TWI684083B - 機器人之遠距監視系統 - Google Patents

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Abstract

本系統係一種用於在遠離使用者側現場(1)之場所監視機器人(2)之狀態的遠距監視系統，該遠距監視系統具備：分析結果資料獲得機構(4)，其在使用者側現場(1)，用於分析機器人(2)之驅動系統之馬達之電流資料而獲得分析結果資料；資料伺服器(5)，其設置於遠離使用者側現場(1)之遠距地，用於記錄由分析結果資料獲得機構(4)獲得之分析結果資料；通訊機構(6)，其用於將分析結果資料發送至資料伺服器(5)；及可攜式終端機(7)，其用於讀出並顯示記錄於資料伺服器(5)之分析結果資料。在遠距監視系統中，可降低自使用者側現場發送至遠距地之資料之量(通訊量)。

Description

機器人之遠距監視系統
本發明係關於一種用於在遠離使用者側現場之場所監視機器人之狀態的遠距監視系統。
產業用機器人等之機器人因其長期之使用而產生構成用於驅動機器人臂及機器人外部軸之機器人驅動系統的機器之劣化(例如，減速機之齒輪之磨耗)，因此，機器人之動作精度降低。進而，若對如此之狀態置之不理，則構成機器人驅動系統之機器會破損，以致機器人發生故障。 在設置於生產線之產業用機器人中，若機器人發生故障則生產線整體停止，生產性降低而對生產計畫帶來障礙。因此，存在有欲在機器人發生故障之前實施預防保全，從而將故障防患於未然此一市場之要求。 為了回應此市場之要求，例如有基於構成機器人之驅動系統之機器(減速機等)之設計壽命、及截至當前日為止之機器人之運轉時間，而推定該機器之剩餘壽命之方法。 然而，由於有在決定機器之設計壽命時所設想之機器人運轉條件與實際之作業中之機器人運轉條件大不相同之情形，故在基於機器之設計壽命、及截至當前日為止之機器人之運轉時間而推定該機器之剩餘壽命之方法中，較高地維持該推定值之精度事屬困難。 另一方面，業界提議有將在實際之作業中之機器人控制裝置之資料自使用者側現場經由通訊線路發送至遠距地，而基於所發送之資料實施故障診斷及維修之技術(專利文獻1、2)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2002-287816號公報 [專利文獻2]日本特開2007-190663號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，由於在專利文獻1、2中記載之先前提議之技術係將自機器人控制裝置獲得之原始之資料經由通訊線路保持原樣發送至遠距地者，故所發送之資料之量(通訊量)變得龐大，而存在通訊速度之降低等之問題。 本發明係鑒於上述之先前之技術之問題點而完成者，其目的在於提供一種可降低自使用者側現場發送至遠距地之資料之量(通訊量)的機器人之遠距監視系統。 [解決問題之技術手段] 為了解決上述課題，本發明之第1態樣之特徵在於，其係用於在遠離使用者側現場之場所監視機器人之狀態之遠距監視系統，該遠距監視系統具備：分析結果資料獲得機構，其在前述使用者側現場，用於分析前述機器人之驅動系統之馬達之電流資料而獲得分析結果資料；資料伺服器，其設置於遠離前述使用者側現場之遠距地，用於記錄由前述分析結果資料獲得機構獲得之前述分析結果資料；通訊機構，其用於將前述分析結果資料發送至前述資料伺服器；及可攜式終端機，其用於讀出並顯示記錄於前述資料伺服器之前述分析結果資料。 本發明之第2態樣係如第1態樣者，其中前述分析結果資料包含前述馬達之平均電流值(I2 )、峰值電流值、及馬達容許負載率之至少一者。 本發明之第3態樣係如第2態樣者，其中前述分析結果資料包含前述平均電流值(I2 )、前述峰值電流值、及前述馬達容許負載率之至少一者之經時變化相關之資訊。 本發明之第4態樣係如第1至第3態樣中任一態樣者，其中前述通訊機構構成為除了將前述分析結果資料以外，並將環境設定資料發送至前述資料伺服器。 本發明之第5態樣係如第1至第4態樣中任一態樣者，其中前述通訊機構包含郵件伺服器。 [發明之效果] 根據本發明，可提供一種可降低自使用者側現場發送至遠距地之資料之量(通訊量)的機器人之遠距監視系統。
