産業用ロボットの消費電力モニタ装置
【課題】
産業用ロボットにおいて、消費電力の節約に役立てることができるツールが存在しない。
【解決手段】
ロボット制御装置１０はマニピュレータ３０を駆動するサーボモータに供給される電力を電力検出部２３にて検出し、記憶部１５は、作業プログラムのステップ毎に、電力検出部２３が検出した電力の累積消費電力量を記憶する。モニタ表示部４１は、記憶部１５が記憶した作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知する。作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの消費電力が記憶されて通知されることにしたことによって、急加速や急減速のステップを見直したり、待機時間を減らしたりすることができる。すなわち、タクトタイムとのバランスを取りながら、消費電力を節約することができる。
産業用ロボットにおいて、消費電力の節約に役立てることができるツールが存在しない。
【解決手段】
ロボット制御装置１０はマニピュレータ３０を駆動するサーボモータに供給される電力を電力検出部２３にて検出し、記憶部１５は、作業プログラムのステップ毎に、電力検出部２３が検出した電力の累積消費電力量を記憶する。モニタ表示部４１は、記憶部１５が記憶した作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知する。作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの消費電力が記憶されて通知されることにしたことによって、急加速や急減速のステップを見直したり、待機時間を減らしたりすることができる。すなわち、タクトタイムとのバランスを取りながら、消費電力を節約することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットが消費する電力をモニタリングする産業用ロボットの消費電力モニタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、交流電源と負荷との間に電力検出手段を設けて、モニタリングする消費電力モニタ装置が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
特許文献１の消費電力モニタ装置では、交流電源と負荷との間に設けられたインバータ装置に対して、前記インバータ装置に流入する交流電力を前記交流電力検出手段によりモニタリングし、制御装置が前記モニタリング結果と初期データと基づいて節電量を演算してその節電量を表示するようにしている。
【０００３】
特許文献２の消費電力モニタ装置では、交流電圧を整流し平滑する整流回路と、整流回路の電圧が供給されて１次側巻線の電流断続により２次側に所定電圧を発生する変圧回路と、前記変圧回路の１次側出力電圧のオンオフをスイッチングするスイッチング手段と、前記変圧回路の１次側電圧を調整する電圧調整手段とを備え、電圧調整手段の出力に基づいて前記スイッチング手段のターンオン時間を算出し、該ターンオン時間、スイッチング手段のスイッチング周波数、変圧回路の隠田区タンスに基づいて消費電力を測定する制御手段を備えている。
【０００４】
上記の従来技術の消費電力モニタ装置では、時々刻々と変化する消費電力量をモニタリングすることが可能である。そして、これらのモニタリング結果を利用することにより、電気機器の消費電力の節電を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４６７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、産業用ロボットでは、マニピュレータを構成しているアームや外部軸等のアクチュエータを作動させるために複数の電動モータを使用し、種々の作業プログラムに従って作業を行う。この産業用ロボットの消費電力をモニタして、消費電力の節電を行うことが要望されている。
【０００７】
しかし、前記消費電力モニタ装置として使用しても、産業用ロボットでは、作業プログラムに従って前記電動モータを制御していることから、単に電動モータに供される電力をモニタしても、節電の可能なところを簡単に知ることはできない。
【０００８】
