(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】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】ノイズ除去装置
(51)【国際特許分類】
B25J 19/02 20060101AFI20231219BHJP
B23K 11/11 20060101ALI20231219BHJP
G01P 15/00 20060101ALI20231219BHJP
B25J 13/08 20060101ALN20231219BHJP
【ＦＩ】
B25J19/02
B23K11/11 570Z
G01P15/00 Z
B25J13/08 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019234412
(22)【出願日】2019-12-25
(65)【公開番号】P2021102249
(43)【公開日】2021-07-15
【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】林 晃市郎
(72)【発明者】
【氏名】稲垣 聡
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 元
【審査官】松浦 陽
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１６７８１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８５４１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１７１６６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６１８３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９５８７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５１６３５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２
Ｂ２３Ｋ １１／００ － １１／３６
Ｂ２３Ｋ ９／１２
Ｂ２３Ｋ ２６／０８
Ｇ０１Ｐ １５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットに取り付けられた溶接ガンに設置された加速度センサの加速度データからノイズを除去するノイズ除去装置であって、
前記溶接ガンが動作した動作区間の前記加速度センサの加速度データを擬似加速度データに置き換えて出力するデータ置換部と、
前記溶接ガンが動作していない区間であって、かつ、前記ロボットが前記溶接ガンの動作時と同様の姿勢をしている区間における前記加速度センサの加速度データをフーリエ解析して得られる周波数スペクトルデータを記憶する記憶部と、を備え、
前記データ置換部は、前記記憶部に記憶された前記周波数スペクトルデータを用いて、正弦波を合成して前記擬似加速度データとするノイズ除去装置。
【請求項2】
ロボットに取り付けられた溶接ガンに設置された加速度センサの加速度データからノイズを除去するノイズ除去装置であって、
前記溶接ガンが動作した動作区間の前記加速度センサの加速度データを擬似加速度データに置き換えて出力するデータ置換部と、
前記溶接ガンが動作していない区間であって、かつ、前記ロボットが前記溶接ガンの動作時と同様の姿勢をしている区間における前記加速度センサの加速度データを時系列データとして記憶する記憶部と、を備え、
前記データ置換部は、前記記憶部に記憶された前記時系列データを前記擬似加速度データとするノイズ除去装置。
【請求項3】
前記溶接ガンの動作は、前記溶接ガンに対する動作指令信号に基づく動作である、請求項１又は請求項２に記載のノイズ除去装置。
【請求項4】
前記データ置換部は、前記正弦波を合成するときに、前記動作区間と隣接する区間の加速度データと滑らかに繋がるように前記正弦波の位相を調整する、請求項１に記載のノイズ除去装置。
【請求項5】
前記データ置換部は、前記動作区間と隣接する区間の加速度データと滑らかに繋がるように、前記動作区間と前記隣接する区間との繋ぎ目周辺の加速度データに対して平均化フィルタを適用する、請求項２に記載のノイズ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノイズ除去装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボット動作時の振動を低減することで高速化や軌跡精度を向上することは生産効率や品質の向上に直結する。そこで、ロボットが動作する際に発生する振動や軌跡ずれを低減したいという要望がある。特に、溶接ガンを用いたスポット溶接の際にロボットが振動しないように動作することが望まれている。
この点、振動を除去したい箇所や高精度軌跡を実現したい箇所に加速度センサを取り付け、ロボット動作中の振動を加速度センサが計測し、学習制御を行うことで振動を低減する方法が提案されている。例えば、特許文献１、２参照。
加速度センサによってロボットの振動を計測する際、センサデータにはノイズが含まれている。このノイズによりロボットの振動を正確に計測できなくなり、ロボットの振動除去のための正しい補正ができなくなることがある。そこで、センサデータのノイズ除去には、一般的にローパスフィルタやメディアンフィルタ等が用いられる。
