JPWO2018084307A1 - 内蔵物体の状態確認装置、動作確認装置および内蔵物体の状態確認方法 - Google Patents
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Abstract
Description
情報取得手段11は、監視対象機器2を内蔵した産業機械3の外部に現れる物理的情報を取得する。
図4は、本実施形態による機器状態監視装置1において、本発明の実施形態に係る状態判定手段の一例である機器状態判定手段12の詳細を示すブロック図である。図4に示すように、機器状態判定手段12は、状態推定手段121と故障予知手段122とを有する。
次に、機器状態監視装置1の動作例について説明する。図5は、本実施形態による機器状態監視装置1の動作例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。
次に、機器状態監視装置1の監視結果を産業機械3の制御に用いる第1の変形例について説明する。図6は、本実施形態の第1の変形例による機器状態監視装置1を示すブロック図である。図1の例において、機器状態監視装置1は、産業機械3から独立している。
次に、産業用ロボット30Aに内蔵された減速機30Bの状態を監視する第2の変形例について説明する。図7は、本実施形態の第2の変形例による機器状態監視装置1として、産業用ロボット30Aへの適用例を示す図である。
次に、第2の変形例の機器状態監視装置1の動作例について説明する。図8は、第2の変形例による機器状態監視装置1の動作例を示すフローチャートである。機器状態監視装置1は、産業用ロボット30Aの動作中に継続して図8のフローチャートの処理を行う。なお、このフローチャートは必要に応じて繰り返し実行されるものである。
次に、予め取得されている故障時の物理的情報の経時的変化の情報を故障予知に用いる第3の変形例について説明する。図10は、本実施形態の第3の変形例による機器状態監視装置1の動作例において、故障予知工程を説明するための説明図である。
次に、予め取得された監視対象機器2が所定の状態(故障状態に限らない)であるときの物理的情報との比較によって監視対象機器2の状態を推定する第4の変形例について説明する。図11は、本実施形態の第4の変形例による機器状態監視装置1の動作例において、監視対象機器2の状態の推定工程を説明するための説明図である。
次に、過去の産業機械3の保守履歴や監視対象機器2の状態履歴、故障履歴、保守履歴から故障予知のための計算モデルを生成し、この計算モデルに基づいて故障予知を行う第5の変形例について説明する。図12は、本実施形態の第5の変形例による機器状態監視装置1の動作例において、故障予知工程を説明するための説明図である。
次に、第6の変形例として、産業用ロボット30A以外の産業機械3への機器状態監視装置1の適用例について説明する。図13は、本実施形態の第5の変形例による機器状態監視装置1として、建機用走行モータ30Eへの適用例を示す図である。図14は、本実施形態の第6の変形例による機器状態監視装置1として、自動ドア30Iへの適用例を示す図である。
次に、複数の物理的情報に基づいて監視対象機器2の状態を判定する第6の変形例について説明する。
状態推定手段121は、複数の物理的情報#1〜#nが取得された場合、取得された複数の物理的情報#1〜#nに基づいて監視対象機器2の状態を推定する。更に更に状態推定手段121は、推定された監視対象機器2の状態が所定の状態、例えば異常状態や所定期間内に故障する状態になっているか否かを判定する。
故障予知手段122は、取得された複数の物理的情報#1〜#nのそれぞれを対応する故障予知判定閾値(以下、個別予知判定閾値とも呼ぶ)と比較した結果に基づいて、監視対象機器2の状態が所定期間内に故障する状態であるか否かを判定する。また、故障予知手段122は、取得された複数の物理的情報#1〜#nの組合せを対応する故障予知判定閾値セットと比較した結果に基づいて、監視対象機器2の状態が所定期間内に故障する状態であるか否かを判定する。
次に、第7の変形例による機器状態監視装置1の動作例について説明する。図18は、本実施形態の第7の変形例による機器状態監視装置1の動作例を示すフローチャートである。
次に、監視対象機器2の動作開始時である起動時の状態を基準として監視対象機器2の状態を判定する第8の変形例について説明する。ここで動作開始時とは、例えば夜間は監視対象機器2の動作を停止させ、翌朝に動作を再開させるときのことである。図21は、本実施形態の第8の変形例による機器状態監視装置1の動作例において、監視対象機器2の状態の判定工程を説明するための説明図である。
次に、第9の変形例として、機器状態監視装置1を備えた動作確認装置の例について説明する。図22は、本実施形態の第9の変形例による動作確認装置10を示す図である。
次に、土木・建築構造物30Lに内蔵された監視対象物20の状態を、機器状態監視装置1を用いて監視する第10の変形例について説明する。図23は、本実施形態の第10の変形例による機器状態監視装置1を示すブロック図である。図23の例において、機器状態監視装置1は、土木・建築構造物30Lから独立している。
Claims (27)
- 状態を外部から直接確認できない対象物を内蔵している物体の外部に現れる前記物体の1つ以上の物理的情報を取得する情報取得手段と、
前記取得された1つ以上の物理的情報に基づいて前記対象物の状態を判定する状態判定手段と、を備える内蔵物体の状態確認装置。 - 前記情報取得手段は、複数の物理的情報を取得し、
前記状態判定手段は、前記取得された複数の物理的情報に基づいて前記対象物の状態を判定する請求項1に記載の内蔵物体の状態確認装置。 - 前記状態判定手段は、前記対象物の状態が異常状態であるか否かを判定する異常判定手段を有する請求項1または2に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記異常判定手段は、前記対象物の状態が、前記取得された複数の物理的情報と、当該複数の物理的情報のそれぞれに対応する異常判定閾値とを比較した結果と、前記取得された複数の物理的情報の組合せと、当該複数の物理的情報の組合せに対応する異常判定閾値の組合せとを比較した結果と、の少なくともいずれか一方に基づいて前記対象物の状態が異常状態であるか否かを判定する請求項3に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記状態判定手段は、前記対象物の状態が所定期間内に故障する状態であるか否かを判定する故障予知手段を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記故障予知手段は、前記対象物の状