本発明の目的は、作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの消費電力が記憶されて通知されることにより、タクトタイムと消費電力のバランスを取りながら、作業プログラムの修正を行うことが可能な産業用ロボットの消費電力モニタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、作業プログラムに従って動作する産業用ロボットの消費電力モニタ装置であって、アクチュエータを駆動するサーボモータに供給される電力を検出する電力検出手段と、前記作業プログラムのステップ毎に、前記電力検出手段が検出して累積した累積消費電力量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶した前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知する通知手段を備えることを特徴とする産業用ロボットの消費電力モニタ装置を要旨としている。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記電力検出手段は、さらに、前記サーボモータに対して電力供給が開始されてからサーボオンがなされるまでの第１サーボオフ時間、及び、サーボオンが解除されるサーボオフがなされてから前記サーボモータに対する電力供給が遮断されるまでの第２サーボオフ時間における消費電力を検出し、前記記憶手段は、前記第１サーボオフ時間および前記第２サーボオフ時間における前記累積消費電力量を記憶することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記電力検出手段及び記憶手段は、前記アクチュエータを制御するロボット制御装置に設けられ、前記通知手段は、前記ロボット制御装置と通信が可能な可搬式操作装置に設けられた表示手段であり、該表示手段により前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの累積消費電力量が記憶されて通知されるため、作業者は作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を知ることができる。このため、作業プログラムのどのステップにおいて、累積消費電力量が大きいことが容易に分かるため、作業者はタクトタイムと消費電力のバランスを取りながら、作業プログラムの修正を行うことが可能となる。例えば、作業プログラムのステップにおいて、マニピュレータに急加速や、急減速があるために、そのステップが他のステップよりも累積消費電力量が大きくなっていた場合、タクトタイムに大きく影響がでない範囲で当該ステップの急加速、或いは急減速の程度を変更するように変更すると、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、サーボモータに対する電力供給開始からサーボオンまでの時間であるサーボオフ時間（日々の稼働開始前の待機時間）、及びサーボオンが解除されるサーボオフがなされてから電力供給が遮断される時間であるサーボオフ時間（稼働終了後の待機時間）においての累積消費電力量を作業者は把握できることから、これらの時間の累積消費電力量が大きい場合は、これらの時間を短縮することにより、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、可搬式操作装置の表示手段に作業プログラムの各ステップの累積消費電力量が表示されることにより、請求項１、請求項２の効果を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の産業ロボットの消費電力モニタ装置を構成するロボット制御装置の機能ブロック図。
【図２】３相交流電源、サーボアンプ、電力検出部のブロック図。
【図３】消費電力演算部が実行する消費電力算出プログラムのフローチャート。
【図４】（ａ）は、ティーチペンダントの概略正面図、（ｂ）は表示画面に表示されたプログラムの説明図。
【図５】作業プログラムのステップ毎に集計された消費電力を棒グラフで表示画面に表示した説明図。
【図６】サーボモータの電源オン、サーボオン、サーボオフ、電源オフのタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の産業ロボットの消費電力モニタ装置を、ロボット制御装置１０に具体化した一実施形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の産業用ロボットを制御するロボット制御装置は、例えばアーク溶接ロボットを制御するロボット制御装置１０である。なお、産業用ロボットを制御するロボット制御装置は、アーク溶接ロボットを制御するロボット制御装置に限定されるものではなく、他の産業用ロボット、例えばハンドリングロボット、塗装ロボット、搬送ロボット等のロボット制御装置としてもよい。