この点、振動を除去したい箇所や高精度軌跡を実現したい箇所に加速度センサを取り付け、ロボット動作中の振動を加速度センサが計測し、学習制御を行うことで振動を低減する方法が提案されている。例えば、特許文献１、２参照。
加速度センサによってロボットの振動を計測する際、センサデータにはノイズが含まれている。このノイズによりロボットの振動を正確に計測できなくなり、ロボットの振動除去のための正しい補正ができなくなることがある。そこで、センサデータのノイズ除去には、一般的にローパスフィルタやメディアンフィルタ等が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－１６７８１７号公報
【文献】特開２０１８－１１８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、溶接ガンが取り付けられたロボットの振動除去のために溶接ガンに加速度センサを設置する場合がある。加速度センサが計測中に溶接ガンを動作させる場合、加速度センサは、溶接ガンの動作の衝撃により瞬間的に大きな値の信号を検出してしまう。この信号はロボットの動作軌跡を推定する上で誤差の要因となるノイズである。
また、瞬間的に発生するノイズを除去するためにローパスフィルタを適用すると、ノイズのない部分の信号にも影響が出てしまう。また、ローパスフィルタは、ノイズを完全に除去できるわけではない。
また、瞬間的に発生するノイズを除去するためにローパスフィルタを適用すると、ノイズのない部分の信号にも影響が出てしまう。また、ローパスフィルタは、ノイズを完全に除去できるわけではない。
【0005】
そこで、溶接ガンを動作させて加速度センサの計測を行う場合でも、溶接ガンの影響により発生するノイズを除去することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のノイズ除去装置の一態様は、ロボットに取り付けられた溶接ガンに設置された加速度センサの加速度データからノイズを除去するノイズ除去装置であって、前記溶接ガンが動作した動作区間の前記加速度センサの加速度データを擬似加速度データに置き換えて出力するデータ置換部を備える。
【発明の効果】
【0007】
一態様によれば、溶接ガンを動作させて加速度センサの計測を行う場合でも、溶接ガンの影響により発生するノイズを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係るロボットシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。
【図2】取得された加速度データの一例を示す図である。
【図4】抽出された加速度データに対するフーリエ解析の結果の一例を示す図である。
【図5】動作区間が疑似加速度データに置き換えられた加速度データの一例を示す図である。
【図6】ノイズ除去装置の置換処理について説明するフローチャートである。
【図7】第２実施形態に係るロボットシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。
【図8】動作区間の加速度データが削除された加速度データの一例を示す図である。
【図9】動作区間が疑似加速度データに置き換えられた加速度データの一例を示す図である。
【図11】動作区間と隣接する区間との継ぎ目の加速度データの値が近いタイミングの加速度データを埋め込んだ一例を示す図である。
【図12】ノイズ除去装置の置換処理について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、第１実施形態について図面を用いて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るロボットシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、ロボットシステムは、ロボット１０、ロボット制御装置２０、及びノイズ除去装置３０を有する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るロボットシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、ロボットシステムは、ロボット１０、ロボット制御装置２０、及びノイズ除去装置３０を有する。
【0010】
ロボット１０、ロボット制御装置２０、及びノイズ除去装置３０は、図示しない接続インタフェースを介して互いに直接接続されてもよい。なお、ロボット１０、ロボット制御装置２０、及びノイズ除去装置３０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して相互に接続されていてもよい。この場合、ロボット１０、ロボット制御装置２０、及びノイズ除去装置３０は、かかる接続によって相互に通信を行うための図示しない通信部を備えてもよい。
なお、ノイズ除去装置３０は、後述するように、ロボット制御装置２０に含まれてもよい。
なお、ノイズ除去装置３０は、後述するように、ロボット制御装置２０に含まれてもよい。
【0011】
＜ロボット１０＞
ロボット１０は、例えば、産業用ロボット等である。ロボット１０は、例えば、図１に示すように、６軸の垂直多関節ロボットであり、６つの関節軸１１（１）－１１（６）と、関節軸１１（１）－１１（６）の各々により連結されるアーム部１２を有する。ロボット１０は、ロボット制御装置２０からの駆動指令に基づいて、関節軸１１（１）－１１（６）の各々に配置されるサーボモータ（図示しない）の各々を駆動することにより、アーム部１２等の可動部材を駆動する。また、ロボット１０の可動部材の先端部、例えば、関節軸１１（６）の先端部には、例えば、溶接ガン、握持ハンド、レーザ照射装置等のエンドエフェクタが取り付けられる。そして、図１のロボット１０には、エンドエフェクタとして、溶接ガン１３が取り付けられる。また、溶接ガン１３には、加速度センサ１００が設置される。
