JP2003211378A

JP2003211378A - 作業情報処理装置

Info

Publication number: JP2003211378A
Application number: JP2002010321A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Handa; 博幸半田; Kenichi Yasuda; 賢一安田
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のロボットコントローラの間で作業情報を
共有することによって、作業情報サーバに熟練技能者の
技能およびノウハウを収集・蓄積・活用できる作業情報
処理装置を提供する。【解決手段】通信網（１１）に接続された複数のロボッ
トコントローラ（２）と、通信網（１１）に接続されて
作業情報を記憶する作業情報サーバ（６）を備えるとと
もに、作業情報サーバ（６）は複数のロボットコントロ
ーラ（２）の間で作業情報を互いに送受信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数のロボットコ
ントローラを通信網に接続して、技能情報、ノウハウ等
を含む作業情報を多数のロボットで共有する装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶接切断などの製造業に欠かせな
い基本的な技能は熟練した技能者によって蓄積・伝承さ
れ、日本の技術立国を支え続けてきた。しかし近年、い
わゆる少子高齢化の進展に伴って、熟練技能者の絶対数
が減少するという問題に直面している。そこで、熟練技
能者の技能あるいはノウハウ等をデータベースに蓄積し
て利用する装置等が数多く提案されている。例えば、本
願出願人の特許第３０９３７９８号公報には、溶接施工
条件のデータベースを備えることによって、施工対象の
ワークの情報を入力するだけで、最適な溶接施工条件を
決定できる自動溶接条件決定装置が開示されている。こ
の自動溶接条件決定装置は、溶接に関する技能やノウハ
ウを持たない初心者であっても、熟練者と同等以上の溶
接施工条件を簡単に設定できるものである。また、特開
平１１−９９４９２号公報には、外部からネットワーク
を介して、ロボットの制御プログラムをロボットコント
ローラへ移入することによって、制御プログラムやロボ
ットの作業用途を容易に変更できるようにした産業用ロ
ボットが開示されている。また、特開２０００−３９９
１０号公報には、ロボット情報及びセンサ情報をネット
ワーク（インターネット／イントラネット）に発信する
ことで遠隔地からの教示や解析、システムチューニング
に必要な情報を収集し、システムの故障などに迅速に対
応することができる方法および装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
３０９３７９８号の自動溶接条件決定装置は、個々のロ
ボットにそれぞれに取り付けられるものであり、多数の
ロボットの間で溶接施工条件等のデータを共有するもの
ではないので、多数の熟練技能者の技能やノウハウを収
集・蓄積するためには十分なものではなかった。また、
特開平１１−９９４９２号公報、特開２０００−３９９
１０公報に記載の発明は、ネットワーク等を介して、外
部からロボットへ、あるいはロボットから外部へデータ
等を移送するものであるが、熟練技能者の技能やノウハ
ウを蓄積・活用できるものではなかった。そこで、本発
明は複数のロボットコントローラの間で作業情報を共有
することによって、作業情報サーバに熟練技能者の技能
およびノウハウを収集・蓄積・活用できる作業情報処理
装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、通信網に接続された複
数のロボットコントローラと、前記通信網に接続されて
作業情報を記憶する作業情報サーバを備えるとともに、
前記作業情報サーバは前記複数のロボットコントローラ
との間で前記作業情報を互いに送受信するものである。
また請求項２の発明は、前記作業情報サーバを、特定の
作業または用途に関する作業情報を記憶する用途別作業
情報サーバとするものである。また請求項３の発明は、
前記作業情報サーバを作業に使用する周辺機材の情報を
記憶する周辺機材サーバとするものである。また請求項
４の発明は、複数の前記作業情報サーバを前記通信網に
接続するものである。また請求項５の発明は、前記作業
情報サーバが前記作業情報の評価演算を行い、その結果
が適切な値であれば、前記作業情報をそのまま記憶し、
前記結果が不適切であれば、前記作業情報を発信したロ
ボットコントローラに前記作業情報が不適当である旨を
通報するものである。また請求項６の発明は、前記作業
情報を溶接作業条件と作業対象のワークに関する情報と
作業ツール固有の情報とするものである。また請求項７
の発明は、前記作業情報を切断作業条件と作業対象のワ
ークに関する情報と作業ツール固有の情報とするもので
ある。また請求項８の発明は、前記作業情報によって作
業を実施した結果が「良」であった件数と「不良」であ
った件数をカウントして記録するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図に基づいて、本発明の実
施例を説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す作
業情報処理装置の概念図である。図において、１はロボ
ット機構部つまりマニピュレータであり、２はロボット
機構部１が保持する図示しないツール先端の軌跡や姿勢
などを制御するとともに、ツールの動作も制御するロボ
ットコントローラである。これらの制御データ（作業情
報）は、ロボットコントローラ２内の作業情報記憶部３
に記憶されており、作業の経過とともに作業情報が順次
作業情報記憶部３から図示しない制御演算部に呼び込ま
れ動作を決定していくものである。また、ロボットコン
トローラ２は、外部と情報を送受信するための情報通信
部４を有しており、外部の通信網（インターネット、イ
ントラネット）と接続が可能となっている。図では各ロ
ボットユーザ（Ａ社、Ｂ社、Ｃ社、Ｄ社）の社内ＬＡＮ
（Local Area Network）５に複数のロボットコントロー
ラ２を接続した例を示している。６はロボットメーカ側
に設置された作業情報サーバであり、作業情報サーバ６
は外部の通信網と接続可能とするために情報統合通信部
７と、作業情報の検索や登録・編集などを制御する情報
制御部８、作業対象毎に作業情報を記憶する作業情報統
合記憶部９から構成されている。作業情報サーバ６は、
情報統合通信部７を介して作業情報を提供・管理するロ
ボットメーカ側の社内ＬＡＮ１０および広域通信網（例
えばインターネット）１１へ接続している。また、各ロ
ボットユーザ側社内ＬＡＮ５も広域通信網１１へ接続し
ている。このように各ロボットユーザが保有するロボッ
トコントローラ２は広域通信網１１に接続されているの
で、ロボットメーカや他のロボットユーザが作業情報統
合記憶部９へ登録した最新の作業情報を入手可能である
とともに、ロボットユーザが作成した最適な作業情報を
ロボットメーカ側の作業情報サーバ６へ登録・保管する
ことが可能である。