【００１７】
アーク溶接ロボットは、図示しない溶接トーチを備えた６軸の溶接ロボットマニピュレータ（以下、単にマニピュレータという）３０である。マニピュレータ３０はアクチュエータに相当する。図１に示すようにロボット制御装置１０は、主制御部１１、主制御部１１に接続されたモータ制御部２０、及び、主制御部１１並びにモータ制御部２０に電力を供給する制御装置用の電源部２５を備えている。
【００１８】
主制御部１１は、コンピュータからなり、システムコントロール部１２、モーション制御部１３、消費電力演算部１４、マニピュレータ３０の作業プログラム、消費電力算出プログラム等を格納する記憶手段としての記憶部１５、通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１６，１７等がバス１８を介して接続されている。
【００１９】
主制御部１１は、可搬式操作装置としてのティーチペンダントＴＰに通信Ｉ／Ｆ１６を介して通信が可能である。溶接条件（すなわち、溶接電流、溶接電圧等）等の教示データは、ティーチペンダントＴＰを介して入力される。そして、システムコントロール部１２は、入力された教示データを記憶部１５に格納する。図１、図４（ａ）に示すようにティーチペンダントＴＰは、通知手段及び表示手段としてのモニタ表示部４１と、キーや、押しボタン等の入力手段４２と、主制御部１１の通信Ｉ／Ｆ１６と通信を行う通信Ｉ／Ｆ４３を備えている。
【００２０】
モーション制御部１３は、記憶部１５に格納されたマニピュレータ３０の作業プログラムが起動された際、該作業プログラムに従い、通信Ｉ／Ｆ１７を介してモータ制御部２０にマニピュレータ３０を制御するための制御指令を出力する。
【００２１】
消費電力演算部１４は、消費電力算出プログラムに従って後述する電力検出手段としての電力検出部２３から送信されたモータ電圧値及びモータ電流値に基づいてマニピュレータ３０が備えているサーボモータＭの消費電力を演算し、その演算した累積結果を累積消費電力量として記憶部１５に格納する。記憶部１５は例えば、ハードディスク等の書き込み読出し可能な記憶装置により構成されている。
【００２２】
モータ制御部２０は、図１に示すように、通信Ｉ／Ｆ１７と通信を行う通信Ｉ／Ｆ２１、モーション制御部１３からの制御指令に基づき、マニピュレータ３０の各アームに設けられたサーボモータＭ（図２参照）を駆動するサーボアンプ２２、及びサーボモータＭに３相交流電源５１から供給される電力を検出する電力検出部２３等を備えている。
【００２３】
なお、図２では、説明の便宜上、マニピュレータ３０の各軸に設けられた複数のサーボモータのうち、１つのサーボモータＭのサーボアンプのみ図示しているが、マニピュレータ３０の他のサーボモータについても同様のサーボアンプを備えている。
【００２４】
サーボアンプ２２は、３相交流電源５１から出力される３相交流を整流する整流回路５２と、整流回路５２の整流出力を平滑する大容量の平滑コンデンサ５３と、平滑コンデンサ５３により平滑された直流が入力され、該直流を前記制御指令に基づきＰＷＭ変換した３相交流をサーボモータＭに出力するインバータ５４を備えている。図２に示すように３相交流電源５１と整流回路５２との間は電磁接触器ＭＣの接点ＭＣａを介して接続されている。電磁接触器ＭＣは、図示しない電源操作ボックスに接続されて、電源操作ボックスに設けられた電源スイッチのオン信号又はオフ信号の入力によりオン又はオフが可能である。
【００２５】
電力検出部２３は、インバータ５４よりサーボモータＭへ流れるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の電流値をシャント抵抗５５により検出する電流検出部５６と、電流検出部５６により検出された電流値に比例したアナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５７を備えている。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器５７は、ディジタル信号に変換した電流値を示すディジタル信号（以下、電流値信号という）を、通信Ｉ／Ｆ２１へ所定のサンプリング周期で出力する。
又、電力検出部２３は、サーボアンプ２２のインバータ５４とサーボモータＭ間における各相間の電圧を検出する電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃを備えている。電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相間の電圧を分圧し、各相間の電圧に比例する電圧をＡ／Ｄ変換器５７へ出力する。Ａ／Ｄ変換器５７は、電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃにより検出された電圧をディジタル値に変換し、そのディジタル信号（以下、電圧値信号という）を、通信Ｉ／Ｆ２１へ前記所定のサンプリング周期で出力する。
