実施す
る物理系の制御装置を示す。物理系としては、溶接ロボ
ットの溶接ガンを例にとってある。溶接ガン1はロボッ
ト2(たとえば、6軸ロボット)の手首に支持される。
溶接ガン1は、図3に示すように、C型フレーム3と、
サーボモータ4と、サーボモータ3の回転を加圧軸5の
往復動に変換するボールスクリュー6と、加圧軸先端と
それに対向するC型フレーム部に取り付けられた溶接チ
ップ7、8と、を有する。溶接ガン1は、往復動型に変
えてロータリタイプであってもよく、その場合は溶接ガ
ンは、固定軸と、固定軸に対して相対回転可能の回転軸
と、固定軸と回転軸にそれぞれ取り付けられ同一円周上
で互いに接近、離反可能な一対の溶接チップとを有す
る。ロボット2および溶接ガン1は制御装置Aによって
作動を制御される。また、この制御装置Aに対して、制
御装置Aが正常に作動するか否かを診断し異常が発生し
た場合は人が選定した場合にはそれを修復する自己診断
修復装置Bが設けられている。
FIG. 1 shows a method of controlling a physical system according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show a control device of a physical system for implementing the method. As a physical system, a welding gun of a welding robot is taken as an example. The welding gun 1 is supported on the wrist of a robot 2 (for example, a 6-axis robot).
As shown in FIG. 3, the welding gun 1 includes a C-shaped frame 3,
A servo motor 4, a ball screw 6 for converting the rotation of the servo motor 3 into reciprocating motion of the pressure shaft 5, and welding tips 7, 8 attached to the tip of the pressure shaft and the C-shaped frame portion opposed thereto. Have. The welding gun 1 may be of a rotary type instead of the reciprocating type, in which case the welding gun has a fixed shaft, a rotating shaft that can rotate relative to the fixed shaft, and a fixed shaft and a rotating shaft. It has a pair of welding tips which are attached and can approach and separate from each other on the same circumference. The operation of the robot 2 and the welding gun 1 is controlled by the control device A. A self-diagnosis / repair device B is provided for the control device A for diagnosing whether or not the control device A operates normally and, when an abnormality occurs, repairing it when a person selects it. I have.

【0007】図2は、物理系の制御装置における、制御
装置Aと、自己診断修復装置Bと、を示している。制御
装置Aは、制御対象物理系(たとえば、溶接ガン)12
と、制御対象物理系と等価に作動する規範(参照)モデ
ル18(ダイナミクスモデルからなるディジタルモデ
ル、または等価電気回路からなるアナグモデル)と、制
御対象物理系12と規範モデルへの入力値を制御して同
時並行して与える入力値コントローラ10と、制御対象
物理系12に仕事14を行わせた(たとえば、加圧軸に
軌道上の往復動を実行させた)時の出力値13(加圧軸
力)を検出する出力値検出手段15と、規範モデル18
の参照値(加圧軸力に対応する規範モデル参照値、たと
えば、規範モデルがF(t)=I・d2 x/dt2 +D
・dx/dt+K・x+Cからなるディジタルモデルの
場合にはF(t)値)を検出する参照値検出手段16
と、出力値検出手段15によって検出された物理系の出
力値13と参照値検出手段16によって検出された規範
モデル参照値とを比較して差を演算する比較手段16
と、を有する。この制御においては、規範モデルが制御
対象物理系と作動が一致するように予めパラメータI
(等価慣性)、D(等価減衰)、K(等価バネ)が同定
されている。これによって、制御対象物理系12の軸力
Fを規範モデル18によってコンピュータ上でシミュレ
ートさせ、モデル18のFを監視、制御することによ
り、制御することができる。しかし、減速機、ギアの摩
耗、温度変化による減速機オイルの粘度変化などの外乱
により、I、D、Kのパラメータが変化して規範モデル
の軸力F(t)が時間の経過につれて制御対象物理系の
軸力からずれてくるので、I、D、Kの修正が必要であ
る。
FIG. 2 shows a control device A and a self-diagnosis / recovery device B in a physical control device. The control device A includes a control target physical system (for example, a welding gun) 12
And a reference (reference) model 18 (a digital model composed of a dynamics model or an analog model composed of an equivalent electric circuit) that operates equivalently to the controlled physical system, and input values to the controlled physical system 12 and the reference model. The input value controller 10 and the output value 13 (for example, when the pressurized shaft performs reciprocating motion on a track) when the control target physical system 12 performs the work 14 (for example, the pressurized shaft performs reciprocating motion on the track). Output value detecting means 15 for detecting the force) and a reference model 18
(The reference model reference value corresponding to the applied axial force, for example, the reference model is F (t) = I · d 2 x / dt 2 + D
Reference value detection means 16 for detecting F (t) value in the case of a digital model consisting of dx / dt + K.x + C
Comparing means 16 for comparing the output value 13 of the physical system detected by the output value detecting means 15 with the reference model reference value detected by the reference value detecting means 16 to calculate a difference
And In this control, the parameter I is set in advance so that the operation of the reference model and the physical system to be controlled match.
(Equivalent inertia), D (equivalent damping), and K (equivalent spring) have been identified. Thus, the axial force F of the controlled physical system 12 is simulated on the computer by the reference model 18, and the control can be performed by monitoring and controlling the F of the model 18. However, due to disturbances such as a reduction gear, gear wear, and a change in viscosity of the reduction gear oil due to a temperature change, the parameters of I, D, and K change, and the axial force F (t) of the reference model is controlled with time. Since it deviates from the axial force of the physical system, it is necessary to correct I, D, and K.

