JPWO2022024946A5

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Publication number: JPWO2022024946A5
Application number: JP2022540261A
Authority: JP
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2041-07-21

Description

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の状態監視装置が提供される。即ち、この状態監視装置は、予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する。前記状態監視装置は、時系列データ取得部と、記憶部と、非類似度算出部と、ロボット状態評価部と、を備える。前記時系列データ取得部は、ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する。前記記憶部は、前記時系列データ取得部により取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する。前記非類似度算出部は、少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める。前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により算出された前記非類似度を、ロボットの状態評価のための評価量として用いる。前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成する。前記ロボット状態評価部は、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算する。

本発明の第２の観点によれば、以下の構成の状態監視方法が提供される。即ち、この状態監視方法では、予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する。この状態監視方法は、時系列データ取得工程と、記憶工程と、非類似度算出工程と、ロボット状態評価工程と、を有する。前記時系列データ取得工程では、ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する。前記記憶工程では、前記時系列データ取得工程で取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する。前記非類似度算出工程では、少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める。前記ロボット状態評価工程では、前記非類似度算出工程で算出された前記非類似度を評価量として用いて、ロボットの状態を評価する。前記ロボット状態評価工程では、前記非類似度算出工程で求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成する。前記ロボット状態評価工程では、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算する。

本発明の第３の観点によれば、以下の構成の状態監視プログラムが提供される。即ち、この状態監視プログラムは、予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する。前記状態監視プログラムは、時系列データ取得ステップと、記憶ステップと、非類似度算出ステップと、ロボット状態評価ステップと、をコンピュータに実行させる。前記時系列データ取得ステップでは、ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する。前記記憶ステップでは、前記時系列データ取得ステップで取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する。前記非類似度算出ステップでは、少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める。前記ロボット状態評価ステップでは、前記非類似度算出ステップで算出された前記非類似度を評価量として用いて、ロボットの状態を評価する。前記ロボット状態評価ステップでは、前記非類似度算出ステップで求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成する。前記ロボット状態評価ステップでは、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算する。