なお、ロボット１０は、６軸の垂直多関節ロボットとしたが、６軸以外の垂直多関節ロボットでもよく、水平多関節ロボットやパラレルリンクロボット等でもよい。
ロボット１０は、例えば、産業用ロボット等である。ロボット１０は、例えば、図１に示すように、６軸の垂直多関節ロボットであり、６つの関節軸１１（１）－１１（６）と、関節軸１１（１）－１１（６）の各々により連結されるアーム部１２を有する。ロボット１０は、ロボット制御装置２０からの駆動指令に基づいて、関節軸１１（１）－１１（６）の各々に配置されるサーボモータ（図示しない）の各々を駆動することにより、アーム部１２等の可動部材を駆動する。また、ロボット１０の可動部材の先端部、例えば、関節軸１１（６）の先端部には、例えば、溶接ガン、握持ハンド、レーザ照射装置等のエンドエフェクタが取り付けられる。そして、図１のロボット１０には、エンドエフェクタとして、溶接ガン１３が取り付けられる。また、溶接ガン１３には、加速度センサ１００が設置される。
なお、ロボット１０は、６軸の垂直多関節ロボットとしたが、６軸以外の垂直多関節ロボットでもよく、水平多関節ロボットやパラレルリンクロボット等でもよい。
【0012】
加速度センサ１００は、ロボット１０の動作に伴う可動部材の先端部における加速度を所定のサンプリング時間で周期的に検出する。加速度センサ１００は、図示しないクロック部を有し、加速度を検出する度に、当該クロック部から出力される時刻情報を、検出した時刻として取得する。また、加速度センサ１００は、例えば、検出された加速度及び時刻情報を含むセンサ信号を、ロボット制御装置２０及びノイズ除去装置３０に送信する。
なお、所定のサンプリング時間は、ロボット１０の動作内容やロボット１０が配置される工場の環境等に応じて適宜設定されてもよい。
また、ロボット１０及び溶接ガン１３の動作タイミングと、加速度センサ１００のデータ取得タイミングとは、後述するロボット制御装置２０内で同期されていてもよい。
なお、所定のサンプリング時間は、ロボット１０の動作内容やロボット１０が配置される工場の環境等に応じて適宜設定されてもよい。
また、ロボット１０及び溶接ガン１３の動作タイミングと、加速度センサ１００のデータ取得タイミングとは、後述するロボット制御装置２０内で同期されていてもよい。
【0013】
＜ロボット制御装置２０＞
ロボット制御装置２０は、プログラムに基づいて、ロボット１０に対して動作指令信号を出力し、ロボット１０の動作を制御する制御装置（「ロボットコントローラ」とも呼ばれる）である。
具体的には、ロボット制御装置２０は、後述するノイズ除去装置３０によりノイズが除去された加速度センサ１００からの加速度データ（センサデータ）に基づいて、ロボット１０の先端部の溶接ガン１３における振動を低減するように、ロボット１０に対して動作指令信号を出力し、ロボット１０の動作を制御する。なお、加速度データに基づいて、ロボット１０の先端部の溶接ガン１３における振動を低減するように、ロボット１０に対して動作指令信号を出力する方法は、特許文献１、２等の公知の手法を用いることができ、詳細な説明は省略する。
ロボット制御装置２０は、プログラムに基づいて、ロボット１０に対して動作指令信号を出力し、ロボット１０の動作を制御する制御装置（「ロボットコントローラ」とも呼ばれる）である。
具体的には、ロボット制御装置２０は、後述するノイズ除去装置３０によりノイズが除去された加速度センサ１００からの加速度データ（センサデータ）に基づいて、ロボット１０の先端部の溶接ガン１３における振動を低減するように、ロボット１０に対して動作指令信号を出力し、ロボット１０の動作を制御する。なお、加速度データに基づいて、ロボット１０の先端部の溶接ガン１３における振動を低減するように、ロボット１０に対して動作指令信号を出力する方法は、特許文献１、２等の公知の手法を用いることができ、詳細な説明は省略する。
【0014】
なお、ロボット制御装置２０は、溶接ガン１３を用いたロボット１０による溶接動作の動作シーケンスを予め有する。例えば、スポット溶接の場合、ロボット制御装置２０は、ロボット１０に対して、溶接ガン１３を溶接する場所（ナゲット作成位置）まで移動させた後、溶接ガン１３のチップが溶接対象のワークまで近づく「アプローチ」、溶接ガン１３のチップが前記ワークに当接する「ガン閉じ」、溶接する「加圧」、及び溶接ガン１３が前記ワークを放す「ガン開き」を含む動作シーケンス「スポット命令」を出力する。換言すれば、ロボット制御装置２０が動作シーケンス「スポット命令」をロボット１０に出力することで、後述するノイズ除去装置３０は、溶接ガン１３が動作するタイミングを検知することができる。
ここで、動作シーケンス「スポット命令」の「ガン閉じ」では、溶接ガン１３のチップが前記ワークに当接する瞬間であることから、「溶接ガン１３を打つ」ともいう。また、動作シーケンス「スポット命令」の「加圧」には、電極を加圧してから通電開始するまでの時間「スクイズ」、溶接電流を流す時間「ウェルド」、及びナゲット凝固のために加圧を保持する時間「ホールド」が含まれる。また、動作シーケンス「スポット命令」の「ガン開き」には、加圧解放から次の溶接に移行するまでの時間「オフ」が含まれる。