【0008】自己診断修復装置Bは、比較手段16によ
って演算された物理系の出力値13(軸力)と規範モデ
ル参照値F(t)との差δが予め定めた許容範囲内にあ
るか否かを判定する判定手段20と、差δが許容範囲外
になった判定された場合に規範モデルのパラメータI、
D、Kの同定と修復をするか否かを人が選定する入力部
23と、パラメータ同定と修復をする場合はそのパラメ
ータ同定と修復を実行する処理部24、19を備えてい
る。
The self-diagnosis / repair device B determines whether the difference δ between the physical system output value 13 (axial force) calculated by the comparing means 16 and the reference model reference value F (t) is within a predetermined allowable range. A determination unit 20 for determining whether or not the difference δ is out of an allowable range;
An input unit 23 is used by a person to select whether to identify and repair D and K, and processing units 24 and 19 execute parameter identification and restoration when parameter identification and restoration are performed.

【0009】また、自己診断修復装置Bは、判定手段1
6で差δが許容範囲外になった判定された場合に、その
信号をロボットインタロック装置21を介して受取り、
異常発生とその内容(たとえば、F(t)、δの大きさ
など)を表示する表示部22を有している。
In addition, the self-diagnosis / recovery device B includes
When it is determined in step 6 that the difference δ is out of the allowable range, the signal is received via the robot interlock device 21 and
A display unit 22 is provided for displaying the occurrence of an abnormality and the content thereof (for example, the size of F (t), δ, etc.).

【0010】自己診断修復装置Bのパラメータ同定と修
復を実行する処理部は、規範モデルのそれぞれの修正パ
ラメータI、D、Kを求める手段(モデル化装置)24
と、該修正パラメータと修正前のパラメータとの差を演
算し該差がそれぞれのパラメータに対して予め定めた許
容範囲内にあるか否かを判定する手段(前記判定手段2
0が兼務)と、許容範囲外と判定されたパラメータの修
正を行うことを人が選定(前記入力部23が兼務)した
場合にその修正を自律的またはマニュアルで行う手段1
9と、を含んでいる。手段19にて、規範モデル18の
パラメータI、D、Kのうち修正必要なものを書き換え
る。
The processing unit for executing parameter identification and restoration of the self-diagnosis restoration unit B includes means (modeling unit) 24 for obtaining respective correction parameters I, D, and K of the reference model.
Means for calculating the difference between the corrected parameter and the parameter before correction and determining whether the difference is within a predetermined allowable range for each parameter (the determination means 2
Means 1 for autonomously or manually performing correction when a person selects to correct a parameter determined to be out of the allowable range (the input unit 23 also performs the same).
9 is included. Means 19 rewrites parameters I, D, and K of the reference model 18 that need to be modified.

