(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-04
(45)【発行日】2023-12-12
(54)【発明の名称】監視装置及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G05B 19/418 20060101AFI20231205BHJP
【ＦＩ】
G05B19/418 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019225802
(22)【出願日】2019-12-13
(65)【公開番号】P2021096524
(43)【公開日】2021-06-24
【審査請求日】2022-10-21
(73)【特許権者】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100160794
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 寛明
(72)【発明者】
【氏名】六人部 圭
(72)【発明者】
【氏名】西 浩次
(72)【発明者】
【氏名】寺田 彰弘
【審査官】堀内 亮吾
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１４８４５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０５２７９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｂ １９／４１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の工程を備える生産ラインにおいて、前記工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する監視装置であって、前記作業に用いられる機器の動作状況を前記作業単位ごとに取得する動作状況取得部と、
予め設定されるしきい値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部と、
判断結果に基づいて、前記作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部と、
動作状況が取得された前記工程の前工程における処理内容を前工程内容として取得する前工程内容取得部と、
取得された動作状況と取得された前工程内容とを紐付ける紐付部と、
を備え、
前記出力部は、不良の発生した工程の動作状況ともに、紐付けられた前工程内容を選択的に表示させる監視装置。
【請求項2】
前記動作状況取得部は、前記作業に用いられる機器の動作状況を加工箇所ごとに取得する請求項１に記載の監視装置。
【請求項3】
複数の工程を備える生産ラインにおいて、前記工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する監視装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、
前記作業に用いられる機器の動作状況を前記作業単位ごとに取得する動作状況取得部、
予め設定されるしきい値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部、
判断結果に基づいて、前記作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部、
動作状況が取得された前記工程の前工程における処理内容を前工程内容として取得する前工程内容取得部、
取得された動作状況と取得された前工程内容とを紐付ける紐付部、
として機能させ、
前記出力部は、不良の発生した工程の動作状況ともに、紐付けられた前工程内容を選択的に表示させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、監視装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、産業用ロボットシステム等の複数の生産装置から構成される生産ラインを監視する監視装置が知られている。監視装置は、製品製造時のデータについて、製品又は生産ロット等の製造工程単位で管理している。このように、製造工程ごとに管理を実施する納期管理支援システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００５－７１１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、生産ラインでは、例えば、製品の組立後に検査工程が実施されることで、製品の良否が判断される。この場合、検査工程において問題が検出されたとしても、製造工程の通過（問題の発生）から検査工程まで時間差がある。そのため、品質に問題のある製品がこの時間差の間に製造されてしまうことがある。また、製造工程単位の管理では、製造工程に含まれるいずれの作業において問題が発生したのかを究明するのに時間が掛かることがある。そこで、生産ラインにおける問題の原因をより速やかに究明することができれば好適である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
（１）本開示は、複数の工程を備える生産ラインにおいて、前記工程を構成する作業について段階に分けて状況を監視する監視装置であって、前記作業に用いられる機器の動作実行時の動作状況を作業単位ごとに取得する動作状況取得部と、予め設定される設定値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部と、判断結果に基づいて、前記作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部と、を備える監視装置に関する。
【0006】
（２）また、本開示は複数の工程を備える生産ラインにおいて、前記工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する監視装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記作業に用いられる機器の動作状況を前記作業単位ごとに取得する動作状況取得部、予め設定される設定値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部、判断結果に基づいて、前記作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部、として機能させるプログラムに関する。
