JP5956627B1 - 信号によって制御する周辺機器の保守及び点検時期を報知する制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな装置を増やすことなく、自動システムを構成する周辺機器の保守・点検時期を適切に報知できる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、信号の入出力によって周辺機器と連動する自動機械の制御装置において、周辺機器への制御信号若しくは周辺機器の動作信号の出力時間を動作時間とし、該動作時間を累積して累積動作時間を求める動作時間累積部１と、点検を行った際の累積動作時間を点検時累積動作時間として記録する点検時時間記録部２と、累積動作時間と点検時累積動作時間の差分であって前回点検からの累積動作時間である点検以降累積動作時間と予め設定された点検周期とを比較する累積動作時間比較部３と、比較結果から点検以降累積動作時間が点検周期を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットの制御装置に関し、特に、ロボットや工作機械等の自動機械と連動して動作する周辺機器の保守及び点検時期を報知する機能を備えた制御装置に関する。

近年、予期しないダウンタイム低減のため、ロボットの定期的な保守を促す機能が適用されている。ロボットはシステムとして稼働しており、多くの自動システムではロボットや工作機械等の自動機械、及びそれらの周辺機器がロボットのＤＯ（デジタル出力）等によって制御されて連動して動作することで、稼働している。そのため、自動システムが正常に動作するためにはロボットや工作機械だけでなく、それら周辺機器も正しく保守・点検される必要がある。しかし、それぞれの保守・点検周期は必ずしも一致するものではなく、それぞれの保守・点検時期を把握することはユーザへの負担となる。

産業用ロボットの構成部品について実働時間を累積し累積実働時間が所定値に達すると点検時期を報知する産業用ロボットの点検時期報知装置が知られている（例えば、特許文献１）。通常行われることの想定される一定期間毎に保守・点検を行う方法では、使用条件の異なる部品それぞれに最適のタイミングで点検を行うことはできず、ある部品では寿命限界に達してしまったり、ある部品では必要のない保守・点検を行ってしまったりする可能性がある。特許文献１に記載の装置であれば、それぞれの部品で最適な保守・点検時期を知ることができる。

また、工作機械の構成部品について、点検時に前回点検時からの状態量の変化量から次の点検周期を決めて点検時期を報知する数値制御装置が知られている（例えば、特許文献２）。状態量の変化の小さな期間は点検周期を長く設定し、状態量の変化の大きな期間は点検周期を短く設定することで、それぞれに最適な時期に点検を行うことができる。

これらの機能やその組み合わせとなる機能を、自動システムを構成するロボットや工作機械等に適用することで、自動システムを適切に保守・点検することができる。しかし、自動システムを構成する要素は必ずしもロボットや工作機械のように処理装置や記憶装置を伴う制御装置によって制御されているわけではなく、ロボットや工作機械の制御装置からの信号によって動作する周辺機器も多く存在する。これらの周辺機器で実働時間を累積したり、状態量を計測、記録したりするためには、新たにそれを可能とする装置を必要とするため、簡便に実現することはできない。

特開昭５８−２２３５９４号公報 特開２０１４−１７４６８０号公報

本発明は、新たな装置を増やすことなく、自動システムを構成する周辺機器の保守・点検時期を適切に報知できる制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施例に係る制御装置は、信号の入出力によって周辺機器と連動する自動機械の制御装置において、周辺機器への制御信号若しくは周辺機器の動作信号の出力時間を動作時間とし、該動作時間を累積して累積動作時間を求める動作時間累積部と、点検を行った際の累積動作時間を点検時累積動作時間として記録する点検時時間記録部と、累積動作時間と点検時累積動作時間の差分であって前回点検からの累積動作時間である点検以降累積動作時間と予め設定された点検周期とを比較する累積動作時間比較部と、比較結果から点検以降累積動作時間が点検周期を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一実施例に係る制御装置によれば、動作信号を周辺機器の動作時間として稼働時間を累積し、動作時間の増加に伴って必要な周辺機器の定期保守・点検を怠ることのないよう使用者に報知することができる。