【0011】本発明実施例の物理系の制御方法は、上記
装置を用いて実行される。図1は、その制御フローを示
している。外力が加わっていない、いわゆる加圧時以外
の状況で、加圧軸の任意の軌道を実行する。ここでは、
加圧軸診断・修復軌道として、加圧軸の往復運動を実行
する。ステップ101で加圧軸診断修復制御をスタート
する。ステップ102で入力値コントローラ10から溶
接ガン(図2の制御対象物理系12に対応する)のサー
ボモータ3に入力値を送って加圧軸5の往復運動を実施
し、出力値として時々刻々の加圧軸力F0 (t)を出力
値検出手段15により検出するとともに、それと同時並
行して規範モデル18に入力値コントローラ10から入
力値を送って規範モデル18に溶接ガン加圧軸の作動を
シミュレートさせ、参照値検出手段17により軸力参照
値F(t)を時々刻々検出(コンピュータ内での演算)
する。
A method for controlling a physical system according to an embodiment of the present invention is executed by using the above-described apparatus. FIG. 1 shows the control flow. An arbitrary trajectory of the pressurizing shaft is executed in a state where no external force is applied, that is, a state other than the time of pressurization. here,
The reciprocating motion of the pressurizing shaft is executed as the pressurizing shaft diagnosis / repair trajectory. In step 101, the pressurized shaft diagnosis restoration control is started. In step 102, the input value is sent from the input value controller 10 to the servomotor 3 of the welding gun (corresponding to the physical system 12 to be controlled in FIG. 2) to perform the reciprocating motion of the pressurizing shaft 5, and the output value is constantly changed. The pressurizing axial force F 0 (t) is detected by the output value detecting means 15, and at the same time, the input value is sent from the input value controller 10 to the reference model 18, and the operation of the welding gun pressurizing shaft is transmitted to the reference model 18. Is simulated, and the reference value detecting means 17 detects the axial force reference value F (t) every moment (calculation in a computer)
I do.

【0012】ステップ103で、出力値検出手段15に
より検出された実物の軸力F0 (t)と参照値検出手段
17により検出された軸力参照値F(t)とを時々刻々
比較し、出力差(F(t)−F0 (t))=δを演算す
る。参照モデルを用いた制御の精度が高いものであるた
めには、この出力差δが0であるかまたは小さいことが
必要である。ステップ104で、出力差δが許容値δ0
以内か否かを判定する。ステップ104で出力差δが許
容値δ0 以内と判定されれば、ステップ105でステッ
プ101に戻りステップ101〜104を繰り返す。ス
テップ104で出力差δが許容値δ0 を越えたと判定さ
れるとステップ106へと進み、異常発生メッセージを
表示部22に送り、表示部22で異常が発生したことを
表示する。
In step 103, the actual axial force F 0 (t) detected by the output value detecting means 15 and the axial force reference value F (t) detected by the reference value detecting means 17 are compared every moment. The output difference (F (t) −F 0 (t)) = δ is calculated. In order for the control using the reference model to have high accuracy, the output difference δ needs to be 0 or small. In step 104, the output difference δ is equal to the allowable value δ 0.
It is determined whether it is within. If it is determined in step 104 that the output difference δ is within the allowable value δ 0 , the process returns to step 101 in step 105, and steps 101 to 104 are repeated. If it is determined in step 104 that the output difference δ exceeds the allowable value δ 0 , the process proceeds to step 106, where an abnormality occurrence message is sent to the display unit 22, and the display unit 22 displays that an abnormality has occurred.