ここで、動作シーケンス「スポット命令」の「ガン閉じ」では、溶接ガン１３のチップが前記ワークに当接する瞬間であることから、「溶接ガン１３を打つ」ともいう。また、動作シーケンス「スポット命令」の「加圧」には、電極を加圧してから通電開始するまでの時間「スクイズ」、溶接電流を流す時間「ウェルド」、及びナゲット凝固のために加圧を保持する時間「ホールド」が含まれる。また、動作シーケンス「スポット命令」の「ガン開き」には、加圧解放から次の溶接に移行するまでの時間「オフ」が含まれる。
【0015】
＜ノイズ除去装置３０＞
ノイズ除去装置３０は、コンピュータ装置等であり、ロボット１０に取り付けられた溶接ガン１３に設置された加速度センサ１００により検出された加速度及び時刻情報を含むセンサ信号を受信する。ノイズ除去装置３０は、受信したセンサ信号に含まれる加速度センサ１００の加速度データからノイズを除去する。そして、ノイズ除去装置３０は、ノイズ除去された加速度データをロボット制御装置２０に出力する。
図１に示すように、本実施形態に係るノイズ除去装置３０は、制御部３００、及び記憶部３１０を含んで構成される。さらに、制御部３００は、データ置換部３０１を含んで構成される。
ノイズ除去装置３０は、コンピュータ装置等であり、ロボット１０に取り付けられた溶接ガン１３に設置された加速度センサ１００により検出された加速度及び時刻情報を含むセンサ信号を受信する。ノイズ除去装置３０は、受信したセンサ信号に含まれる加速度センサ１００の加速度データからノイズを除去する。そして、ノイズ除去装置３０は、ノイズ除去された加速度データをロボット制御装置２０に出力する。
図１に示すように、本実施形態に係るノイズ除去装置３０は、制御部３００、及び記憶部３１０を含んで構成される。さらに、制御部３００は、データ置換部３０１を含んで構成される。
【0016】
なお、ノイズ除去装置３０は、図１の機能ブロックの動作を実現するために、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の図示しない演算処理装置を備える。また、ノイズ除去装置３０は、各種の制御用プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の図示しない補助記憶装置や、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）といった図示しない主記憶装置を備える。
【0017】
そして、ノイズ除去装置３０において、演算処理装置が補助記憶装置からＯＳやアプリケーションソフトウェアを読み込み、読み込んだＯＳやアプリケーションソフトウェアを主記憶装置に展開させながら、これらのＯＳやアプリケーションソフトウェアに基づいた演算処理を行なう。この演算結果に基づいて、ノイズ除去装置３０が各ハードウェアを制御する。これにより、図１の機能ブロックによる処理は実現される。つまり、ノイズ除去装置３０は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。
【0018】
データ置換部３０１は、ロボット１０から受信したセンサ信号から、加速度センサ１００により検出された加速度及び時刻情報を取得する。データ置換部３０１は、取得した加速度データのうち、溶接ガン１３が動作した動作区間の加速度センサ１００の加速度データを後述する擬似加速度データに置き換えて、ロボット制御装置２０に出力する。
図２は、取得された加速度データの一例を示す図である。なお、図２の横軸は時刻を示し、図２の縦軸は加速度を示す。また、図２は、例えば、「スポット命令」の動作シーケンスにより溶接ガン１３が動作した期間、すなわち溶接ガン１３が打つタイミングである動作区間を、破線の矩形で示す。
なお、破線で示す動作区間では、上述した「アプローチ」、「ガン開き」、「加圧」、及び「ガン開き」の一連のスポット溶接の動作が行われる。例えば、ノイズ除去装置３０（制御部３００）は、ロボット制御装置２０からロボット１０に出力される動作指令信号に基づいて、前記動作区間を特定するようにしてもよい。
図２は、取得された加速度データの一例を示す図である。なお、図２の横軸は時刻を示し、図２の縦軸は加速度を示す。また、図２は、例えば、「スポット命令」の動作シーケンスにより溶接ガン１３が動作した期間、すなわち溶接ガン１３が打つタイミングである動作区間を、破線の矩形で示す。
なお、破線で示す動作区間では、上述した「アプローチ」、「ガン開き」、「加圧」、及び「ガン開き」の一連のスポット溶接の動作が行われる。例えば、ノイズ除去装置３０（制御部３００）は、ロボット制御装置２０からロボット１０に出力される動作指令信号に基づいて、前記動作区間を特定するようにしてもよい。
【0019】
データ置換部３０１は、例えば、溶接ガン１３の動作による衝撃の影響を受けた、破線で示す動作区間の加速度データを、図３に示すように、一旦削除する。そして、データ置換部３０１は、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢（動作）をしている区間の加速度データを抽出する。
