JP6816087B2 - ロボットのアラーム通知システム - Google Patents

Description

本発明は、ロボットに関するアラームを事前に作業者に予告する機能を備えたアラーム通知システムに関する。

プログラムの実行によって動作するロボットを含む従来のロボットシステムにおいて、ロボットの操作ミスやサーボ系の異常が発生した場合に、ＣＲＴ等にアラームを表示するとともに、プログラム上でのアラーム発生位置を示す技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

またプログラムの実行によって動作するＮＣ工作機械においても、工具と工作物との衝突等が発生した場合に、警報を出力してプログラムを中断し、衝突が生じたプログラム行を記録する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。

一方、近年のロボットシステムには、拡張現実（Augmented Reality：ＡＲ）に関する手段（ＡＲ対応ディスプレイ等）や技術を用いて、ロボットの状態表示や作業者の操作補助（ナビゲーション）を行うものがあり、ロボットに異常が生じた場合はその箇所（例えばサーボモータ）を発光表示する技術も周知である（例えば特許文献３参照）。

特開昭６２−１１８４０２号公報 特開２０００−２０７００８号公報 特開２０１６−１０７３７９号公報

ロボットの教示作業では、予めオフラインで作成したプログラム、又は作業者が教示操作盤を操作して作成したプログラム等を実行してロボットを動作させて動作確認を行い、ロボットと周辺物との干渉や通信エラー等の異常が発生してアラームが出力された場合は、該異常が生じたプログラムの箇所（行）を、作業者が教示操作盤への入力操作等によって修正する、という流れが一般的である。しかし、作業者による修正が不十分であったり、修正を失念したりする等の理由により、同じ失敗を繰り返す（過去と同じプログラム行で同じ種類のアラームが発生する）ことがあり、これにより事故や無駄な工数が発生してしまうという問題があった。

本開示の一態様は、ロボットを動作させるためのプログラムを実行した際に発生した過去のアラームに関して、前記プログラムの名称と前記アラームが発生したときの前記プログラムの行番号とを関連付けたデータを含むアラームデータを記憶する記憶部と、前記プログラムを再度実行中に、前記記憶部に記憶されたアラームデータを利用したアラーム予告条件が満たされているか否かを判断する判断部と、前記アラーム予告条件が満たされたときに、前記ロボットの教示を行っている作業者にアラーム情報を通知するアラーム予告部と、を備えたアラーム通知システムである。

本開示によれば、作業者はロボットのプログラム実行中に、同じプログラムを過去に実行したときに発生したアラームに関する情報を事前に知ることができるので、同じアラームを発生させてしまう前に、適切な措置を採ることが可能となり、作業効率を大幅に向上させることができる。また、作業者が拡張現実対応デバイスを使用しながら教示作業等を行う場合は、ロボットを視認しつつアラーム情報を認識することができ、より使い勝手が向上する。

好適な実施形態に係るアラーム通知システム及びロボットシステムの機能ブロック図である。 作業者がロボットの教示を行っている状態を示す図である。 アラーム通知システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。 アラーム予告の表示例を示す図である。 アラーム予告の他の表示例を示す図である。

図１は、好適な実施形態に係るアラーム通知システム１０と、アラーム通知システム１０を適用可能なロボットシステム１２の一構成例を示す機能ブロック図であり、図２は、教示作業者（以降、単に作業者とも称する）１４がロボット１６の教示を行っている状態を示す図である。ロボットシステム１２は、ロボットプログラム（以降、単にプログラムとも称する）を実行することで動作するロボット１６と、作業者１４の操作に基づいて該プログラムを作成する教示操作盤（教示ペンダント）１８と、該プログラムを実行してロボット１６の動作を制御するロボット制御装置２０とを有する。なお図２の例では、ロボット１６は複数軸を有する多関節ロボットであるが、プログラムによって動作するものであればこれに限られない。

アラーム通知システム１０は、教示操作盤１８が作成したプログラムが実行された際に発生した過去のアラームに関して、該プログラム（コード）の名称と該アラームが発生したときの該プログラムの行番号とを関連付けたデータを含むアラームデータを記憶するメモリ又はデータベース等の記憶部２２と、該プログラムを再度実行中に、記憶部２２に記憶されたアラームデータを利用したアラーム予告条件を満たしているか否かを判断する、プロセッサ、ＣＰＵ等の判断部２４と、該アラーム予告条件が満たされたときに、ロボット１６の教示を行っている作業者１４に、アラームに関するアラーム情報（後述）を通知するアラーム予告部２６とを有する。