に関する。
に関する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、生産ラインにおける問題の原因をより速やかに究明することが可能な監視装置及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の一実施形態に係る監視装置の監視対象である生産ラインを示す概略図である。
【図2】一実施形態の監視装置と各機器との関係を示す概略図である。
【図3】一実施形態の監視装置の構成を示すブロック図である。
【図4】一実施形態の監視装置の紐付部によって紐付けられた動作状況及び予備情報を示す表である。
【図5】一実施形態の監視装置の出力部による出力を示す画面図である。
【図6】一実施形態の監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図7】他の例の監視装置の監視対象である生産ラインの他の例を示す概略図である。
【図8】他の例の監視装置と各機器との関係の他の例を示す概略図である。
【図9】他の例の監視装置の紐付部によって紐付けられた動作状況及び予備情報を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の一実施形態に係る監視装置１及びプログラムについて、図１から図６を参照して説明する。
まず、本実施形態の監視装置１を説明する前に、監視装置１によって監視される生産ライン１００の工程と作業との関係について、図１を参照して説明する。
まず、本実施形態の監視装置１を説明する前に、監視装置１によって監視される生産ライン１００の工程と作業との関係について、図１を参照して説明する。
【0010】
生産ライン１００は、図１に示すように、複数の工程によって構成される。生産ライン１００は、例えば、プレス工程１０１、組立工程（アーク溶接）１０２、組立工程（その他）１０３、検査工程１０４、及び塗装工程１０５によって構成される。各工程は、複数の作業単位によって構成される。組立工程（アーク溶接）１０２は、例えば、溶接パス１から３の３つの接合箇所を作業単位として構成される（図４参照）。
【0011】
本実施形態に係る監視装置１は、工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する。監視装置１は、工程に含まれる機器の動作状況を直接監視するとともに、工程を細かく分けて監視することで、問題発生時の原因をより早期に究明することを図ったものである。
【0012】
次に、本開示の一実施形態に係る監視装置１及びプログラムについて説明する。
監視装置１は、複数の工程を備える生産ライン１００において、工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する。本実施形態では、複数の工程のうち、組立工程（アーク溶接）１０２を監視する監視装置１が一例として説明される。
監視装置１は、複数の工程を備える生産ライン１００において、工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する。本実施形態では、複数の工程のうち、組立工程（アーク溶接）１０２を監視する監視装置１が一例として説明される。
【0013】
監視装置１は、組立工程（アーク溶接）１０２に用いられる機器に接続される。監視装置１は、例えば、図２に示すように、コントローラ（ロボットコントローラ）１１４に接続される。コントローラ（ロボットコントローラ）１１４は、サーボトーチ（ロボット）１１１、ポジショナ１１２、及び溶接電源１１３を制御する。監視装置１は、ロボットコントローラ１１４から各機器の動作状況について、作業単位で取得する。また、監視装置１は、組立工程（アーク溶接）１０２の前工程であるプレス工程１０１に含まれるプレス機１２１に接続される。監視装置１は、図３に示すように、動作状況取得部１１と、前工程内容取得部１２と、紐付部１３と、動作状況格納部１４と、値設定部１５と、判断部１６と、出力部１７と、を備える。
【0014】
動作状況取得部１１は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。動作状況取得部１１は、作業に用いられる機器の動作状況を作業単位ごとに取得する。作業に用いられる機器は、例えば、図２に示すように、アーク溶接を実施するサーボトーチ（ロボット）１１１、被加工物（図示せず）の位置又は向きを変更するポジショナ１１２、アーク溶接用の電力を供給する溶接電源１１３、及びこれらの機器を制御するコントローラ１１４である。動作状況取得部１１は、例えば、図４に示すように、動作状況として、溶接電源１１３の電流値等と、サーボトーチ（ロボット）１１１の溶接速度等と、を作業単位ごとに取得する。また、動作状況取得部１１は、個別の製品ごと（本実施形態では、製品Ｘ－１）に、動作状況を取得する。
【0015】
前工程内容取得部１２は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。前工程内容取得部１２は、動作状況が取得された工程の前工程における処理内容を前工程内容として取得する。本実施形態において、前工程内容取得部１２は、図２に示すように、前工程（プレス工程１０１）のプレス機１２１による処理内容を取得する。前工程内容取得部１２は、図４に示すように、金型情報及びプレス波形等を処理内容として取得する。
【0016】
紐付部１３は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。紐付部１３は、取得された動作状況と取得された前工程内容とを紐付ける。本実施形態において、紐付部１３は、溶接パス１から３（動作状況）と、金型情報及びプレス波形（前工程内容）とを紐付ける。
【0017】
動作状況格納部１４は、例えば、ハードディスク等の二次記憶媒体である。動作状況格納部１４は、紐付けられた動作状況と前工程内容とを格納する。
【0018】