Claims

予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する状態監視装置であって、
ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する時系列データ取得部と、
前記時系列データ取得部により取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する記憶部と、
少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める非類似度算出部と、
前記非類似度算出部により算出された前記非類似度を、ロボットの状態評価のための評価量として用いるロボット状態評価部と、
を備え、
前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成し、
前記ロボット状態評価部は、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算することを特徴とする状態監視装置。
請求項１に記載の状態監視装置であって、
前記非類似度算出部は、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記比較用データの間の前記非類似度である第１非類似度と、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記比較用データの間の前記非類似度である第２非類似度と、
を求め、
前記第１非類似度と第２非類似度との差を第２評価量として出力することを特徴とする状態監視装置。
請求項１に記載の状態監視装置であって、
前記非類似度算出部は、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記比較用データの間の前記非類似度である第３非類似度と、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記比較用データの間の前記非類似度である第２非類似度と、
を求め、
前記第３非類似度と前記第２非類似度との差を第３評価量として出力することを特徴とする状態監視装置。
請求項１に記載の状態監視装置であって、
前記非類似度算出部は、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記比較用データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記比較用データの間の前記非類似度である第４非類似度を求め、
前記第４非類似度を第４評価量として出力することを特徴とする状態監視装置。
請求項１に記載の状態監視装置であって、
前記トレンドラインを表示可能な表示部を備え、
前記表示部は、前記非類似度と異なる評価量が予め設定された条件を満たした場合のアラームを、前記トレンドラインと同時に表示可能であることを特徴とする状態監視装置。
予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する状態監視装置であって、
ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する時系列データ取得部と、
前記時系列データ取得部により取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する記憶部と、
少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める非類似度算出部と、
前記非類似度算出部により算出された前記非類似度を、ロボットの状態評価のための評価量として用いるロボット状態評価部と、
を備え、
前記基準データは、複数回取得された前記時系列データを平均することにより求められることを特徴とする状態監視装置。
請求項６に記載の状態監視装置であって、
前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成し、
前記ロボット状態評価部は、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算し、
前記トレンドラインを表示可能な表示部を備え、
前記表示部は、前記非類似度と異なる評価量が予め設定された条件を満たした場合のアラームを、前記トレンドラインと同時に表示可能であることを特徴とする状態監視装置。
予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する状態監視装置であって、
ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する時系列データ取得部と、
前記時系列データ取得部により取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する記憶部と、
少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める非類似度算出部と、
前記非類似度算出部により算出された前記非類似度を、ロボットの状態評価のための評価量として用いるロボット状態評価部と、
を備え、
前記非類似度算出部は、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記比較用データの間の前記非類似度である第１非類似度と、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記比較用データの間の前記非類似度である第２非類似度と、
を求め、
前記第１非類似度と第２非類似度との差を第２評価量として出力することを特徴とする状態監視装置。
請求項８に記載の状態監視装置であって、
前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成し、
前記ロボット状態評価部は、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算し、
前記トレンドラインを表示可能な表示部を備え、
前記表示部は、前記非類似度と異なる評価量が予め設定された条件を満たした場合のアラームを、前記トレンドラインと同時に表示可能であることを特徴とする状態監視装置。
予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する状態監視装置であって、
ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する時系列データ取得部と、
前記時系列データ取得部により取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する記憶部と、
少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める非類似度算出部と、
前記非類似度算出部により算出された前記非類似度を、ロボットの状態評価のための評価量として用いるロボット状態評価部と、
を備え、
前記非類似度算出部は、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記比較用データの間の前記非類似度である第３非類似度と、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記基準データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記比較用データの間の前記非類似度である第２非類似度と、