本実施例では、アラーム予告部２６は、アラーム情報を視覚的、聴覚的又は触覚的に出力するように構成されており、図２の例では、アラーム予告部２６は、拡張現実対応デバイス２８の表示部３０である。拡張現実対応デバイス２８は、例えば作業者１４が装着可能なＡＲグラス等の頭部装着型装置、又は作業者１４が携帯可能なタブレット等の可搬式操作盤であり、図２の例では、拡張現実対応デバイス２８は、表示部３０として透過型ディスプレイを備えた頭部装着型装置である。

拡張現実対応デバイス２８は、コンピュータ等によって生成された情報を、ロボット１６を含む現実の環境（工場、作業現場等）に重ね合わせて表示可能であり、これにより作業者は現実のロボットを視認しつつ、ロボットの状態等に関する種々の情報を得ることができる。このような拡張現実（ＡＲ）に関する機能自体は、特許文献３等に記載されているように周知であるので、詳細な説明は省略する。

アラーム通知システム１０は任意に、アラーム予告部２６によって作業者１４に通知されるアラームの種類を予め作業者１４が選択・指定できるように、作業者１４が入力可能な入力部３２をさらに有してもよい。入力部３２としては例えば、教示操作盤１８のテンキーやタッチパネルが挙げられる。或いは入力部３２は、教示操作盤１８が作成したプログラムに基づいてロボット１６を制御するロボット制御装置２０に、テンキーやタッチパネル等として設けてもよい。また上述の記憶部２２及び判断部２４は、ロボット制御装置２０内に設けることができるが、教示操作盤１８内に設けてもよい。

教示操作盤１８は、作業者１４が教示作業を行う際に使用する表示画面（ディスプレイ）３４を有することができるが、このディスプレイ３４にも、アラーム予告部２６によって作業者１４に通知されるアラーム情報と同じ内容を表示するようにしてもよい。このようにすれば、作業者アラーム予告を見落とす可能性をさらに低減することができる。また教示操作盤１８は、ロボット１６の教示を行うための専用の機器でもよいが、タブレットやスマートホン等の汎用（市販）の電子機器に、教示機能（ソフトウェア等）を搭載したものでもよい。

以下、図３のフローチャートを参照しつつ、アラーム通知システム１０における処理の具体例を説明する。先ずステップＳ１０１において、アラーム予告が有効／無効のいずれに設定されているかを、判断部２４等の処理装置を用いて判断する。例えば、作業者１４が教示作業においてアラーム予告を一切不要と考えて、教示操作盤１８の入力部３２等からアラーム予告を無効に設定した場合は、処理はステップＳ１０２に進み、アラーム予告は行われない。具体的には、アラーム予告に関する表示を非表示とするか、無効に設定する前はアラーム予告が有効であった場合は、アラーム予告に関する表示が消去される。この場合作業者１４は、アラーム予告がされない通常の教示作業を行うことになる。

一方、ステップＳ１０１において、アラーム予告が有効と判断された場合は、ステップＳ１０３において、ロボット１６のプログラムが実行中か否かを、判断部２４等が判断する。実行中でなければアラーム予告を行う必要はないので、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０３においてロボットプログラムが実行中の場合、ステップＳ１０４において、現在実行中のプログラムについて、上述のデータベース等の記憶部２２に、該プログラムを過去に実行した際のアラームの履歴（より具体的には、過去のアラームに関して、プログラムの名称とアラームが発生したときのプログラムの行番号とを関連付けたデータを含むアラームデータ）が格納されているか否かを、判断部２４等が判断する。記憶部２２にアラームデータが格納されていなければ、アラーム予告の対象が存在しないことになるので、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０２と同様の処理（アラーム予告の消去又は非表示）を行う。なおプログラムの名称とは、該プログラム（のコード）を識別できる情報であればよく、テキストに限られず、例えば記号や番号のみから構成されるものでもよい。