以下針對本發明之一個實施形態之機器人之遠距監視系統參照圖式進行說明。 本實施形態之機器人之遠距監視系統係用於在遠離使用者側現場之場所監視機器人之狀態(動作狀態及劣化狀態等)的系統。機器人具備機器人臂、及用於驅動該機器人臂及機器人之外部軸之機器人驅動系統。 又，在本說明書中，在「使用者側現場」，不僅包含機器人實際作動之工廠，還包含為了監視機器人而使用之機器人使用者側之監視中心等。 如圖1所示般，在工廠(使用者側現場)1內設置有複數台機器人2。第一機器人2由第一機器人控制裝置3控制，第二機器人2由第二機器人控制裝置3控制，第N機器人2由第N機器人控制裝置3控制。 在工廠1(使用者側現場)內，設置有自複數個機器人控制裝置3接收機器人驅動系統之資料的現場PC4。機器人驅動系統具有：伺服馬達，其產生驅動力；減速機，其將來自伺服馬達之驅動力傳遞至機器人臂及機器人外部軸；及編碼器，其檢測伺服馬達之位置。 設置於工廠(使用者側現場)1之現場PC4構成用於分析機器人驅動系統之伺服馬達之電流資料而獲得分析結果資料的分析結果資料獲得機構。亦即，在本實施形態之機器人之遠距監視系統中，係在設置有機器人2之工廠(使用者側現場)1中實施機器人驅動系統之伺服馬達之電流資料之分析。 藉由在現場PC4實施之伺服馬達之電流資料之分析，獲得用於減速機之故障預知之平均電流值(I2 )、用於峰值扭矩之診斷之峰值電流值、及用於馬達之負載診斷之馬達容許負載率等相關的分析結果資料。 此處，平均電流值(I2 )、峰值電流值、及馬達容許負載率係基於在相同之動作條件下使機器人動作時所產生之電流之測定值而獲得之資料。例如，平均電流值(I2 )係在相同之動作條件下產生之電流值之平均值，峰值電流值係在相同之動作條件下產生之電流值之峰值。 而且，上述之分析結果資料包含平均電流值(I2 )、峰值電流值、及馬達容許負載率各者之經時變化相關之資訊，基於經時變化資訊，可預測包含減速機等之機器的機器人驅動系統之壽命。 例如在基於平均電流值(I2 )而推定機器人驅動系統之剩餘壽命時，以初始計測值為基準，將臨限值設為107%(設計基準)，而推定平均電流值(I2 )達到臨限值之時間(剩餘壽命)。又，針對峰值電流值，以電流限制值(放大器、減速機、馬達之電流限制)為基準推定剩餘壽命。再者，針對馬達容許負載率(duty)，以馬達連續停轉電流值(馬達製造商規格)為基準而推定剩餘壽命。 又，在本例中，係在實際設置有機器人2之工廠1內，設置分析結果資料獲得機構即現場PC4，但作為變化例，亦可在用於監視機器人2之監視中心(機器人使用者之設施)中設置分析結果資料獲得機構。 本實施形態之機器人之遠距監視系統具備資料伺服器5，其在遠離工廠(使用者側現場)1之遠距地，用於記錄藉由以現場PC4構成之分析結果資料獲得機構而獲得之分析結果資料。 又，該遠距監視系統具備通訊機構6，其用於將分析結果資料自現場PC4發送至設置於遠距地之資料伺服器5。本例之通訊機構6係構成虛擬專用網路(VPN)者，例如可利用網際網路或電話線路等之商用通訊線路、LAN等之專用線路，將分析結果資料發送至資料伺服器5。 在藉由通訊機構6發送至資料伺服器5之資訊中，除了上述之分析結果資料以外，並包含圖2所示之環境設定資料。在環境設定資料中，至少包含有：使用者資訊(使用者名、工廠名、現場PC資訊)、連接設定資訊(機器人種類、使用者生產線名、使用者序號、製造商序號、IP位址)、及臨限值設定檔案(分析結果資料之臨限值)。 分析結果資料之臨限值設定有預設值，但可由使用者予以變更。又，分析結果資料之臨限值係針對構成機器人之複數個軸之各者而設定。本實施形態之遠距監視系統進一步具備可攜式終端機7，其用於讀出並顯示記錄於資料伺服器5之分析結果資料及環境設定資料。可攜式終端機7可由行動電話、智慧型手機、筆記型個人電腦等而構成。 本實施形態之機器人之遠距監視系統構成為：利用位於工廠(使用者側現場)1之現場PC(分析結果資料獲得機構)4進行伺服馬達之電流資料之分析，並利用通訊機構6將由現場PC4獲得之分析結果資料發送至位於遠距地之資料伺服器4。 亦即，不是經由通訊機構6將自機器人控制裝置3獲得之原始資料保持原樣發送至資料伺服器5，而是在發送至資料伺服器5之前，在工廠(使用者側現場)1側進行原始資料之分析。 