【００２７】
又、モーション制御部１３は、通信Ｉ／Ｆ２１及び通信Ｉ／Ｆ１７を介して、入力した電流値信号を電流フィードバック値として取り込み、電流フィードバック値と、該作業プログラムに記述された各種指令とに基づいて所定の演算処理を行って前記制御指令を、インバータ５４に出力する。
【００２８】
又、通信Ｉ／Ｆ２１は、Ａ／Ｄ変換器５７が出力した電流値信号と電圧値信号とを通信Ｉ／Ｆ１７を介して消費電力演算部１４に送信する。
電力検出部２３は、電流検出部５６、電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、Ａ／Ｄ変換器５７により構成されている。
【００２９】
（実施形態の作用）
さて、上記のように構成されたロボット制御装置１０の作用を、図３〜図６を参照して説明する。
【００３０】
図示しない電源操作ボックスが有する図示しない電源スイッチが操作者によりオン操作されると（以下、この操作のことを単に電源オンといい、逆の操作であるオフ操作のことを電源オフという。）、システムコントロール部１２は、そのオン操作に基づいて、電磁接触器ＭＣをオンする。又、消費電力演算部１４は、記憶部１５に格納している消費電力算出プログラムを起動する。
【００３１】
図３は消費電力算出プログラムのフローチャートである。消費電力演算部１４は、図３に示すＳ１０では、サーボオン信号が入力されるまでの時間、電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。操作者がティーチペンダントＴＰの図示しないサーボオンスイッチが操作されてサーボ指令としてのサーボオン信号がティーチペンダントＴＰからロボット制御装置１０に入力されると、Ｓ２０の判定を「ＹＥＳ」として、Ｓ３０に移行する。このサーボオン信号により、マニピュレータ３０の各サーボモータは、予め設定された位置でサーボロックされる。
【００３２】
Ｓ３０では、消費電力演算部１４は、Ｓ１０で算出し累積した累積消費電力量を、電源オンからサーボオンまでのサーボオフ時間ｔ１（図６参照）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ４０に移行する。
【００３３】
Ｓ４０では、消費電力演算部１４はマニピュレータ３０の作業プログラムが起動されるまで、電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。操作者によりマニピュレータ３０の作業プログラムのスタート信号がロボット制御装置１０に入力されると、消費電力演算部１４はＳ５０の判定を「ＹＥＳ」として、Ｓ６０に移行する。
【００３４】
従って、Ｓ５０からは、作業プログラムの再生が開始され、すなわち、図示しないワークに対してマニピュレータ３０により溶接が開始（生産が開始）される。
図４（ｂ）には、モニタ表示部４１に表示した作業プログラムＰ＊＊＊＊の例が示されている。この作業プログラムＰ＊＊＊＊では、ステップ毎に、マニピュレータ３０が実施すべき作業（処理）のコマンド（指令）、及び、その作業（処理）を行う際に必要な各種パラメータ（例えば移動速度等）が記述されており、モーション制御部１３は、ステップ毎のコマンド（指令）とフィードバックに基づいて制御指令をマニピュレータ３０に出力する。
【００３５】
例えば、図４（ｂ）において、ステップ「００１」、及びステップ「００２」での「１００％ ＪＯＩＮＴ」はマニピュレータ３０が出せる最高速度に対する割合を示す１００％の速度で、かつステップ「００１」及びステップ「００２」で教示された目標位置（教示位置）に向かってそれぞれ関節補間（ＪＯＩＮＴ）で移動することを示している。又、ステップ「００３」での「５００ｍｍ／ｓ ＬＩＮ」は、ステップ「００３」で教示された目標位置（教示位置）に向かって５００ｍｍ／ｓの速度で、直線補間（ＬＩＮ）で移動することを示している。
【００３６】
Ｓ６０では、消費電力演算部１４は、Ｓ４０で算出して累積した累積消費電力量を、サーボオンから作業プログラムが再生スタートするまでの時間ｔ２における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ７０に移行する。
【００３７】