【0013】ついで、ステップ108に進み、入力部2
3で、異常発生のまま入力をリセットして運転をそのま
ま継続し上記ステップ101〜107を繰り返すか、ま
たは規範モデル18のパラメータ同定と修正を行うか
を、人により選定する。ステップ108があるので、異
常発生の場合に、異常のまま運転継続するか規範モデル
の修正をするかの選定ができる。自動的に常に規範モデ
ルの修正が行われると規範モデルも異常になっていき、
異常チェックができないか、または故障検出が難しくな
るが、本発明ではそれが回避される。ステップ108で
リセット入力、運転継続の場合はステップ109に進
み、ステップ101でスタートがかかるまで次サイクル
のスタート待ちをする。
Then, the process proceeds to a step 108, wherein the input unit 2
In step 3, a person selects whether to reset the input while an abnormality occurs and continue the operation and repeat steps 101 to 107, or to perform parameter identification and correction of the reference model 18. Since there is step 108, when an abnormality occurs, it is possible to select whether to continue the operation with the abnormality or to modify the reference model. When the reference model is automatically corrected, the reference model becomes abnormal,
Abnormality check cannot be performed or failure detection becomes difficult, but this is avoided in the present invention. If it is determined in step 108 that the reset is input and the operation is to be continued, the process proceeds to step 109.

【0014】ステップ108でパラメータ同定と修正を
行うことを人が選定した場合には、ステップ110に進
む。ステップ110では、その時点での、規範モデル1
8のパラメータI、D、Kを演算により求める。たとえ
ば、規範モデルがF(t)=I・d2 x/dt2 +D・
dx/dt+K・x+Cの場合、位置x、速度dx/d
t、加速度d2 x/dt2 は時々刻々演算により検出さ
れているので、そのうち3時点で3つの式をたててそれ
を解くことによりパラメータI、D、Kを求めることが
できる。これを一時、RAMに記録(記憶)しておく。
精度を上げるために、パラメータI、D、Kの組みを複
数演算し、ステップ111で横軸に時間をとり縦軸にパ
ラメータ値をとって最小二乗法によって現時点のパラメ
ータI、D、Kを求める。
If the person selects to perform parameter identification and correction in step 108, the process proceeds to step 110. In step 110, the current reference model 1
Eight parameters I, D, and K are obtained by calculation. For example, if the reference model is F (t) = I · d 2 x / dt 2 + D ·
In the case of dx / dt + Kx + C, the position x and the speed dx / d
Since t and acceleration d 2 x / dt 2 are detected by calculation every moment, parameters I, D, and K can be obtained by forming three equations at three points and solving them. This is temporarily recorded (stored) in the RAM.
In order to increase the accuracy, a plurality of combinations of the parameters I, D, and K are calculated, and in step 111, the current parameters I, D, and K are obtained by the least squares method with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing parameter values. .

【0015】求めたパラメータI、D、K値(元の値か
ら変化している値)を前回の修正値I、D、K値(元の
値)と比較して各差ΔI、ΔD、ΔKを求め、各差がそ
れぞれのパラメータに対して予め定められた許容値ΔI
0 、ΔD0 、ΔK0 以下か否かをステップ113でコン
ピュータ内で判定する。各差ΔI、ΔD、ΔKが許容値
ΔI0 、ΔD0 、ΔK0 以下なら急いでパラメータ修正
を行う必要がないのでステップ110に戻りステップ1
10〜114を繰り返す。各差ΔI、ΔD、ΔKの何れ
かが許容値ΔI0 、ΔD0 、ΔK0 を越えたならステッ
プ115に進み、異常発生メッセージを表示部22に送
り、ステップ116でパラメータに異常が発生している
こととその内容(異常の度合いの大きさ)を表示する。
The obtained parameters I, D, and K values (values that have changed from the original values) are compared with the previous corrected values I, D, and K values (the original values), and the differences ΔI, ΔD, ΔK , And each difference is set to a predetermined allowable value ΔI for each parameter.
0 , ΔD 0 , and ΔK 0 are determined in the computer in step 113. If the differences ΔI, ΔD, and ΔK are equal to or smaller than the allowable values ΔI 0 , ΔD 0 , and ΔK 0 , it is not necessary to swiftly modify the parameters, and the process returns to step 110 and returns to step 1
Repeat steps 10 to 114. If any of the differences ΔI, ΔD, and ΔK exceeds the allowable values ΔI 0 , ΔD 0 , and ΔK 0 , the process proceeds to step 115, an abnormality occurrence message is sent to the display unit 22, and an abnormality occurs in the parameter in step 116. And the contents (the magnitude of the degree of abnormality) are displayed.