値設定部１５は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。値設定部１５は、取得された動作状況について、異常と判断する値を設定値として設定する。値設定部１５は、例えば、過去所定回数分の動作状況（計測データ）の平均値との差、最大値及び最小値を用いたしきい値、又は所定時間の間の微分平均当を設定値として設定する。
【0019】
判断部１６は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。判断部１６は、予め設定されている設定値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する。判断部１６は、例えば、溶接不良によって発生する電流値のふれについて、設定値からの所定以上の差を検出することで、動作状況の適否を判断する。
【0020】
出力部１７は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。出力部１７は、判断結果に基づいて、作業の適否を作業単位ごとに出力する。また、出力部１７は、動作状況とともに、紐付けられた前工程内容を出力する。出力部１７は、例えば、図５に示すように、異常（不良）の発生について、携帯端末（図示せず）等に表示させる。出力部１７は、例えば、不良の発生した工程、作業単位、及び製品の番号等を携帯端末等に表示させる。また、出力部１７は、前工程の内容を出力する。
【0021】
次に、本実施形態に係る監視装置１の動作の流れについて、図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、前工程内容取得部１２が、前工程内容を取得する（ステップＳ１）。次いで、動作状況取得部１１が、動作状況を取得する（ステップＳ２）。次いで、紐付部１３が、動作状況及び前工程内容を紐付する（ステップＳ３）。紐付部１３は、紐付けた動作状況及び前工程内容を動作状況格納部１４に格納する。
まず、前工程内容取得部１２が、前工程内容を取得する（ステップＳ１）。次いで、動作状況取得部１１が、動作状況を取得する（ステップＳ２）。次いで、紐付部１３が、動作状況及び前工程内容を紐付する（ステップＳ３）。紐付部１３は、紐付けた動作状況及び前工程内容を動作状況格納部１４に格納する。
【0022】
次いで、判断部１６は、取得した動作状況の適否を判断する（ステップＳ４）。具体的には、判断部１６は、予め設定される設定値と動作状況の値とを比較して、動作状況の適否を判断する。動作状況に異常がある場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５に進む。一方、動作状況に異常がない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理は、ステップＳ６に進む。
【0023】
ステップＳ５において、出力部１７は、異常と判断された動作状況に対応する作業単位の異常を示す信号を出力する。また、出力部１７は、異常と判断された動作状況と、前工程内容とを出力する。これにより、本フローの処理は、終了する。
ステップＳ６において、作業の終了か否かが判断される。作業が終了する場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、本フローの処理は、終了する。一方、作業が継続する場合（次の作業単位がある場合、ステップＳ６：ＮＯ）、処理は、ステップＳ２に進む。
ステップＳ６において、作業の終了か否かが判断される。作業が終了する場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、本フローの処理は、終了する。一方、作業が継続する場合（次の作業単位がある場合、ステップＳ６：ＮＯ）、処理は、ステップＳ２に進む。
【0024】
次に、本開示のプログラムについて説明する。
監視装置１に含まれる各構成は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
監視装置１に含まれる各構成は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
【0025】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、表示プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【0026】
以上、一実施形態に係る監視装置１及びプログラムによれば、以下の効果を奏する。
（１）複数の工程を備える生産ライン１００において、工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する監視装置１であって、作業に用いられる機器の動作状況を作業単位ごとに取得する動作状況取得部１１と、予め設定される設定値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部１６と、判断結果に基づいて、作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部１７と、を備える。
また、複数の工程を備える生産ライン１００において、工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する監視装置１としてコンピュータを機能させるプログラムであって、コンピュータを、作業に用いられる機器の動作状況を作業単位ごとに取得する動作状況取得部１１、予め設定される設定値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部１６、判断結果に基づいて、作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部１７、として機能させる。
これにより、生産ライン１００における組立後の検査工程１０４によって製品の適否を判断するのに対し、製造段階で製品の異常を判断することができる。これにより、異常の発生をより早く検出することができる。また、工程ごとに監視する場合に比べ、作業単位ごとに監視するので、いずれの作業単位で異常が発生したのかをより容易に判断することができる。したがって、生産ライン１００における問題の原因をより速やかに究明することができる。特に、本実施形態の場合、動作状況取得部１１は接合箇所ごとに機器の動作状況を取得するので、接合不良が発生した接合箇所をより速やかに特定できる。