Ｓ７０では、作業プログラムにおいてモーション制御部１３が現在処理を行っているステップが終了するまでの間、消費電力演算部１４は電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を次のステップに移行するまで累積する。
【００３８】
Ｓ８０では、消費電力演算部１４は、作業プログラムにおいて、次のステップに移行したか否かを判定し、次のステップに移行した場合は、「ＹＥＳ」と判定して、Ｓ９０に移行する。
【００３９】
Ｓ９０では、消費電力演算部１４は、Ｓ７０で算出して累積した累積消費電力量を、作業プログラムのステップの処理期間ｔＳｎ（ｎ＝１，２，……）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ１００に移行する。
【００４０】
Ｓ１００では、消費電力演算部１４は、作業プログラムが終了したか否かを判定する。Ｓ１００において、作業プログラムが終了していない場合は、次のステップに移行したものとして、Ｓ７０に戻り、次のステップにおける消費電力の算出及び累積消費電力量を累積する。
【００４１】
このため、消費電力演算部１４は、作業プログラムの各ステップにおいて、消費電力の算出が行われるとともに累積消費電力量を取得することになる。
Ｓ１００において、作業プログラムが終了したと判定した場合は、Ｓ１１０に移行して、作業プログラムの再生を終了（すなわち、生産を終了）してからサーボオフ信号が入力されるまでの間、消費電力演算部１４は電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。
【００４２】
なお、作業プログラムが終了したとき、すなわち、作業プログラムの最終ステップではマニピュレータ３０は、予め設定された原点位置に復帰するとともに、サーボモータがサーボロック状態（すなわち、ロボット停止中）となっている。
【００４３】
操作者によりサーボオフ信号がロボット制御装置１０に入力されると、消費電力演算部１４は、Ｓ１２０の判定を「ＹＥＳ」として、Ｓ１３０に移行する。
【００４４】
Ｓ１３０では、消費電力演算部１４は、Ｓ１１０で算出し累積した累積消費電力量を、作業プログラムの再生終了からサーボオフまでの時間ｔ３（図６参照）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ１４０に移行する。
【００４５】
Ｓ１４０では、消費電力演算部１４は、電源オフまでの間、電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。
図示しない電源操作ボックスが有する図示しない電源スイッチが操作者によりオフ操作されると、システムコントロール部１２は、そのオフ操作に基づいて、電磁接触器ＭＣをオフする。
【００４６】
又、前記電源スイッチがオフ操作されると、Ｓ１５０では電源オフか否かの判定を「ＹＥＳ」としてＳ１６０に移行し、Ｓ１６０において、消費電力演算部１４は、Ｓ１４０で算出し累積した累積消費電力量を、サーボオフから電源オフまでのサーボオフ時間ｔ４（図６参照）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、このフローチャートを終了する。
【００４７】
この後、作業者はティーチペンダントＴＰの入力手段を操作することにより、作業プログラムのモニタした結果を記憶部１５から読み出して、モニタ表示部４１に表示させる。
上記作業プログラムの各ステップにおいて取得された累積消費電力量を、ティーチペンダントＴＰのモニタ表示部４１に表示した例を、図５に示す。
【００４８】
図５において、横軸は作業プログラムのステップ（ＳＴＥＰ）を示し、縦軸は消費電力（ＫＶＡ）である。又、同図において、横軸において、「００１」作業プログラムの最初のステップであり、「０１２」は最終ステップである。
【００４９】
同図に示すように、作業プログラムのステップ毎に、累積消費電力量が棒グラフ化されることにより、どのステップの累積消費電力量が多いか少ないかを容易に知ることができる。例えば、図５において、作業プログラムＰ＊＊＊＊のステップ「００２」は、関節補間によりマニピュレータ３０が動作して、エアカットしているが、当該ステップにおいて累積消費電力量が他のステップよりも大きいことが分かる。このことから、このステップの移動距離等を見直すことにより消費電力を抑制することができることがわかる。又、作業プログラムのステップ毎に累積消費電力量を示すことができるため、タクトタイムに影響を与えない範囲で、消費電力量を抑制できるのはどのステップか等、好適な判断材料を提供でき、消費電力を抑制した作業プログラムの修正を行うことが可能となる。