【0016】ついで、ステップ117で、入力部23
で、その異常が発生しているパラメータの同定と修正を
行うか否かを、人により選定する。たとえば、温度変化
による減速機の油の粘度変化によるモデル変化の場合に
はパラメータ修正は急ぐ必要がないのでそのまま運転を
続行してもよいが、異物の挟み込みによりバネKの変化
によるモデル変化の場合にはパラメータ修正は急ぐ必要
がある。運転続行の場合にはステップ118で入力をリ
セットし、ステップ101でスタートするまでステップ
109で待機する。パラメータ同定と修正を行う場合
は、ステップ119に進み、入力部23で人が与えた入
力値を読込み、モデル化装置24でパラメータ同定し、
処理装置19でパラメータ修正を行う。その後ステップ
110に戻り再びステップ110〜119のパラメータ
同定、修正の要否と要の場合はそのパラメータの同定、
修正を行うことを繰り返す。
Next, at step 117, the input unit 23
Then, a person selects whether to identify and correct the parameter in which the abnormality has occurred. For example, in the case of a model change due to a change in oil viscosity of the speed reducer due to a temperature change, the parameter correction does not need to be rushed, so that the operation may be continued as it is. Need to hurry parameter correction. If the operation is to be continued, the input is reset at step 118, and the process waits at step 109 until starting at step 101. When performing parameter identification and correction, the process proceeds to step 119, where the input unit 23 reads an input value given by a person, identifies a parameter with the modeling device 24,
The processing device 19 corrects parameters. Thereafter, the flow returns to step 110, and the parameters are identified again in steps 110 to 119.
Repeat making corrections.

【0017】つぎに、作用を説明する。上記装置、方法
では、判定部20で、実物の物理系の出力値F0 (t)
と軸力参照値F(t)との差(F(t)−F0 (t))
=δが予め定めた値δ0 以内か否を判定し、δがδ0
越えた場合に、パラメータ修正をせずにそのまま運転を
続行するか、あるいは規範モデルのパラメータの同定、
修正を行うかを、人によって判定する入力装置23を設
け、あるいは判定ステップ108を設けたので、物理系
と規範モデルとの間の差が大きくなる異常が発生して
も、チェックなしに規範モデルが物理系に倣って異常に
なっていくことを防止できる。
Next, the operation will be described. In the above-described apparatus and method, the determination unit 20 determines the output value F 0 (t) of the real physical system.
The difference between the axial force reference value F (t) and (F (t) -F 0 ( t))
= Δ is determined to be within a predetermined value δ 0, if δ exceeds δ 0 , continue the operation as it is without parameter correction, or identify the parameters of the reference model,
Since the input device 23 for determining whether to perform the correction is provided by the person or the determination step 108 is provided, even if an abnormality occurs in which the difference between the physical system and the reference model becomes large, the reference model can be checked without any check. Can be prevented from becoming abnormal following the physical system.

【0018】また、パラメータ修正を行う場合において
も、各パラメータを変化前のパラメータと比較してその
差が大きくなった時に、パラメータの同定と修正を行う
か否かの選定を人が行うようにしたので、パラメータ異
常が発生しても、チェックなしに規範モデルのパラメー
タが物理系に倣って異常になっていくことを防止できる
とともに、修正不急のパラメータまで急いで同定、修正
してラインの運転を途中で不要に止めたりすることを防
止することができる。
Also, in the case of performing parameter correction, when each parameter is compared with the parameter before the change and the difference between them becomes large, a person selects whether or not to perform parameter identification and correction. Therefore, even if a parameter error occurs, it is possible to prevent the parameters of the reference model from becoming abnormal following the physical system without checking, and to quickly identify and correct even the parameters that need to be corrected urgently. It is possible to prevent the operation from being stopped unnecessarily on the way.