ステップＳ１０４において記憶部２２にアラームデータが保存されている場合、ステップＳ１０６において、アラームデータを利用したアラーム予告条件を満たしているか否かを、判断部２４等が判断する。ここでアラーム予告条件とは例えば、現在実行中のプログラム行が、同じプログラムを過去に実行した際にアラームが発生したときの当該プログラムの行番号の遅くとも直前であるとき（好ましくは２〜５行前）であることであり、多くの場合、数秒〜数十秒後に過去にアラームが発生した行が実行されるというような時間的条件（主条件）を意味し、予め作業者等が、実行行がアラーム発生行の３行前になったらアラーム予告を行う、等の設定（具体的には行数の指定）しておくことができる。なおロボットのプログラムが、サブルーチン等の使用によって必ずしも行番号順に実行されないものである場合は、実際に実行される順序に基づいて、実行行がアラーム発生行の何行前であるかを判断することになる。

また任意に、上記時間的条件の他に副条件を設定しておき、これを満たさない場合はアラーム予告をしないようにすることもできる。例えば、予告されるアラームの種類が、作業者が予め指定（例えば教示操作盤等に入力）していたアラームの種類と同一であればアラーム予告を実行するが、異なる場合は、アラーム発生行が近づいてもアラーム予告を実行しないように設定することができる。ここでアラームの種類としては、ロボットと周辺物等との干渉、ロボットの可動部（各軸）が特異点に達する虞があること、ロボット１６、ロボット制御装置２０、教示操作盤１８及び他の機器の少なくとも２つの間での通信異常等が挙げられる。このようにすれば、作業者１４は予め指定した、特に留意すべき種類のアラームに関する予告のみを認識することができ、頻繁にアラーム予告されることで却って集中が削がれる等の不都合を回避することができる。

また他の副条件の例として、過去に発生したアラームの回数が挙げられる。例えば、時間的条件を満たす（過去のアラーム発生行が近づいた）場合でも、当該発生行でのアラーム発生回数が、作業者が予め指定（例えば教示操作盤等に入力）していた閾値（例えば３回）以上であればアラーム予告を実行するが、該閾値未満である場合は、アラーム予告を実行しないように設定することができる。このようにすれば、作業者は何度も同じアラームを発生させてしまうプログラム行に限って予告を認識することができ、より効率的にプログラムの修正作業を行うことができる。なおアラームの種類に関する副条件と発生回数に関する副条件は、双方設定することもできる。

ステップＳ１０６において、副条件も含めたアラーム予告条件を満たしている場合は、ステップＳ１０７において、作業者１４に対して、過去のアラーム発生行が近づいている旨を通知するアラーム予告を行う。

図４は、アラーム予告を、作業者が視覚的に認識できるように表示した例を示す。例えば図２に示したように、作業者１４がＡＲグラス等の拡張現実対応デバイス２８を装着している場合は、その表示部３０の一部（図示例では左下）に、参照符号３６で示すような画像（テキスト）を表示することができる。ここではアラームに関する情報として、アラーム発生行が近づいている旨の表示（「ALARM FORECAST」）、アラームの名称（種類）（ここではサーボモータの異常）、プログラムの名称、及びアラームが発生したプログラム行番号を、アラーム予告として表示することができるが、これらの少なくとも１つを表示してもよい。このようにすれば作業者は、ロボット等を見ながら教示等の作業を行っている間に、過去のアラーム発生行が近づいていることを視覚的に知ることができ、必要であれば一旦ロボットを停止させてアラームが発生しないような措置（プログラム修正等）を採ることができる。

図５は、アラーム予告を、作業者が視覚的に認識できるように表示した他の例を示す。図５の例では、図４に示した予告表示３６の代わりに、参照符号３８で示すような画像（テキスト）を表示することができる。図５の予告表示３８は、単にアラーム発生行が近づいていることのみをアラーム情報として作業者に通知するものであり、図４の例よりも作業者が得られる情報は少ないが、このような表示形態でも作業者は、ロボット等を見ながら教示等の作業を行っている間に、過去のアラーム発生行が近づいていることを視覚的に知ることができる。

上述のような視覚的なアラーム予告に加え、又はこれに代えて、アラーム予告として、聴覚的又は触覚的手段を用いてもよい。例えば、過去のアラーム発生行が近づいたことやアラームの種類、アラーム発生行番号等を、ＡＲグラス又は作業者の近傍に設けたスピーカ等から音声で出力してもよいし、ＡＲグラス又は教示操作盤を振動させることで、過去のアラーム発生行が近づいたことを作業者が認識できるようにしてもよい。また振動を利用する場合でも、振動の強度や振動パターン（連続的又は間欠的等）によって、アラーム情報の内容をある程度具体的に作業者に通知することができる。