【００５０】
また、図示はしないが、サーボオフ時間ｔ１，サーボオフ時間ｔ４，時間ｔ２，ｔ３の累積消費電力量を、ティーチペンダントＴＰのモニタ表示部４１に前記ステップと同様に表示算出することによっても、どの時間の累積消費電力量が多いか少ないかを容易に知ることができる。このため、どの時間において、消費電力量を抑制できるかの好適な判断材料を提供でき、消費電力を抑制するためには、例えばいずれか時間帯を短くする等の作業の改善を行うことが可能となる。
【００５１】
本実施形態のロボット制御装置１０によれば、下記の特徴がある。
（１） 本実施形態のロボット制御装置１０は、マニピュレータ３０を駆動するサーボモータＭに供給される電力を検出する電力検出部２３（電力検出手段）と、作業プログラムのステップ毎に、電力検出部２３（電力検出手段）が検出して累積消費電力量を記憶する記憶部１５（記憶手段）と、記憶部１５が記憶した作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知するモニタ表示部４１（通知手段）を備える。
【００５２】
この結果、本実施形態によれば、作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの累積消費電力量が記憶されて通知されるため、作業者は作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を知ることができる。このため、作業プログラムのどのステップにおいて、累積消費電力量が大きいことが容易に分かるため、作業者はタクトタイムと消費電力のバランスを取りながら、作業プログラムの修正を行うことが可能となる。
【００５３】
例えば、作業プログラムのステップにおいて、マニピュレータに急加速や急減速があるために、そのステップが他のステップよりも累積消費電力量が大きくなっていた場合、タクトタイムに大きく影響がでない範囲で当該ステップの急加速或いは急減速の程度を変更するように変更すると、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００５４】
（２） 本実施形態のロボット制御装置１０は、電力検出部２３（電力検出手段）は、サーボモータＭに対して電力供給が開始されてからサーボオンがなされるまでのサーボオフ時間ｔ１（第１サーボオフ時間）、及び、サーボオンが解除されるサーボオフがなされてからサーボモータＭに対する電力供給が遮断されるまでのサーボオフ時間ｔ４（第２サーボオフ時間）における消費電力を検出し、記憶部１５（記憶手段）は、第１サーボオフ時間および第２サーボオフ時間における累積消費電力を記憶する。
【００５５】
この結果、本実施形態によれば、電源オンからサーボオンまでのサーボオフ時間ｔ１、及びサーボオンが解除されるサーボオフから電源オフまでのサーボオフ時間ｔ４においての累積消費電力量を作業者は把握できることから、これらの時間の累積消費電力量が大きい場合は、これらの時間を短縮することにより、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００５６】
（３） 本実施形態のロボット制御装置１０では、電力検出部２３（電力検出手段）及び記憶部１５（記憶手段）は、マニピュレータ３０を制御するロボット制御装置に設けられ、モニタ表示部４１（通知手段）は、ロボット制御装置１０と通信が可能な（可搬式操作装置）に設けられた表示手段として構成されて、作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を表示（通知）する。
【００５７】
この結果、本実施形態によれば、ティーチペンダントＴＰのモニタ表示部４１に作業プログラムの各ステップの累積消費電力量が表示されることにより、上記（１）、（２）の効果を容易に実現することができる。
【００５８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように構成してもよい。
・ 前記実施形態では、サーボオフ時間ｔ１，サーボオフ時間ｔ４，時間ｔ２，ｔ３の累積消費電力量を算出するようにしたが、これらの時間の累積消費電力量の算出する処理の全部又はいずれかの一部を省略してもよい。
【００５９】
・ 前記実施形態では、通知手段として、モニタ表示部４１としたが、モニタ表示部４１の代わりに、或いは、モニタ表示部４１の構成にさらに加えて、ロボット制御装置１０に接続したプリンタを通知手段としてもよい、通知手段としてプリンタを使用することにより、グラフ化した、或いは表形式で記述した作業プログラムのステップ、或いは、時間帯と、累積消費電力量との関係を作業者に通知することが可能となる。