態が、前記取得された複数の物理的情報のと当該複数の物理的情報のそれぞれに対応する故障予知判定閾値とを比較した結果、または前記取得された複数の物理的情報の組合せと当該複数の物理的情報の組合せに対応する故障予知判定閾値の組合せとを比較した結果、の少なくともいずれか一方に基づいて前記所定期間内に故障する状態であるか否かを判定する請求項5に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記状態判定手段は、前記取得した物理的情報に基づいて内蔵物体の状態を判定した結果である履歴情報から生成された状態判定モデルに基づいて前記所定期間内に故障する状態であるか否かを判定する故障予知手段を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記状態判定モデルは、前記内蔵物体が故障に至ったときの前記履歴情報から生成された故障状態モデルと、前記内蔵物体が故障に至らなかったときの前記履歴情報から正常状態モデルの二つからなり、前記故障予知手段は、前記対象物の状態が正常状態モデルよりも故障状態モデルに類似しているときに前記所定期間内に故障する状態であると判定する請求項7に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記物体の外部に現れる前記物理的情報は、前記物体の表面の前記物理的情報を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の機器状態確認装置。
- 前記物体の表面の前記物理的情報は、前記物体の表面の温度、位置、ひずみ、変位、振動、色相、明度、彩度、水分量、油分量および音波や超音波や赤外光その他光の反射率の少なくとも一つを含む請求項9に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記物体の外部に現れる前記物理的情報は、前記物体の外部で検出される音響、におい、超音波、電磁波、放射線および排出物の少なくとも一つを含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記情報取得手段は、前記物体の表面の少なくとも一部の撮像画像に基づいて前記物理的情報を取得する請求項9または10に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記物体の表面に、温度に応じて色が変化するサーモクロミック部材が設けられ、
前記情報取得手段は、前記サーモクロミック部材の撮像画像に基づいて、前記物体の表面の温度を取得する請求項12に記載の内蔵物体の状態確認装置。 - 前記情報取得手段は、前記物体の表面の少なくとも一部を拡大して撮像する拡大撮像機能を有する請求項12または13に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記情報取得手段を駆動して撮像範囲を変更する駆動手段を更に備える請求項13〜14のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記情報取得手段は、前記物体の表面上のそれぞれ異なる箇所を撮像する複数のカメラを有する請求項13〜15のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記複数のカメラは、前記物体を取り囲むように配置されている請求項16に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記情報取得手段は、カメラを搭載した無人機と、前記カメラで前記物体の表面を撮像する無人機制御手段とを有する請求項13〜15のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記情報取得手段は、広角または全方位を撮像可能な光学系を有する請求項13〜18のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記情報取得手段は、前記撮像画像に基づいて前記物体の表面の少なくとも一部の三次元形状を取得し、前記取得された三次元形状に基づいて前記物理的情報を取得する請求項13〜19のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記情報取得手段は、前記物体の表面から離隔して配置され、少なくとも前記物体の上方に配置されている請求項13〜20のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記状態判定手段は、前記物体の施工又は設置時の状態を基準として、前記対象物が異常状態または所定期間内に故障する状態になっているか否かを判定する請求項1〜21のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記物体は動作を伴うものであり、前記状態判定手段は、前記物体の動作開始時の状態を基準として、前記対象物が異常状態または所定期間内に故障する状態になっているか否かを判定する請求項1〜22のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記状態判定手段は、前記対象物が異常状態または所定期間内に故障する状態にあるときの物理的情報として予め取得された第1の物理的情報と、前記情報取得手段で随時取得される第2の物理的情報とが一致する場合に、前記対象物が異常状態または所定期間内に故障する状態になっていると判定する請求項1〜23のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。
- 前記物体は、少なくとも一つの回動軸を有する産業用ロボットであり、
前記対象物は、前記回動軸に内蔵された減速機であり、
前記情報取得手段は、前記回動軸の表面の物理的情報を取得する請求項1〜24のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置。 - コンピュータ上の仮想空間内で状態を外部から直接確認できない対象物を内蔵した物体の動作を確認する動作確認装置であって、
請求項1〜25のいずれか1項に記載の内蔵物体の状態確認装置で取得された前記対象物の状態を前記物体の状態に関する情報として入力する、物体の動作確認装置。 - 状態を外部から直接確認できない対象物を内蔵した物体の外部に現れる前記物体の少なくとも1つの物理的情報を取得し、
前記取得された物理的情報に基づいて前記対象物が異常状態または所定期間内に故障する状態になっているか否かを判定する、物体の状態確認方法。
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