如上述所述般，在本實施形態之機器人之遠距監視系統中，利用位於工廠(使用者側現場)1之現場PC(分析結果資料獲得機構)4進行伺服馬達之電流資料之分析，且經由通訊機構6將由現場PC4獲得之分析結果資料發送至位於遠距地之資料伺服器5。 由於分析結果資料與自機器人控制裝置3獲得之原始資料相比，該資料量為相當小，故可大幅度降低經由通訊機構6發送至資料伺服器5之資料之量(通訊量)，藉此，可謀求通訊速度之提高等。 而後，藉由利用可攜式終端機7確認保存於資料伺服器5之分析結果資料，而可在遠離工廠(使用者側現場)1之遠距地適時地把握機器人之狀態(驅動系統之剩餘壽命等)。 又，在本例中，作為用於自工廠(使用者側現場)1將資料發送至資料伺服器5之通訊機構6係利用VPN，但作為變化例可如圖3所示般，將郵件伺服器用作通訊機構6。該情形下，資料伺服器5亦可作為郵件伺服器發揮功能。或者，亦可在資料伺服器5之上游側(工廠側)另外設置郵件伺服器。 如上述所述般，由於將由現場PC(分析結果資料獲得機構)4預先分析而得到之結果即分析結果資料利用通訊機構6進行發送，故利用通訊機構6必須發送之資料之通訊量為極少即可完成，其結果為，能夠實現利用郵件之發送。藉由將通訊機構6用作郵件伺服器，而有可強化針對自外部對使用者側現場之侵入的安全的優點。 又，在圖3中係將通訊機構(郵件伺服器)6設置於工廠1之內部，但通訊機構(郵件伺服器)6之設置場所在工廠1以外亦可，在使用者側現場內之任一場所皆可。 又，作為又一變化例，亦可如圖4所示般，設置利用VPN之通訊機構6及利用郵件伺服器之通訊機構6之二者。在本例中，例如，可以下述方式進行切換，即：在通常時使用郵件伺服器之通訊機構6將分析結果資料發送至資料伺服器，而在有必要進行雙方向之資料通訊時使用VPN之通訊機構6。 進而作為再一變化例，如圖5所示般，可自複數個工廠1之各自之通訊機構6針對資料伺服器5進行通訊。本例之通訊機構6既可為VPN，亦可為郵件伺服器，或者還可設置二者之通訊機構6。又，在本例中在將郵件伺服器用於通訊機構6時，如上述所述般由於安全等級提高，例如即便在複數個工廠1之各自之使用者(所有者)為不同之情形下，仍可確實地確保充分之安全等級。
1‧‧‧工廠(使用者側現場)2‧‧‧機器人3‧‧‧機器人控制裝置4‧‧‧現場PC(分析結果資料獲得機構)5‧‧‧資料伺服器6‧‧‧通訊機構(郵件伺服器)7‧‧‧可攜式終端機
圖1係顯示本發明之一個實施形態之機器人之遠距監視系統之概略構成的圖。 圖2係用於說明圖1所示之遠距監視系統中送信資訊之一者之環境設定資料的圖。 圖3係顯示圖1所示之遠距監視系統之一變化例之概略構成的圖。 圖4係顯示圖1所示之遠距監視系統之又一變化例之概略構成的圖。 圖5係顯示圖1所示之遠距監視系統之再一變化例之概略構成的圖。
1‧‧‧工廠(使用者側現場)
2‧‧‧機器人
3‧‧‧機器人控制裝置
4‧‧‧現場PC(分析結果資料獲得機構)
5‧‧‧資料伺服器
6‧‧‧通訊機構(郵件伺服器)
7‧‧‧可攜式終端機

Claims (4)

  1. 一種遠距監視系統，其係用於在遠離使用者側現場之場所監視機器人之狀態者，且具備：分析結果資料獲得機構，其在前述使用者側現場，用於分析前述機器人之驅動系統之馬達之電流資料而獲得分析結果資料；資料伺服器，其設置於遠離前述使用者側現場之遠距地，用於記錄由前述分析結果資料獲得機構獲得之前述分析結果資料；通訊機構，其用於將前述分析結果資料發送至前述資料伺服器；及可攜式終端機，其用於讀出並顯示記錄於前述資料伺服器之前述分析結果資料；且前述分析結果資料包含前述馬達之平均電流值(I2)、峰值電流值、及馬達容許負載率之至少一者。
  2. 如請求項1之機器人之遠距監視系統，其中前述分析結果資料包含前述平均電流值(I2)、前述峰值電流值、及前述馬達容許負載率之至少一者之經時變化相關之資訊。
  3. 如請求項1或2之機器人之遠距監視系統，其中前述通訊機構係構成為除了將前述分析結果資料以外，並將環境設定資料發送至前述資料伺服器。
  4. 如請求項1或2之機器人之遠距監視系統，其中前述通訊機構包含郵件伺服器。
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