本発明の実施例１に係る制御装置のブロック図である。 本発明の実施例１に係る制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例２に係る制御装置のブロック図である。 本発明の実施例２に係る制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例３に係る制御装置のブロック図である。 本発明の実施例３に係る制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係る制御装置について説明する。

［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係る制御装置について説明する。図１に本発明の実施例１に係る制御装置のブロック図を示す。本発明の実施例１に係る制御装置１０１は、信号の入出力によって周辺機器２０と連動する自動機械の制御装置において、周辺機器２０への制御信号若しくは周辺機器２０の動作信号の出力時間を動作時間とし、該動作時間を累積して累積動作時間を求める動作時間累積部１と、点検を行った際の累積動作時間を点検時累積動作時間として記録する点検時時間記録部２と、累積動作時間と点検時累積動作時間の差分であって前回点検からの累積動作時間である点検以降累積動作時間と予め設定された点検周期とを比較する累積動作時間比較部３と、比較結果から点検以降累積動作時間が点検周期を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部４と、を備えることを特徴とする。

周辺機器制御信号指令部１０はロボットや工作機械のプログラム等に連動して周辺機器２０に対して制御信号を出力する。

動作時間累積部１は、この制御信号を出力している時間を累積することで、これを周辺機器２０の累積動作時間とする。若しくは、周辺機器２０から動作信号が出力される場合、動作信号が出力される時間を累積し、周辺機器２０の累積動作時間としても良い。

使用者は周辺機器２０の保守・点検を行った際に、制御装置の操作や信号の入力等によりこれを制御装置１０１に通知する。

点検時時間記録部２は使用者から点検実施の通知を受けると、動作時間累積部１からその時の累積動作時間を取得し、点検時累積動作時間として記録する。

累積動作時間比較部３は動作時間累積部１から取得した累積動作時間と点検時時間記録部２に記録されている点検時累積動作時間とを比較し、その差である点検以降累積動作時間が予め設定された点検周期より大きかった場合に、周辺機器が点検時期に達したものとする。点検周期は点検周期記憶部１１に予め記憶しておくことができる。

保守要求出力部４は累積動作時間比較部３による比較の結果、点検以降累積動作時間が点検周期よりも大きかった場合に、文字出力、信号出力、ランプ点灯、アラーム音やその他使用者に伝わる方法でこれを報知し周辺機器の保守を要求する。

図１には点検時期を管理する周辺機器を１台とした例を示したが、このような例には限られず、管理する周辺機器は１台であっても、複数台あっても良い。

電気部品の多くはコンデンサ寿命の観点から通電時間により、またリレー部品等は通電回数により消耗することが知られている。そこで、制御装置のＤＯ等の信号で制御される周辺機器の稼働状況を信号のオン時間やオン回数によって把握することで、処理装置や記憶装置を持たない周辺機器であっても、保守時期を監視し、報知することができる。また、通電を周辺機器で管理しているものについては、ＤＩ（デジタル入力）を周辺機器から受け取ることで、ＤＩオン時間やオン回数を代わりに用いることもできる。また、周辺機器への指令回数をレジスタ等により計測し、その値をもって保守時期を監視することもできる。稼働状況を把握し、適切な時期に保守・点検を促すことで周辺機器の不具合による自動システムの停止リスクを抑えることができる。

次に、本発明の実施例１に係る制御装置の動作手順について、図２に示したフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１０１において、周辺機器２０の点検が行われたか否かを判断する。使用者によって周辺機器の保守・点検が行われると、制御装置１０１は周辺機器２０が点検されたことを通知され、ステップＳ１０２において、その時点での累積動作時間を点検時累積動作時間として記録する。使用者による点検の通知は制御装置の操作であっても、制御装置への信号の入力であっても良い。一方、使用者によって周辺機器の保守・点検が一度も通知されていない場合は、点検時累積動作時間はゼロとみなす。