具体的には、スポット溶接中においてロボット１０は静止することから、データ置換部３０１は、溶接ガン１３のチップが当たった後のガン軸が停止している状態、かつ、ロボット１０が同姿勢で静止している状態の区間の加速度データ、すなわち動作区間前後の加速度データを抽出する。例えば、図３に示す加速度データの場合、動作区間直後の区間であれば溶接ガン１３が動作しておらず、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢（動作）であることから、データ置換部３０１は、動作区間直後の区間の加速度データを抽出する。データ置換部３０１は、抽出した加速度データに対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等のフーリエ解析を行う。そして、データ置換部３０１は、フーリエ解析して得られた周波数スペクトルデータを後述する記憶部３１０に記憶する。
図４は、抽出された加速度データに対するフーリエ解析の結果の一例を示す図である。
データ置換部３０１は、記憶部３１０に記憶された図４のフーリエ解析の結果に基づいて、正弦波を合成した合成波形を、疑似加速度データとして生成する。データ置換部３０１は、生成した疑似加速度データを、動作区間の加速度データとして置き換える。
具体的には、スポット溶接中においてロボット１０は静止することから、データ置換部３０１は、溶接ガン１３のチップが当たった後のガン軸が停止している状態、かつ、ロボット１０が同姿勢で静止している状態の区間の加速度データ、すなわち動作区間前後の加速度データを抽出する。例えば、図３に示す加速度データの場合、動作区間直後の区間であれば溶接ガン１３が動作しておらず、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢（動作）であることから、データ置換部３０１は、動作区間直後の区間の加速度データを抽出する。データ置換部３０１は、抽出した加速度データに対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等のフーリエ解析を行う。そして、データ置換部３０１は、フーリエ解析して得られた周波数スペクトルデータを後述する記憶部３１０に記憶する。
図４は、抽出された加速度データに対するフーリエ解析の結果の一例を示す図である。
データ置換部３０１は、記憶部３１０に記憶された図４のフーリエ解析の結果に基づいて、正弦波を合成した合成波形を、疑似加速度データとして生成する。データ置換部３０１は、生成した疑似加速度データを、動作区間の加速度データとして置き換える。
【0020】
図５は、動作区間が疑似加速度データに置き換えられた加速度データの一例を示す図である。
そして、データ置換部３０１は、動作区間の加速度データとして疑似加速度データに置き換えられた加速度データを、出力データとしてロボット制御装置２０に出力する。そうすることで、ノイズ除去装置３０は、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
そして、データ置換部３０１は、動作区間の加速度データとして疑似加速度データに置き換えられた加速度データを、出力データとしてロボット制御装置２０に出力する。そうすることで、ノイズ除去装置３０は、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
【0021】
なお、データ置換部３０１は、疑似加速度データの生成にあたり、動作区間と動作区間に隣接する区間との加速度データが滑らかに繋がるように、動作区間における削除前の加速度データの両端の値と、疑似加速度データの両端の値との差が所定の閾値以下となるように、合成する正弦波の位相を調整するようにしてもよい。ここで、所定の閾値は、要求されるノイズ除去の精度に応じて適宜決定されてもよい。
【0022】
また、データ置換部３０１は、次の溶接ガン１３の動作時におけるロボット１０の動作（姿勢）が、図２の動作区間におけるロボット１０の動作（姿勢）と同様の場合、記憶部３１０に記憶された周波数スペクトルデータを使用してもよい。そうすることで、データ置換部３０１は、溶接ガン１３が動作する度に、加速度データを抽出しフーリエ解析を行う必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。ただし、この場合、データ置換部３０１は、周波数スペクトルデータとともに、動作区間におけるロボット１０の動作（姿勢）のデータも記憶するようにすることが好ましい。
【0023】
記憶部３１０は、ＲＡＭ等であり、データ置換部３０１によりフーリエ解析して得られた周波数スペクトルデータ等を記憶する。
【0024】
＜ノイズ除去装置３０の置換処理＞
次に、本実施形態に係るノイズ除去装置３０の置換処理に係る動作について説明する。
図６は、ノイズ除去装置３０の置換処理について説明するフローチャートである。ここで示すフローは、ノイズ除去装置３０がロボット制御装置２０からロボット１０に出力される動作指令信号に基づいて、溶接ガン１３の動作を検知する度に繰り返し実行される。
次に、本実施形態に係るノイズ除去装置３０の置換処理に係る動作について説明する。
図６は、ノイズ除去装置３０の置換処理について説明するフローチャートである。ここで示すフローは、ノイズ除去装置３０がロボット制御装置２０からロボット１０に出力される動作指令信号に基づいて、溶接ガン１３の動作を検知する度に繰り返し実行される。
【0025】
ステップＳ１１において、データ置換部３０１は、ロボット１０から受信したセンサ信号から、加速度センサ１００により検出された加速度データを取得する。
【0026】
ステップＳ１２において、データ置換部３０１は、ステップＳ１１で取得された加速度データのうち、溶接ガン１３が動作した動作区間の加速度データを削除する。
【0027】
ステップＳ１３において、データ置換部３０１は、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢をしている区間の加速度データを抽出する。