【0019】また、入力部23で、どのパラメータを同
定、修正するかを選定でき、その修正値も与えることが
でき、そのラインに適した修正値人が物理系および規範
モデルに入力することができる。入力後のパラメータ同
定と修正は、モデル化装置24、処理装置19を使って
自律的(または自動的)に行うかまたはマニュアルで行
う。また、ステップ101〜108まではF(t)の演
算と比較で済ませ、パラメータの同定、修正を行うこと
を選定した場合のみ、ステップ110〜119のパラメ
ータ演算(連立方程式を解く作業を伴なう)を行うの
で、異常発生をステップ101〜108のみで検出する
ことができ、時間が少なくて済み、かつステップ101
への割込み間隔を多くとることができる。また、異常発
生の場合に表示させるようにしたので、人が異常発生に
気付くことが遅れることが防止され、緊急を要する異常
発生にも速やかに対応することができる。また、異常の
内容も表示させるようにしたので、入力部で人がパラメ
ータ修正要否を判定するときに適切な判定を行うことが
できるようになる。
Further, the input unit 23 can select which parameter is to be identified and corrected, and can also give the corrected value, so that a corrector suitable for the line can be input to the physical system and the reference model. it can. Parameter identification and correction after input are performed autonomously (or automatically) using the modeling device 24 and the processing device 19 or manually. Also, the steps 101 to 108 need only be compared with the calculation of F (t), and the parameter calculation of steps 110 to 119 (including the operation of solving simultaneous equations) is performed only when it is selected to identify and correct the parameters. ), The occurrence of an abnormality can be detected only in steps 101 to 108, and the time is short, and step 101 is performed.
Can be made longer. In addition, since the display is made in the case of occurrence of an abnormality, it is possible to prevent a person from noticing the occurrence of the abnormality from being delayed, and to promptly respond to the occurrence of an emergency that requires urgency. In addition, since the content of the abnormality is also displayed, it is possible for the input unit to make an appropriate determination when determining whether parameter correction is necessary or not.

【0020】[0020]