を求め、
前記第３非類似度と前記第２非類似度との差を第３評価量として出力することを特徴とする状態監視装置。
請求項１０に記載の状態監視装置であって、
前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成し、
前記ロボット状態評価部は、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算し、
前記トレンドラインを表示可能な表示部を備え、
前記表示部は、前記非類似度と異なる評価量が予め設定された条件を満たした場合のアラームを、前記トレンドラインと同時に表示可能であることを特徴とする状態監視装置。
予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する状態監視装置であって、
ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する時系列データ取得部と、
前記時系列データ取得部により取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する記憶部と、
少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める非類似度算出部と、
前記非類似度算出部により算出された前記非類似度を、ロボットの状態評価のための評価量として用いるロボット状態評価部と、
を備え、
前記非類似度算出部は、
前記時系列データに対してフィルタ処理を行った前記比較用データ、及び、前記時系列データに対してフィルタ処理を行っていない前記比較用データの間の前記非類似度である第４非類似度を求め、
前記第４非類似度を第４評価量として出力することを特徴とする状態監視装置。
請求項１から１２までの何れか一項に記載の状態監視装置であって、
前記非類似度算出部は、
前記基準データから取り出したｍ個のサンプリング値を第１軸に時系列順で配置し、前記比較用データから取り出したｎ個のサンプリング値を第２軸に時系列順で配置し、それぞれのサンプリング値の対応付けをｍ×ｎ個のセルからなるマトリクスで表現し、対応付けられるサンプリング値の間の差異を各セルに関連付ける場合に、
前記第１軸に配置された前記基準データのサンプリング値のうち時系列で最先のタイミングに相当するサンプリング値と、前記第２軸に配置された前記比較用データのサンプリング値のうち時系列で最先のタイミングに相当するサンプリング値と、の対応付けに相当する始点セルから、
前記第１軸に配置された前記基準データのサンプリング値のうち時系列で最後のタイミングに相当するサンプリング値と、前記第２軸に配置された前記比較用データのサンプリング値のうち時系列で最後のタイミングに相当するサンプリング値と、の対応付けに相当する終点セルに至る経路のうち、
通過する前記セルに関連付けられている差異の合計が最小となる経路を求め、
求められた経路が通過するそれぞれの前記セルに関連付けられる差異の合計又は平均値を前記非類似度とすることを特徴とする状態監視装置。
請求項１から１２までの何れか一項に記載の状態監視装置であって、
前記非類似度算出部は、
前記基準データの波形と、前記比較用データの波形と、のうち少なくとも一方を時間軸方向に複数段階で移動させながら、２つの波形の間のユークリッド距離をそれぞれ求め、
前記ユークリッド距離の最小値を前記非類似度とすることを特徴とする状態監視装置。
請求項１から１２までの何れか一項に記載の状態監視装置であって、
前記非類似度算出部は、
それぞれ複数のサンプリング値を取得された前記基準データの波形と、前記比較用データの波形と、の間で、
一方の波形のｉ番目のサンプリング値である第１サンプリング値と、他方の波形のｉ－ｐ番目からｉ＋ｐ番目まで（ただし、ｉ及びｐは１以上の整数）のサンプリング値のうち前記第１サンプリング値に最も近い第２サンプリング値と、の差を、２つの波形で対応するサンプリング値の差であるとみなしてユークリッド距離を求め、
前記ユークリッド距離を前記非類似度とすることを特徴とする状態監視装置。
請求項１から１２までの何れか一項に記載の状態監視装置であって、
前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により求められた前記非類似度を第２時系列とし、前記非類似度の前記第２時系列のうち注目点の直近のＮ個のデータに対する、注目点データのホテリング理論の異常度を求め、前記異常度をあらかじめ定めた閾値と比較して、前記異常度が前記閾値を上回った場合に、異常と判定することを特徴とする状態監視装置。
請求項１から１２までの何れか一項に記載の状態監視装置であって、
前記ロボット状態評価部は、前記非類似度算出部により求められた前記非類似度を第２時系列とし、前記非類似度の前記第２時系列の全部に対する、注目点データのホテリング理論の異常度を求め、前記異常度をあらかじめ定めた閾値と比較して、前記異常度が前記閾値を上回った場合に、異常と判定することを特徴とする状態監視装置。
予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する状態監視方法であって、
ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する時系列データ取得工程と、
前記時系列データ取得工程で取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する記憶工程と、
少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める非類似度算出工程と、
前記非類似度算出工程で算出された前記非類似度を評価量として用いて、ロボットの状態を評価するロボット状態評価工程と、
を有し、
前記ロボット状態評価工程では、前記非類似度算出工程で求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成し、
前記ロボット状態評価工程では、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算することを特徴とする状態監視方法。
予め決められた動作を再生可能な産業用ロボットの状態を監視する状態監視プログラムであって、
ロボットの状態を反映する状態信号の取得開始を示す取得開始信号のタイミングから、前記状態信号の取得終了を示す取得終了信号のタイミングまでの期間を対象として、前記状態信号の時系列データを取得する時系列データ取得ステップと、
前記時系列データ取得ステップで取得された時系列データを、前記時系列データの取得時期を示す時期情報、及び、当該時系列データを取得したときのロボットの再生動作を特定する再生識別情報と関連付けて記憶する記憶ステップと、
少なくとも１回の再生動作で取得された前記時系列データに基づく基準データと、前記基準データに係る時系列データの取得時よりも後に行われた同一の再生動作で取得された前記時系列データに基づく比較用データと、の非類似度を求める非類似度算出ステップと、
前記非類似度算出ステップで算出された前記非類似度を評価量として用いて、ロボットの状態を評価するロボット状態評価ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記ロボット状態評価ステップでは、前記非類似度算出ステップで求められた前記非類似度が時間の経過に伴って変化する傾向を表すトレンドラインのデータを作成し、
前記ロボット状態評価ステップでは、前記トレンドラインに基づいて残余寿命を計算することを特徴とする状態監視プログラム。