【0028】
ステップＳ１４において、データ置換部３０１は、ステップＳ１３で抽出された加速度データに対してフーリエ解析を行う。
【0029】
ステップＳ１５において、データ置換部３０１は、ステップＳ１４でのフーリエ解析の結果に基づいて、正弦波を合成した合成波形を、疑似加速度データとして生成する。
【0030】
ステップＳ１６において、データ置換部３０１は、ステップＳ１５で生成された疑似加速度データを、動作区間の加速度データとして置き換える。そして、データ置換部３０１は、動作区間において疑似加速度データに置き換えた加速度データをロボット制御装置２０に出力する。
【0031】
以上により、第１実施形態のノイズ除去装置３０は、ロボット１０に取り付けられた溶接ガン１３に設置された加速度センサ１００から取得された加速度データのうち、溶接ガン１３が動作した動作区間の加速度データを削除する。ノイズ除去装置３０は、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢をしている区間の加速度データを抽出し、抽出された加速度データに対してフーリエ解析を行う。ノイズ除去装置３０は、フーリエ解析の結果に基づいて、正弦波を合成した合成波形を、疑似加速度データとして生成し、生成した疑似加速度データを動作区間の加速度データとして置き換える。
これにより、ノイズ除去装置３０は、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
以上、第１実施形態について説明した。
これにより、ノイズ除去装置３０は、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
以上、第１実施形態について説明した。
【0032】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るノイズ除去装置３０Ａは、溶接ガンが動作していない区間であって、かつ、ロボットが溶接ガンの動作時と同様の姿勢をしている区間における加速度センサの加速度データの時系列データを、動作区間の擬似加速度データとする点が、第１実施形態と異なる。
以下に、第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係るノイズ除去装置３０Ａは、溶接ガンが動作していない区間であって、かつ、ロボットが溶接ガンの動作時と同様の姿勢をしている区間における加速度センサの加速度データの時系列データを、動作区間の擬似加速度データとする点が、第１実施形態と異なる。
以下に、第２実施形態について説明する。
【0033】
図７は、第２実施形態に係るロボットシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。なお、図１のロボットシステムの要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第２実施形態に係るノイズ除去装置３０Ａは、第１実施形態に係るノイズ除去装置３０と同様に、制御部３００ａ、及び記憶部３１０ａを含んで構成される。また、制御部３００ａは、データ置換部３０１ａを含んで構成される。
第２実施形態に係るノイズ除去装置３０Ａは、第１実施形態に係るノイズ除去装置３０と同様に、制御部３００ａ、及び記憶部３１０ａを含んで構成される。また、制御部３００ａは、データ置換部３０１ａを含んで構成される。
【0034】
データ置換部３０１ａは、図８に示すように、第１実施形態に係るデータ置換部３０１と同様に、溶接ガン１３の動作による衝撃の影響を受けた、破線で示す動作区間の加速度データを一旦削除する。そして、データ置換部３０１ａは、第１実施形態に係るデータ置換部３０１と同様に、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢（動作）をしている区間、すなわち動作区間前後の区間の加速度データの時系列データを抽出する。データ置換部３０１ａは、抽出した加速度データの時系列データを後述する記憶部３１０ａに記憶する。そして、データ置換部３０１ａは、例えば、図９に示すように、記憶部３１０ａに記憶された加速度データの時系列データを、疑似加速度データとして動作区間に埋め込んで置き換える。
【0035】
ここで、図９に示すように、疑似加速度データに置き換える際に、任意のタイミングで波形に置き換えると、動作区間の境界付近で加速度データの波形に連続性がなくなり、高周波のデータになってしまう。この加速度データの波形の不連続性を避けるため、データ置換部３０１ａは、加速度データの継ぎ目周辺、すなわち動作区間の境界周辺で平均化フィルタ（平滑化フィルタ）等を適用してもよい。そうすることで、図１０に示すように、動作区間と隣接する区間との加速度データが滑らかに繋がるようにすることができる。
また、平均化フィルタを適用する区間を動作区間の境界周辺にすることで、ノイズのない部分の加速度データに対する平均化フィルタの影響を最小限に抑えることができる。
なお、図１０では、動作区間の左端の境界周辺の加速度データに対して平均化フィルタを適用したが、動作区間の右端の境界周辺の加速度データに対しても平均化フィルタを適用してもよい。
また、平均化フィルタを適用する区間を動作区間の境界周辺にすることで、ノイズのない部分の加速度データに対する平均化フィルタの影響を最小限に抑えることができる。
なお、図１０では、動作区間の左端の境界周辺の加速度データに対して平均化フィルタを適用したが、動作区間の右端の境界周辺の加速度データに対しても平均化フィルタを適用してもよい。