【０００６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図２は本発明の第２の実施例を示す作業情報処理
装置の概念図である。なお、前述の第１の実施例と共通
する構成要素については同一の符号を付しているので、
説明を省略する。この第2の実施例では、ロボットメー
カ側には、複数の作業情報サーバを作業対象別に分散し
て配置している。例えば、作業対象がアーク溶接の場合
の作業情報は作業情報サーバ６１を、作業対象がスポッ
ト溶接の場合の作業情報は作業情報サーバ６２を、作業
対象がレーザ溶接の場合は作業情報サーバ６３の作業情
報を利用する。更に、ワークの材質情報やロボットコン
トローラ２が制御するツール情報など作業周辺機材の情
報は周辺機材サーバ６４の情報を利用することができ
る。ここでツール情報とは、アーク溶接の場合、溶接電
源、溶接トーチ、溶接ワイヤ、シールドガスなどに関す
る情報である。また、作業情報とは、溶接電流、電圧、
ワイヤ送給速度、シールドガス流量などの溶接作業条件
に関する情報である。この周辺機材サーバ６４は、作業
情報サーバ６と同様に情報統合通信部７と情報制御部８
を有しており、周辺機材の情報を記憶する周辺機材記憶
部９１の情報をユーザへ提供することができる。このよ
うに、各ロボットユーザ側社内ＬＡＮ５も広域通信網へ
接続することで、各ロボットユーザが保有するロボット
コントローラ２は、ロボットメーカや他のユーザが作業
情報統合記憶部９へ登録した最新の作業情報を入手可能
であるとともに、ユーザが作成した最適な作業情報をメ
ーカ側の作業情報サーバ６１、６２、６３などへ登録・
保管することが可能である。また、ユーザは周辺機材の
最新の情報を周辺機材サーバ６４から容易に入手するこ
とが可能であるためライン変更などのセットアップ時間
を短縮することが可能である。