次に、ステップＳ１０３において、制御装置から周辺機器を動作させるための制御指令が出力されているか否かを判断する。制御信号が出力されている場合は、ステップＳ１０４において、累積動作時間に制御信号の出力時間を加算する。制御信号は例えばＤＯ等の信号が想定される。周辺機器が動作信号を出力可能な場合は、これをＤＩ等として制御装置に入力することで、その入力時間を動作時間として加算しても良い。累積動作時間の加算は制御指令や動作信号の監視周期毎に信号がオンの場合に周期分を加算するという形で行っても良いし、信号の立ち上がりと立ち下りを検知してオン時間を計算して行っても良い。一方、制御信号が出力されていない場合は、累積動作時間を加算しない。

次に、ステップＳ１０５において、累積動作時間と点検時累積動作時間との差である点検以降累積動作時間が、予め設定された点検周期よりも大きくなっているか否かを判断する。点検以降累積動作時間が予め設定された点検周期よりも大きくなっている場合は、ステップＳ１０６において、周辺機器の保守・点検時期が到来したとして、保守要求を出力する。保守要求の出力は文字出力、信号出力、ランプ点灯、アラーム音やその他使用者に伝わる方法が想定される。一方、点検以降累積動作時間が予め設定された点検周期以下である場合は、保守要求を出力することなく処理を終了する。

以上説明したように、本発明の実施例１に係る制御装置によれば、動作信号を周辺機器の動作時間として稼働時間を累積し、動作時間の増加に伴って必要な周辺機器の定期保守・点検を怠ることのないよう使用者に報知することができる。

［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係る制御装置について説明する。図３に本発明の実施例２に係る制御装置のブロック図を示す。本発明の実施例２に係る制御装置１０２は、信号の入出力によって周辺機器２０と連動する自動機械の制御装置において、周辺機器２０への制御信号若しくは周辺機器２０の動作信号の出力回数を動作回数とし、該動作回数を累積して累積動作回数を求める動作回数累積部５と、点検を行った際の累積動作回数を点検時累積動作回数として記録する点検時回数記録部６と、累積動作回数と点検時累積動作回数の差分であって前回点検からの累積動作回数である点検以降累積動作回数と予め設定された要点検累積動作回数とを比較する累積動作回数比較部７と、比較結果から点検以降累積動作回数が要点検累積動作回数を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部４と、を備えることを特徴とする。

周辺機器制御信号指令部１０はロボットや工作機械のプログラム等に連動して周辺機器２０に対して制御信号を出力する。

動作回数累積部５はこの制御信号の出力回数を累積することで、これを周辺機器２０の累積動作回数とする。若しくは、周辺機器から動作信号が出力される場合、これの出力される回数を累積し、周辺機器２０の累積動作回数としても良い。

使用者は周辺機器２０の保守・点検を行った際に、制御装置の操作や信号の入力等によりこれを制御装置１０２に通知する。

点検時回数記録部６は使用者から点検実施の通知を受けると、動作回数累積部５からその時の累積動作回数を取得し、点検時累積動作回数として記録する。

累積動作回数比較部７は動作回数累積部５から取得した累積動作回数と点検時回数記録部６に記録されている点検時累積動作回数とを比較し、その差である前回点検からの累積動作回数である点検以降累積動作回数が予め設定された要点検動作回数より大きかった場合に、周辺機器が点検時期に達したものとする。要点検動作回数は、要点検動作回数記憶部１２に記憶しておくことができる。

保守要求出力部４は累積動作回数比較部７による比較の結果、点検以降累積動作回数が要点検動作回数より大きかった場合に、文字出力、信号出力、ランプ点灯、アラーム音やその他使用者に伝わる方法でこれを報知し周辺機器の保守を要求する。

図３には点検時期を管理する周辺機器を１台とした例を示したが、このような例には限られず、管理する周辺機器は１台であっても、複数台あっても良い。

次に、本発明の実施例２に係る制御装置の動作手順について、図４に示したフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ２０１において、周辺機器２０の点検が行われたか否かを判断する。使用者によって周辺機器の保守・点検が行われると、制御装置１０２は周辺機器２０が点検されたことを通知され、ステップＳ２０２において、その時点での累積動作回数を点検時累積動作回数として記録する。使用者による点検の通知は制御装置の操作であっても、制御装置への信号の入力であっても良い。一方、使用者によって周辺機器の保守・点検が一度も通知されていない場合は、点検時累積動作回数はゼロとみなす。