再び図３を参照し、ステップＳ１０１で説明したアラーム予告の設定は、作業者が任意のタイミングで変更できるようにすることもできる。そこでステップＳ１０５又はＳ１０７の後に、ステップＳ１０１と同様の処理を行うＳ１０８を追加してもよい。例えば、ステップＳ１０１においてアラーム予告が有効であっても、その後の作業者の入力操作によってアラーム予告が無効に設定されていれば、処理はステップＳ１０８からＳ１０２に進む。

ステップＳ１０８においてアラーム予告が有効と判断された場合、ステップＳ１０９において、実行中のロボットプログラムが、過去のアラーム発生行より先に進んでいるか否かを、判断部２４等が判断する。アラーム発生行が実行済であれば処理はステップＳ１０１に戻るが、実行中又は未実行の場合はステップＳ１０８の前に戻る。

このように本開示では、過去の教示作業においてアラームが発生した際の実行プログラム名及び行番号を、発生したアラームの種類に関連付けて記憶しておき、同じプログラム（但し作業者がアラーム等を考慮して修正したものも同じプログラムとして扱う）を実行中にアラーム発生行に近づいた際、拡張現実対応デバイスにアイコンや過去に発生したアラームのリストを表示させる等のアラーム予告を自動的に行うことができ、その旨を教示作業者に通知することができる。よって当該アラーム予告は、作業者にとって一種のリマインダ機能を有し、同じ失敗を繰り返してしまう前に、作業者は安全かつ、作業に都合のよいタイミングでロボットの動作を停止させる等、適切な措置を採ることができ、教示作業の効率化が図れる。

また、教示作業者はプログラム実行中にロボットを注視することが多いため、教示操作盤にアラーム予告を表示したとしても見落とす可能性があるが、拡張現実対応デバイスを利用したアラーム予告であれば、ロボットを見ながらでもアラーム予告の表示が視認できるので、作業者は確実にアラーム予告を認識することができる。なお本開示に係るアラーム通知システムは、教示以外にも、ロボットの動作確認や干渉有無のチェック等を行う際にも使用可能である。

１０ アラーム通知システム
１２ ロボットシステム
１４ 作業者
１６ ロボット
１８ 教示操作盤
２０ ロボット制御装置
２２ 記憶部
２４ 判断部
２６ アラーム予告部
２８ 拡張現実対応デバイス
３０ 表示部
３２ 入力部
３４ ディスプレイ
３６、３８ 予告表示

Claims (9)

1. ロボットを動作させるためのプログラムを実行した際に発生した過去のアラームに関して、前記プログラムの名称と前記アラームが発生したときの前記プログラムの行番号とを関連付けたデータを含むアラームデータを記憶する記憶部と、
   前記プログラムを再度実行中に、前記記憶部に記憶されたアラームデータを利用したアラーム予告条件が満たされているか否かを判断する判断部と、
   前記アラーム予告条件が満たされたときに、前記ロボットの教示を行っている作業者にアラーム情報を通知するアラーム予告部と、
   を備えたアラーム通知システム。
2. 前記アラーム予告条件は、現在実行中のプログラム行が、同じプログラムを過去に実行した際にアラームが発生したときの前記プログラムの行番号の遅くとも直前に実行される行であることである、請求項１に記載のアラーム通知システム。
3. 前記アラーム予告条件は、前記アラーム予告部によって通知されるアラーム情報に関連するアラームの種類が、作業者が予め指定していたアラームの種類と同一であることである、請求項２に記載のアラーム通知システム。
4. 前記アラーム予告条件は、過去にアラームが発生した発生行でのアラーム発生回数が、作業者が予め指定していた閾値以上であることである、請求項２又は３に記載のアラーム通知システム。
5. 前記アラーム予告部は、拡張現実対応デバイスの表示部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアラーム通知システム。
6. 前記拡張現実対応デバイスは、前記表示部として透過型ディスプレイを備えた頭部装着型装置である、請求項５に記載のアラーム通知システム。
7. 前記アラーム情報は、前記プログラムの名称、該アラームの種類及び該アラームが発生した前記プログラムの行番号の少なくとも１つを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアラーム通知システム。
8. 前記アラーム予告部によって前記作業者に通知されるべきアラームの種類を予め前記作業者が指定できるように、前記作業者が入力可能な入力部をさらに有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアラーム通知システム。
9. 前記アラーム予告部の他に、前記アラーム情報を表示するように構成された表示画面を、作業者が前記ロボットを教示するときに使用する教示操作盤に設けた、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアラーム通知システム。