【発明の効果】請求項1の方法によれば、自己診断修復
工程で制御対象物理系の出力値とそれに対応する規範モ
デルの参照値との差が予め定めた許容範囲内にあるか否
かを判定し、許容範囲外になったと判定された場合、パ
ラメータ同定と修復を実行するか否かを選定できるの
で、物理系に異常が発生しても、必要に応じてパラメー
タ同定と修復を実行でき、異常に対応することが可能に
なる。請求項2の方法によれば、制御対象物理系の出力
値と規範モデルの参照値との差が予め定めた許容範囲外
になったと判定された場合、異常表示されるので、物理
系に異常が発生した時に確実に対応することができ、入
力値の選定によって適切な対応をとることができる。請
求項3の方法によれば、規範モデルの何れのパラメータ
に異常が発生したかを認識でき、必要に応じて、そのパ
ラメータの同定、修正をマニュアルまたは自律的に行う
ことができる。請求項4の装置によれば、自己診断修復
装置の判定部で制御対象物理系の出力値とそれに対応す
る規範モデルの参照値との差が予め定めた許容範囲内に
あるか否かを判定でき、許容範囲外になったと判定され
た場合、パラメータ同定と修復を実行するか否かを入力
部で選定できるので、物理系に異常が発生しても、必要
に応じてパラメータ同定と修復を実行でき、異常に対応
することができる。請求項5の装置によれば、判定部で
制御対象物理系の出力値と規範モデルの参照値との差が
予め定めた許容範囲外になったと判定された場合、異常
が表示部で表示されるので、物理系に異常が発生した時
に確実に対応することが可能になる。請求項6の装置に
よれば、処理部および表示部で、規範モデルの何れのパ
ラメータに異常が発生したかを認識でき、必要に応じ
て、そのパラメータの同定、修正をマニュアルまたは自
律的に行うことができる。
According to the method of the first aspect, it is determined whether or not the difference between the output value of the controlled physical system and the reference value of the corresponding reference model is within a predetermined allowable range in the self-diagnosis restoration process. If it is determined that the value is out of the allowable range, it is possible to select whether or not to execute parameter identification and repair, so even if an error occurs in the physical system, execute parameter identification and repair as needed Yes, it is possible to respond to abnormalities. According to the method of claim 2, when it is determined that the difference between the output value of the control target physical system and the reference value of the reference model is out of a predetermined allowable range, an error is displayed, so that the physical system has an error. Can be reliably dealt with when an error occurs, and an appropriate response can be taken by selecting an input value. According to the method of claim 3, it is possible to recognize which parameter of the reference model has an abnormality, and to identify or correct the parameter manually or autonomously as needed. According to the device of the fourth aspect, the determination unit of the self-diagnosis restoration device determines whether the difference between the output value of the controlled physical system and the reference value of the corresponding reference model is within a predetermined allowable range. If it is determined that the parameter is out of the allowable range, whether to execute parameter identification and restoration can be selected at the input unit, so even if an abnormality occurs in the physical system, parameter identification and restoration can be performed as necessary. It can execute and respond to abnormalities. According to the apparatus of claim 5, when the determination unit determines that the difference between the output value of the physical system to be controlled and the reference value of the reference model is out of a predetermined allowable range, an abnormality is displayed on the display unit. Therefore, it is possible to reliably cope with the occurrence of an abnormality in the physical system. According to the apparatus of claim 6, the processing unit and the display unit can recognize which parameter of the reference model has an abnormality, and if necessary, identifies or corrects the parameter manually or autonomously. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る物理系の制御方法の制
御フローチャートである。
FIG. 1 is a control flowchart of a physical system control method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係る物理系の制御装置の系
統図である。
FIG. 2 is a system diagram of a physical control device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図1の系統が適用される物理系の概略制御系統
図である。
FIG. 3 is a schematic control system diagram of a physical system to which the system of FIG. 1 is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 入力値コントローラ 11 入力値 12 制御対象物理系 13 出力値 15 出力値検出手段 16 比較手段 17 参照値検出手段 18 規範モデル 19 処理部 20 判定部 21 ロボットインタロック装置 22 表示部 23 入力装置(入力部) 24 モデル化装置 A 制御装置(ロボットコントローラ) B 自己診断修復装置 Reference Signs List 10 input value controller 11 input value 12 controlled physical system 13 output value 15 output value detecting means 16 comparing means 17 reference value detecting means 18 reference model 19 processing unit 20 determining unit 21 robot interlock device 22 display unit 23 input device (input Part) 24 Modeling device A Control device (robot controller) B Self-diagnosis repair device