次に、ステップＳ２０３において、制御装置から周辺機器を動作させるための制御指令が出力されているか否かを判断する。制御信号が出力された場合は、ステップＳ２０４において、累積動作回数を加算する。制御信号は例えばＤＯ等の信号が想定される。周辺機器が動作信号を出力可能な場合は、これをＤＩ等として制御装置に入力することで、その入力回数を動作回数として加算しても良い。累積動作回数の加算は制御指令や動作信号の立ち上がりを検知して加算するという方法が想定される。一方、制御信号が出力されていない場合は、累積動作回数を加算しない。

次に、ステップＳ２０５において、累積動作回数と前回点検時回数との差である点検以降累積動作回数が予め設定された要点検動作回数よりも大きくなっているか否かを判断する。点検以降累積動作回数が予め設定された要点検動作回数よりも大きくなった場合には、ステップＳ２０６において、周辺機器の保守・点検時期が到来したとして、保守要求を出力する。保守要求の出力は文字出力、信号出力、ランプ点灯、アラーム音やその他使用者に伝わる方法が想定される。一方、点検以降累積動作時間が予め設定された点検周期以下である場合は、保守要求を出力することなく処理を終了する。

以上説明したように、本発明の実施例２に係る制御装置によれば、動作信号の出力回数を周辺機器の動作回数として累積し、動作回数の増加に伴って必要な周辺機器の定期保守・点検を怠ることのないよう使用者に報知することができる。

［実施例３］
次に、本発明の実施例３に係る制御装置について説明する。図５に本発明の実施例３に係る制御装置のブロック図を示す。本発明の実施例３に係る制御装置１０３は、周辺機器２０と連動し、周辺機器２０の動作に伴って変化する状態量を記録する自動機械の制御装置において、点検を行った際の状態量を点検時状態量として記録する点検時状態記録部８と、状態量と点検時状態量の差分であって前回点検からの状態量変化量である点検以降状態変化量と予め設定された要点検状態変化量とを比較、若しくは状態量と予め設定された要点検状態量とを比較する状態量比較部９と、比較結果から点検以降状態変化量が要点検状態変化量を超えた、若しくは状態量が要点検状態量を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部４と、を備えることを特徴とする。

状態量取得部１４は、周辺機器２０の状態量を取得し、状態量比較部９及び点検時状態記録部８へ状態量を送信する。状態量は制御装置でカウントや計算される値であっても良いし、周辺機器２０からの出力やその処理結果であっても良い。

使用者は周辺機器２０の保守・点検を行った際に、制御装置の操作や信号の入力等によりこれを制御装置１０３に通知する。

点検時状態記録部８は使用者から点検実施の通知を受けると、状態量取得部１４からその時の状態量を取得し、点検時状態量として記録する。

状態量比較部９は状態量取得部１４から取得した現在の状態量と点検時状態記録部８に記録されている点検時状態量とを比較し、その差である点検以降状態変化量が予め設定された要点検状態変化量より大きかった場合に、周辺機器が点検時期に達したものとする。状態量が累積されていく性質の値でない場合は、状態量比較部９は現在の状態量と予め設定された要点検状態量との比較を行っても良い。要点検状態変化量及び要点検状態量は、要点検状態変化量記憶部１３に記憶しておくことができる。

保守要求出力部４は状態量比較部９の比較で点検以降状態変化量が要点検状態変化量より大きい、若しくは状態量が要点検状態量より大きかった場合に、文字出力、信号出力、ランプ点灯、アラーム音やその他使用者に伝わる方法でこれを報知し周辺機器２０の保守を要求する。