【0036】
そして、データ置換部３０１ａは、動作区間において疑似加速度データに置き換えた加速度データをロボット制御装置２０に出力する。
なお、データ置換部３０１ａは、次の溶接ガン１３の動作時におけるロボット１０の姿勢（動作）が、図８の動作区間におけるロボット１０の姿勢（動作）と同様の場合、記憶部３１０ａに記憶された加速度データの時系列データを使用してもよい。そうすることで、データ置換部３０１ａは、溶接ガン１３が動作する度に、加速度データの時系列データを抽出する必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。ただし、この場合、データ置換部３０１ａは、加速度データの時系列データとともに、動作区間におけるロボット１０の姿勢（動作）のデータも記憶するようにすることが好ましい。
なお、データ置換部３０１ａは、次の溶接ガン１３の動作時におけるロボット１０の姿勢（動作）が、図８の動作区間におけるロボット１０の姿勢（動作）と同様の場合、記憶部３１０ａに記憶された加速度データの時系列データを使用してもよい。そうすることで、データ置換部３０１ａは、溶接ガン１３が動作する度に、加速度データの時系列データを抽出する必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。ただし、この場合、データ置換部３０１ａは、加速度データの時系列データとともに、動作区間におけるロボット１０の姿勢（動作）のデータも記憶するようにすることが好ましい。
【0037】
なお、データ置換部３０１ａは、抽出した加速度データの時系列データを疑似加速度データとして動作区間に埋め込んで、加速度データの継ぎ目付近で平均化フィルタを適用したが、これに限定されない。例えば、データ置換部３０１ａは、図１１に示すように、動作区間と動作区間に隣接する区間との継ぎ目の加速度データの値が近いタイミングでデータを埋め込んでもよい。
【0038】
記憶部３１０ａは、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボットが溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢をしている区間における、データ置換部３０１ａにより抽出された加速度データの時系列データを記憶する。
【0039】
＜ノイズ除去装置３０Ａの置換処理＞
次に、第２実施形態に係るノイズ除去装置３０Ａの置換処理に係る動作について説明する。
図１２は、ノイズ除去装置３０Ａの置換処理について説明するフローチャートである。ここで示すフローは、ノイズ除去装置３０Ａがロボット制御装置２０からロボット１０に出力される動作指令に基づいて、溶接ガン１３の動作を検知する度に繰り返し実行される。
なお、図１２に示す置換処理において、ステップＳ２１及びステップＳ２２の処理は、図７の第１実施形態のステップＳ１１及びステップＳ１２の処理と同様であり、説明は省略する。
次に、第２実施形態に係るノイズ除去装置３０Ａの置換処理に係る動作について説明する。
図１２は、ノイズ除去装置３０Ａの置換処理について説明するフローチャートである。ここで示すフローは、ノイズ除去装置３０Ａがロボット制御装置２０からロボット１０に出力される動作指令に基づいて、溶接ガン１３の動作を検知する度に繰り返し実行される。
なお、図１２に示す置換処理において、ステップＳ２１及びステップＳ２２の処理は、図７の第１実施形態のステップＳ１１及びステップＳ１２の処理と同様であり、説明は省略する。
【0040】
ステップＳ２３において、データ置換部３０１ａは、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢をしている区間の加速度データを、疑似加速度データとして抽出する。
【0041】
ステップＳ２４において、データ置換部３０１ａは、ステップＳ２３で抽出された疑似加速度データを動作区間の加速度データとして置き換える。
【0042】
ステップＳ２５において、データ置換部３０１ａは、ステップＳ２４で置き換えられた加速度データの継ぎ目周辺で平均化フィルタを適用し平滑化する。そして、データ置換部３０１ａは、動作区間において疑似加速度データに置き換えた加速度データをロボット制御装置２０に出力する。
【0043】
以上により、第２実施形態のノイズ除去装置３０Ａは、ロボット１０に取り付けられた溶接ガン１３に設置された加速度センサ１００から取得された加速度データのうち、溶接ガン１３が動作した動作区間の加速度データを削除する。ノイズ除去装置３０Ａは、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢をしている区間の加速度データの時系列データを、疑似加速度データとして抽出する。ノイズ除去装置３０Ａは、抽出した疑似加速度データを動作区間の加速度データとして置き換える。
これにより、ノイズ除去装置３０Ａは、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
以上、第２実施形態について説明した。
これにより、ノイズ除去装置３０Ａは、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
以上、第２実施形態について説明した。
【0044】
以上、第１実施形態、及び第２実施形態について説明したが、ノイズ除去装置３０、３０Ａは、上述の実施形態に限定されるものではなく、目的を達成できる範囲での変形、改良等を含む。
【0045】