（１）複数の工程を備える生産ライン１００において、工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する監視装置１であって、作業に用いられる機器の動作状況を作業単位ごとに取得する動作状況取得部１１と、予め設定される設定値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部１６と、判断結果に基づいて、作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部１７と、を備える。
また、複数の工程を備える生産ライン１００において、工程を構成する複数の作業単位に分けて状況を監視する監視装置１としてコンピュータを機能させるプログラムであって、コンピュータを、作業に用いられる機器の動作状況を作業単位ごとに取得する動作状況取得部１１、予め設定される設定値に基づいて、取得した動作状況の適否を判断する判断部１６、判断結果に基づいて、作業の適否を作業単位ごとに出力する出力部１７、として機能させる。
これにより、生産ライン１００における組立後の検査工程１０４によって製品の適否を判断するのに対し、製造段階で製品の異常を判断することができる。これにより、異常の発生をより早く検出することができる。また、工程ごとに監視する場合に比べ、作業単位ごとに監視するので、いずれの作業単位で異常が発生したのかをより容易に判断することができる。したがって、生産ライン１００における問題の原因をより速やかに究明することができる。特に、本実施形態の場合、動作状況取得部１１は接合箇所ごとに機器の動作状況を取得するので、接合不良が発生した接合箇所をより速やかに特定できる。
【0027】
（２）監視装置１は、動作状況が取得された工程の前工程における処理内容を前工程内容として取得する前工程内容取得部１２と、取得された動作状況と取得された前工程内容とを紐付ける紐付部１３と、をさらに備え、出力部１７は、動作状況とともに、紐付けられた前工程内容を出力する。これにより、前工程で実施された処理内容を合わせて動作状況を出力することができる。したがって、異常発生の原因を究明する際の支援をすることができる。
【0028】
以上、本開示の監視装置及びプログラムの好ましい各実施形態につき説明したが、本開示は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、組立工程（アーク溶接）１０２を監視する例を説明したが、これに制限されない。監視装置１は、生産ライン２００の複数の工程を監視してもよい。監視装置１は、他の工程を監視する例として、図７に示すように、生産ライン２００に含まれる組立工程（シール剤塗布）２０２を監視してもよい。監視装置１は、図８に示すように、コントローラ（ロボットコントローラ）２１４及びシール剤塗布機器制御装置２１５に接続される。コントローラ２１４は、ポンプ（モータ）２１１、ロボット２１２、シール剤（ヒータ）２１３、及びシール剤塗布機器制御装置２１５を制御する。監視装置１は、コントローラ２１４及びシール剤塗布機器制御装置２１５から各機器（ポンプモータ２１１、ロボット２１２、シール剤（ヒータ）２１３、コントローラ２１４、及びシール剤塗布機器制御装置２１５）の動作状況について、作業単位ごと（加工箇所ごと）に取得する。また、監視装置１は、組立工程（シール剤塗布）２０２の前工程であるプレス工程／成形工程２０１に含まれる射出成形機３０１及びプレス機３０２に接続される。監視装置１は、図９に示すように、塗布パス１から３の３つの接合箇所を作業単位として、それぞれの動作状況を取得する。
例えば、上記実施形態において、組立工程（アーク溶接）１０２を監視する例を説明したが、これに制限されない。監視装置１は、生産ライン２００の複数の工程を監視してもよい。監視装置１は、他の工程を監視する例として、図７に示すように、生産ライン２００に含まれる組立工程（シール剤塗布）２０２を監視してもよい。監視装置１は、図８に示すように、コントローラ（ロボットコントローラ）２１４及びシール剤塗布機器制御装置２１５に接続される。コントローラ２１４は、ポンプ（モータ）２１１、ロボット２１２、シール剤（ヒータ）２１３、及びシール剤塗布機器制御装置２１５を制御する。監視装置１は、コントローラ２１４及びシール剤塗布機器制御装置２１５から各機器（ポンプモータ２１１、ロボット２１２、シール剤（ヒータ）２１３、コントローラ２１４、及びシール剤塗布機器制御装置２１５）の動作状況について、作業単位ごと（加工箇所ごと）に取得する。また、監視装置１は、組立工程（シール剤塗布）２０２の前工程であるプレス工程／成形工程２０１に含まれる射出成形機３０１及びプレス機３０２に接続される。監視装置１は、図９に示すように、塗布パス１から３の３つの接合箇所を作業単位として、それぞれの動作状況を取得する。
【0029】
また、上記実施形態において、前工程内容取得部１２は、前工程の処理内容について、プレス機１２１から直接取得してもよい。また、前工程内容取得部１２は、前工程の処理内容について、前工程の処理内容を格納しているサーバ（図示せず）等から取得してもよい。
【0030】
また、上記実施形態において、接合箇所ごとの例として、溶接パスと塗布パスという線分状の接合箇所ごとの場合を挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、溶接点（打点）、塗布点等の点状の接合箇所ごとであってもよく、これらの組合せであってもよい。
【0031】
また、上記実施形態において、作業の例として、アーク溶接とシール剤塗布を挙げたが、これらに制限されない。当該作業は、例えば、レーザ溶接、抵抗溶接、摩擦攪拌接合、超音波接合、リベット接合、ボルト締結等の機械的接合、及び接着等の接合であってもよく、さらに、タッピングや穴あけ加工、又は機械加工やレーザによる粗加工、本加工、及び後処理等の加工であってもよい。したがって、これら加工を行う場合、動作状況を取得する作業単位は加工箇所ごとであってもよい。この場合、本発明によれば、加工不良の発生した加工箇所がより速やかに特定できる。
【符号の説明】
【0032】
１ 監視装置
１１ 動作状況取得部
１２ 前工程内容取得部
１３ 紐付部
１６ 判断部
１７ 出力部
１００ 生産ライン
１１ 動作状況取得部
１２ 前工程内容取得部
１３ 紐付部
１６ 判断部
１７ 出力部
１００ 生産ライン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】