図５には点検時期を管理する周辺機器を１台とした例を示したが、このような例には限られず、管理する周辺機器は１台であっても、複数台あっても良い。

次に、本発明の実施例３に係る制御装置の動作手順について、図６に示したフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ３０１において、周辺機器２０の点検が行われたか否かを判断する。使用者によって周辺機器の保守・点検が行われると、制御装置１０３は周辺機器２０が点検されたことを通知され、ステップＳ３０２において、その時点での状態量を点検時状態として記録する。使用者による点検の通知は制御装置の操作であっても、制御装置への信号の入力であっても良い。状態量とは、例えば周辺機器への動作指令の回数をカウントするレジスタの値であったり、周辺機器からの稼働量の入力であったりといったものが想定される。一方、使用者によって周辺機器の保守・点検が一度も通知されていない場合は、点検時状態は周辺機器の動作前の初期の状態とみなす。

次に、ステップＳ３０３において、現在の状態量と点検時状態との差である点検以降状態変化量が予め設定された要点検状態変化量よりも大きくなっているか否かを判断する。点検以降状態変化量が要点検状態変化量よりも大きくなった場合には、ステップＳ３０４において、周辺機器の保守・点検時期が到来したとして、保守要求を出力する。点検時期の判断は、前回点検時との差分ではなく現在の状態量そのものと予め設定された要点検状態量との比較によって行っても良い。保守要求の出力は文字出力、信号出力、ランプ点灯、アラーム音やその他使用者に伝わる方法が想定される。一方、点検以降状態変化量が要点検状態変化量以下である場合は、保守要求を出力することなく処理を終了する。

以上説明したように、本発明の実施例３に係る制御装置によれば、状態量の変化に伴って必要な周辺機器の定期保守・点検を怠ることのないよう使用者に報知することができる。

１ 動作時間累積部
２ 点検時時間記録部
３ 累積動作時間比較部
４ 保守要求出力部
５ 動作回数累積部
６ 点検時回数記録部
７ 累積動作回数比較部
１０ 周辺機器制御信号指令部
１１ 点検周期記憶部
１２ 要点検動作回数記憶部
１３ 要点検状態変化量記憶部
１４ 状態量取得部
２０ 周辺機器
１０１、１０２、１０３ 制御装置

Claims (3)

1. 信号の入出力によって周辺機器と連動する自動機械の制御装置において、
   周辺機器への制御信号若しくは周辺機器の動作信号の出力時間を動作時間とし、該動作時間を累積して累積動作時間を求める動作時間累積部と、
   点検を行った際の前記累積動作時間を点検時累積動作時間として記録する点検時時間記録部と、
   前記累積動作時間と前記点検時累積動作時間の差分であって前回点検からの累積動作時間である点検以降累積動作時間と予め設定された点検周期とを比較する累積動作時間比較部と、
   前記の比較結果から点検以降累積動作時間が点検周期を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 信号の入出力によって周辺機器と連動する自動機械の制御装置において、
   周辺機器への制御信号若しくは周辺機器の動作信号の出力回数を動作回数とし、該動作回数を累積して累積動作回数を求める動作回数累積部と、
   点検を行った際の前記累積動作回数を点検時累積動作回数として記録する点検時回数記録部と、
   前記累積動作回数と前記点検時累積動作回数の差分であって前回点検からの累積動作回数である点検以降累積動作回数と予め設定された要点検累積動作回数とを比較する累積動作回数比較部と、
   前記の比較結果から点検以降累積動作回数が要点検累積動作回数を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
3. 周辺機器と連動し、周辺機器の動作に伴って変化する状態量を記録する自動機械の制御装置において、
   点検を行った際の前記状態量を点検時状態量として記録する点検時状態記録部と、
   前記状態量と前記点検時状態量の差分であって前回点検からの状態量変化量である点検以降状態変化量と予め設定された要点検状態変化量とを比較、若しくは前記状態量と予め設定された要点検状態量とを比較する状態量比較部と、
   前記の比較結果から前記点検以降状態変化量が要点検状態変化量を超えた、若しくは前記状態量が前記要点検状態量を超えた時に保守要求を外部に出力する保守要求出力部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。

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