【０００７】次に、作業対象をアーク溶接とした場合の
情報制御部８における作業情報の登録の手順を図３およ
び図４を引用してステップを追って説明する。ここで、
図３は本発明の第３の実施例を示す情報制御のフロー図
であり、図４は作業情報の適否の判断を説明する図であ
る。Ｓｔｅｐ１作業情報統合記憶部への登録情報がどの作業対象である
かを判定する。ここでは、作業対象にアーク溶接を選ん
でいるので、用途は「アーク溶接」となる。Ｓｔｅｐ２入熱量ηを下式で表現される基準式によって求める。 η＝ＩＶ／ｖ（Ｉ：溶接電流、Ｖ：溶接電圧、ｖ：溶
接速度）Ｓｔｅｐ３比較用の基準入熱量η0を演算する。この際、基準式は
予め作業情報サーバに記憶されており、図４の４１に示
すような板厚ｔと入熱量ηの関数で表現される。ここで
は、下式のような２次近似式を用いる。 η０＝ａ＋ｂｔ＋ｃｔ² （ａ，ｂ，ｃはそれぞれ既知
の定数）Ｓｔｅｐ４Ｓｔｅｐ２で求めた入熱量がＳｔｅｐ３で求めた基準入
熱量に許容範囲Δηを加減した範囲内（つまり、図4の
関数４１の上下に示した点線の間）の値かどうかを比較
判定する。範囲内にあれば溶接作業に適した作業情報で
あり、範囲外にあれば溶接作業に不適な作業情報である
と判断できる。ここで行う比較は、登録するデータを予
め基準値と照らし合わせて評価するであり、これによ
り、何らかの原因によって不適切なデータが送信されて
きた場合に、不適切なデータをこのＳｔｅｐで排除する
ことが可能となっている。このＳｔｅｐでの比較結果が
範囲内であれば作業情報がＳｔｅｐ５へ進み、範囲外に
あればＳｔｅｐ６へ進む。Ｓｔｅｐ５Ｓｔｅｐ４で判定した作業情報を作業統合記憶部へ登録
する。Ｓｔｅｐ６登録するに不適切なデータである旨を作業情報に付加す
る。Ｓｔｅｐ７作業情報統合記憶部へ作業情報を登録した場合は、作業
情報を送信したユーザ側のロボットコントローラへ登録
完了の情報を送信する。また、登録しなかった場合は、
例えば「入熱過大」などの情報を作業情報を送信したユ
ーザ側のロボットコントローラへ送信する。

【０００８】次に、作業情報サーバの情報制御部におけ
る作業情報および管理方法の例を図５を用いて説明す
る。図５は作業情報の概念図である。ロボットユーザ側
のロボットコントローラがネットワークを介して作業情
報サーバに向けて送信する作業情報は、データＩＤ、ユ
ーザ名、ロボットＩＤ、溶接法、板厚、電流、電圧、速
度などの情報が含まれ、これらの情報が作業情報統合記
憶部に図５に示すようなテーブルの形で登録される。登
録された作業情報を利用するユーザ（最初に作業情報を
登録したユーザであっても、それ以外のユーザであって
も良い、つまりネットワークに接続されたユーザは作業
情報サーバに登録された作業情報に自由にアクセスでき
る）が作業情報サーバから作業情報をネットワーク経由
で入手し、その作業情報を用いて作業を実施する。実施
した結果が良好であるとユーザが判断すると、ユーザは
良好である旨をロボットコントローラに入力し、ロボッ
トコントローラは作業結果が良好である旨の情報を作業
情報サーバへ送信する。良好である旨の作業結果情報を
受信した作業情報サーバは、該当する作業情報の「良」
の数値を１つ増加する。逆に作業結果が不良の場合は
「不良」の数値を１つ増加する。

【０００９】このように、作業情報の使用結果を記録し
てゆくことによって、各作業情報の品質を簡単に把握す
ることができるとともに、例えば、「不良」数値が
「良」の数値の１０倍の値となった場合、その作業情報
の品質が良好でないと判断でき、作業情報統合記憶部か
ら削除することできる。つまり、従来、熟練技能者の技
能やノウハウとして、熟練技能者の内部に留まっていた
作業情報をネットワークを介して収集・蓄積して多数の
ユーザの間で共有することができる。また、作業情報の
使用結果の良否を記録・蓄積しているので、より良い作
業情報（作業結果の品質向上に繋がる作業情報）の発見
や追求が可能になる。以上の実施例はアーク溶接の例を
取り上げたが、本発明を適用する分野はアーク溶接に限
られるものではなく、他の作業、例えば、抵抗溶接、摩
擦攪拌接合、レーザ溶接、切断、ハンドリング、組立
て、シーリングなどにも適用できることは言うまでもな
い。つまり、従来、熟練技能者の技能やノウハウにたよ
って作業条件を決定していた分野に広く適用できるもの
である。