＜変形例＞
上述の第１実施形態、及び第２実施形態では、ノイズ除去装置３０、３０Ａは、ロボット制御装置２０と異なる装置として例示したが、ノイズ除去装置３０、３０Ａの一部又は全部の機能を、ロボット制御装置２０が備えるようにしてもよい。
上述の第１実施形態、及び第２実施形態では、ノイズ除去装置３０、３０Ａは、ロボット制御装置２０と異なる装置として例示したが、ノイズ除去装置３０、３０Ａの一部又は全部の機能を、ロボット制御装置２０が備えるようにしてもよい。
【0046】
なお、第１実施形態、及び第２実施形態に係るノイズ除去装置３０、３０Ａに含まれる各機能は、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。
また、ノイズ除去装置３０、３０Ａに含まれる各構成部は、電子回路等を含むハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。
また、ノイズ除去装置３０、３０Ａに含まれる各構成部は、電子回路等を含むハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。
【0047】
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を含む。また、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。
【0048】
なお、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【0049】
以上を換言すると、本開示のノイズ除去装置は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。
【0050】
（１）本開示のノイズ除去装置３０は、ロボット１０に取り付けられた溶接ガン１３に設置された加速度センサ１００の加速度データからノイズを除去するノイズ除去装置であって、溶接ガン１３が動作した動作区間の加速度センサ１００の加速度データを擬似加速度データに置き換えて出力するデータ置換部３０１を備える。
このノイズ除去装置３０によれば、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
このノイズ除去装置３０によれば、溶接ガン１３を動作させて加速度センサ１００の計測を行う場合でも、溶接ガン１３の影響により発生するノイズを除去することができる。
【0051】
（２） （１）に記載のノイズ除去装置３０において、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が溶接ガン１３の動作時と同様の姿勢をしている区間における加速度センサ１００の加速度データをフーリエ解析して得られる周波数スペクトルデータを記憶する記憶部３１０をさらに備え、データ置換部３０１は、記憶部３１０に記憶された周波数スペクトルデータを用いて、正弦波を合成して擬似加速度データとしてもよい。
そうすることで、動作区間におけるノイズを精度良く除去することができる。
そうすることで、動作区間におけるノイズを精度良く除去することができる。
【0052】
（３） （１）に記載のノイズ除去装置３０Ａにおいて、溶接ガン１３が動作していない区間であって、かつ、ロボット１０が前記溶接ガンの動作時と同様の姿勢をしている区間における加速度センサ１００の加速度データを時系列データとして記憶する記憶部３１０ａをさらに備え、データ置換部３０１ａは、記憶部３１０ａに記憶された時系列データを擬似加速度データとしてもよい。
そうすることで、動作区間におけるノイズを精度良く除去することができる。
そうすることで、動作区間におけるノイズを精度良く除去することができる。
【0053】
（４） （１）から（３）のいずれかに記載のノイズ除去装置３０、３０Ａにおいて、溶接ガン１３の動作は、溶接ガン１３に対する動作指令信号に基づく動作であってもよい。
そうすることで、溶接ガン１３が動作する動作区間を精度良く検知することができる。
そうすることで、溶接ガン１３が動作する動作区間を精度良く検知することができる。
【0054】
（５） （２）に記載のノイズ除去装置３０において、データ置換部３０１は、正弦波を合成するときに、動作区間と隣接する区間の加速度データと滑らかに繋がるように正弦波の位相を調整してもよい。
そうすることで、動作区間と隣接する区間との加速度データを滑らかに繋げることができる。
そうすることで、動作区間と隣接する区間との加速度データを滑らかに繋げることができる。
【0055】
（６） （３）に記載のノイズ除去装置３０Ａにおいて、データ置換部３０１ａは、動作区間と隣接する区間の加速度データと滑らかに繋がるように、動作区間と隣接する区間との繋ぎ目周辺の加速度データに対して平均化フィルタを適用してもよい。
そうすることで、動作区間と隣接する区間との加速度データを滑らかに繋げることができる。
そうすることで、動作区間と隣接する区間との加速度データを滑らかに繋げることができる。
【符号の説明】
【0056】
１０ ロボット
２０ ロボット制御装置
３０、３０Ａ ノイズ除去装置
１００ 加速度センサ
３００、３００ａ 制御部
３０１、３０１ａ データ置換部
３１０、３１０ａ 記憶部
２０ ロボット制御装置
３０、３０Ａ ノイズ除去装置
１００ 加速度センサ
３００、３００ａ 制御部
３０１、３０１ａ データ置換部
３１０、３１０ａ 記憶部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】