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力を与えて制御対象物理系を作動させ
るとともにそれと並行して制御装置内の制御対象物理系
の規範モデルに制御対象物理系の作動を同時にシミュレ
ートさせ、制御対象物理系の出力値とそれに対応する規
範モデルの参照値との差を逐次求める工程と、 前記差が予め定めた許容範囲内にあるか否かを判定し、
許容範囲外になったと判定されると、規範モデルのパラ
メータ同定と修正を行うか否かを選定し、パラメータ同
定と修正を行うことが選定された場合には規範モデルの
パラメータ同定・修正工程に進んで規範モデルのパラメ
ータ同定と修正を実行する自己診断修復工程と、からな
る物理系の制御方法。
An input is applied to operate a controlled physical system, and in parallel with the control, a reference model of the controlled physical system in a control device is simultaneously simulated to operate the controlled physical system. A step of sequentially calculating a difference between the output value and the reference value of the reference model corresponding thereto, and determining whether the difference is within a predetermined allowable range,
If it is determined that the value is out of the allowable range, it is selected whether or not to perform parameter identification and correction of the reference model.If it is selected to perform parameter identification and correction, the parameter identification and correction process of the reference model is performed. A self-diagnosis / repair process for advancing parameter identification and correction of the reference model.
【請求項2】 自己診断修復工程が、前記差が許容範囲
外になったと判定されると異常発生を表示する表示工程
を有する請求項1記載の物理系の制御方法。
2. The physical system control method according to claim 1, wherein the self-diagnosis restoration step has a display step of displaying an occurrence of an abnormality when it is determined that the difference is out of an allowable range.
【請求項3】 前記規範モデルのパラメータ同定・修正
工程が、 規範モデルのそれぞれの修正パラメータを求める工程
と、 それぞれの修正パラメータと修正前パラメータの差を演
算し該差がそれぞれのパラメータに対して予め定めた許
容範囲内にあるか否かを判定する工程と、 前記差が許容範囲外になったと判定されると許容範囲外
になった旨を表示する工程と、 差が許容範囲外になったパラメータの同定と修正を行う
か否かを選定するとともに、同定と修正を行う場合はパ
ラメータの同定と修正を自律的またはマニュアルで行う
工程と、を含んでいる請求項1記載の物理系の制御方
法。
3. The parameter identification / correction step of the reference model includes: a step of obtaining each correction parameter of the reference model; and calculating a difference between each correction parameter and a parameter before correction, and the difference is calculated for each parameter. A step of determining whether or not the difference is within a predetermined allowable range; and a step of displaying that the difference is outside the allowable range when it is determined that the difference is outside the allowable range. A step of selecting whether or not to perform identification and correction of the parameter, and, if the identification and correction is performed, the step of autonomously or manually performing the identification and correction of the parameter. Control method.
【請求項4】 制御対象物理系の規範モデルと、制御対
象物理系と前記規範モデルとに作動入力を与える入力値
コントローラと、前記制御対象物理系の出力値を検出す
る出力値検出手段と、前記規範モデルの応答参照値を検
出する参照値検出手段と、制御対象物理系の検出出力値
と規範モデルの検出参照値とを比較して差を演算する比
較手段と、を備えた制御装置と、 前記差が予め定めた許容範囲内にあるか否かを判定する
判定手段と、前記差が前記許容範囲外になった判定され
た場合に規範モデルのパラメータの同定と修復をするか
否かを選定する入力部と、パラメータ同定と修復をする
場合はそのパラメータ同定と修復を実行する処理部と、
を備えた自己診断修復装置と、からなる物理系の制御装
置。
4. A reference model of a controlled physical system, an input value controller for providing an operation input to the controlled physical system and the reference model, and an output value detecting means for detecting an output value of the controlled physical system; A control device comprising: a reference value detection unit that detects a response reference value of the reference model; and a comparison unit that calculates a difference by comparing a detection output value of a control target physical system with a detection reference value of the reference model. Determining means for determining whether the difference is within a predetermined allowable range; and determining whether to identify and repair the parameters of the reference model when the difference is determined to be outside the allowable range. An input unit for selecting a parameter, a processing unit for executing parameter identification and restoration when performing parameter identification and restoration,
And a self-diagnosis / recovery device provided with a physical control device.
【請求項5】 前記自己診断修復装置が、前記差が前記
許容範囲外になった判定された場合に異常発生を表示す
る表示部を有している請求項4記載の物理系の制御装
置。
5. The physical-system control device according to claim 4, wherein the self-diagnosis / recovery device has a display unit for displaying an occurrence of an abnormality when it is determined that the difference is outside the allowable range.
【請求項6】 前記自己診断修復装置のパラメータ同定
と修復を実行する処理部が、規範モデルのそれぞれの修
正パラメータを求める手段と、該修正パラメータと修正
前のパラメータとの差を演算し該差がそれぞれのパラメ
ータに対して予め定めた許容範囲内にあるか否かを判定
する手段と、許容範囲外と判定されたパラメータの修正
を行うことを選定した場合にその修正を自律的またはマ
ニュアルで行う手段と、を含んでいる請求項4記載の物
理系の制御装置。
6. A processing unit for performing parameter identification and repair of the self-diagnosis repair device, means for obtaining respective correction parameters of a reference model, calculating a difference between the correction parameter and a parameter before correction and calculating the difference. Means for determining whether or not each parameter is within a predetermined allowable range, and when selecting to perform correction of a parameter determined to be out of the allowable range, the correction is performed autonomously or manually. 5. The physical system control device according to claim 4, comprising:
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