【００１０】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
発明は、複数のロボットコントローラと作業情報サーバ
とを通信網で接続して、作業情報を共有しているので、
作業情報サーバに熟練技能者の技能およびノウハウを収
集・蓄積・活用できる。よって、熟練技能者の技能の伝
承が容易になるとともに、ロボットの教示時における作
業条件の設定が容易になる効果がある。請求項２記載の
発明は、作業情報サーバを作業用途別に設置するので、
多様な作業用途について、大量の作業情報の収集・蓄積
・活用を行うことができる効果がある。請求項3記載の
発明は、周辺機材サーバを設置するので、ユーザは周辺
機材の情報を個別に入力する必要がない。従って、周辺
機材に関する作業情報を設定する際の時間が短縮される
効果がある。請求項４記載の発明は、複数の作業情報サ
ーバをネットワークに接続するので、大量の作業情報の
収集・蓄積・活用を行うことができる効果がある。請求
項５記載の発明は、作業情報サーバへ登録しようとする
作業情報が適切な範囲にあるかどうかを予め判定するた
め、非現実的な作業情報を作業情報サーバへ記憶するこ
とがなく記憶容量の浪費を軽減する効果がある。また、
作業情報が適切でない場合、作業情報を登録しようとす
るユーザ側に適切でないことを通知するので、ユーザ側
では早期に作業情報の改善に取り組むことができるとい
う効果もある。請求項６記載の発明は、溶接条件と、作
業対象のワークに関する情報および、ツール固有の情報
を関連付けて記憶しているので、非常に品質の高い作業
情報を作業情報サーバに蓄積・提供することができる。
請求項７記載の発明は、切断条件と、作業対象のワーク
に関する情報および、ツール固有の情報を関連付けて記
憶しているので、非常に品質の高い作業情報を作業情報
サーバに蓄積・提供することができる。請求項８記載の
発明は、作業情報に従って作業を実施した結果の「良」
「不良」をカウントするので、レベルの低い作業情報を
排除することができる。したがってより高度な（良質
な）作業情報の収集・蓄積・活用を行うことができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す作業情報処理装置
の概念図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す作業情報処理装置
の概念図である。

【図３】本発明の実施例を示す情報制御のフロー図であ
る。

【図４】本発明の実施例を示す作業情報の適否判断の説
明図である。

【図５】本発明の実施例を示す作業情報の概念図であ
る。

【符号の説明】

１ロボット機構部、２ロボットコントローラ、３
作業情報記憶部、４情報通信部、５社内ＬＡＮ、６
作業情報サーバ、７情報統合通信部、８情報制御
部、９作業情報統合記憶部、１０社内ＬＡＮ、１１
広域通信網、４１関数、６１アーク溶接作業情報
サーバ、６２スポット溶接作業情報サーバ、６３レ
ーザ溶接作業情報サーバ、６４周辺機材サーバ、９１
周辺機材記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信網に接続された複数のロボットコント
ローラと、前記通信網に接続されて作業情報を記憶する
作業情報サーバを備えるとともに、前記作業情報サーバ
は前記複数のロボットコントローラとの間で前記作業情
報を互いに送受信することを特徴とする作業情報処理装
置。
【請求項２】前記作業情報サーバは、特定の作業または
用途に関する作業情報を記憶する用途別作業情報サーバ
であることを特徴とする請求項１記載の作業情報処理装
置。
【請求項３】前記作業情報サーバは、作業に使用する周
辺機材の情報を記憶する周辺機材サーバであることを特
徴とする請求項１記載の作業情報処理装置。
【請求項４】複数の前記作業情報サーバを前記通信網に
接続したことを特徴とする請求項１記載の作業情報処理
装置。
【請求項５】前記作業情報サーバは、前記作業情報の評
価演算を行い、その結果が適切な値であれば、前記作業
情報をそのまま記憶し、前記結果が不適切であれば、前
記作業情報を発信したロボットコントローラに前記作業
情報が不適当である旨を通報することを特徴とする請求
項１記載の作業情報処理装置。
【請求項６】前記作業情報は溶接作業条件と作業対象の
ワークに関する情報と作業ツール固有の情報であること
を特徴とする請求項１に記載の作業情報処理装置。
【請求項７】前記作業情報は切断作業条件と作業対象の
ワークに関する情報と作業ツール固有の情報であること
を特徴とする請求項１に記載の作業情報処理装置。
【請求項８】前記作業情報によって作業を実施した結果
が「良」であった件数と「不良」であった件数をカウン
トして記録することを特徴とする請求項１に記載の作業
情報処理装置。