【００６０】
・ 実施形態では、一台のマニピュレータ３０と、ロボット制御装置とで説明したが、マニピュレータ３０を複数台、共通のロボット制御装置に接続する場合では、マニピュレータ３０毎に、電力検出部２３を設けるとともに、各電力検出部２３が検出した電流、電圧のデータを主制御部１１にて集計し、作業プログラムの同一ステップ内において、マニピュレータ３０毎の累積消費電力量を記憶部１５にそれぞれ記憶して、モニタするようにしてもよい。また、マニピュレータ３０以外のアクチュエータ（ポジショナ、スライダ、サーボトーチ、サーボガン等）もモニタするようにしても良いことは言うまでもない。
【００６１】
・ 又、工場内の通信ネットワークを利用して、工場内に設置された各マニピュレータに関して、前述の実施形態のようにモニタすれば、温室効果ガスの排出取引に不可欠な節電量の継続的なモニタリングを無理なく行うこともできる。
【符号の説明】
【００６２】
ＭＣ…電磁接触器、ＴＰ…ティーチペンダント（可搬式操作装置）、
１０…ロボット制御装置、１１…主制御部、１２…システムコントロール部、
１３…モーション制御部、１４…消費電力演算部、１５…記憶部（記憶手段）、
１６…通信Ｉ／Ｆ、１７…通信Ｉ／Ｆ、２０…モータ制御部、
２１…通信Ｉ／Ｆ、２３…電力検出部（電力検出手段）、
２５…電源部、３０…マニピュレータ、４１…モニタ表示部（通知手段）、
４２…入力手段、４３…通信Ｉ／Ｆ、５０…モータ駆動回路、
５１…３相交流電源、５２…整流回路、
５３…平滑コンデンサ、５４…半導体スイッチング回路、
５５…シャント抵抗、５６…電流検出部、５７…Ａ／Ｄ変換器、
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ…電圧検出回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットが消費する電力をモニタリングする産業用ロボットの消費電力モニタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、交流電源と負荷との間に電力検出手段を設けて、モニタリングする消費電力モニタ装置が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
特許文献１の消費電力モニタ装置では、交流電源と負荷との間に設けられたインバータ装置に対して、前記インバータ装置に流入する交流電力を前記交流電力検出手段によりモニタリングし、制御装置が前記モニタリング結果と初期データと基づいて節電量を演算してその節電量を表示するようにしている。
【０００３】
特許文献２の消費電力モニタ装置では、交流電圧を整流し平滑する整流回路と、整流回路の電圧が供給されて１次側巻線の電流断続により２次側に所定電圧を発生する変圧回路と、前記変圧回路の１次側出力電圧のオンオフをスイッチングするスイッチング手段と、前記変圧回路の１次側電圧を調整する電圧調整手段とを備え、電圧調整手段の出力に基づいて前記スイッチング手段のターンオン時間を算出し、該ターンオン時間、スイッチング手段のスイッチング周波数、変圧回路の隠田区タンスに基づいて消費電力を測定する制御手段を備えている。
【０００４】
上記の従来技術の消費電力モニタ装置では、時々刻々と変化する消費電力量をモニタリングすることが可能である。そして、これらのモニタリング結果を利用することにより、電気機器の消費電力の節電を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４６７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、産業用ロボットでは、マニピュレータを構成しているアームや外部軸等のアクチュエータを作動させるために複数の電動モータを使用し、種々の作業プログラムに従って作業を行う。この産業用ロボットの消費電力をモニタして、消費電力の節電を行うことが要望されている。
【０００７】
しかし、前記消費電力モニタ装置として使用しても、産業用ロボットでは、作業プログラムに従って前記電動モータを制御していることから、単に電動モータに供される電力をモニタしても、節電の可能なところを簡単に知ることはできない。
【０００８】
本発明の目的は、作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの消費電力が記憶されて通知されることにより、タクトタイムと消費電力のバランスを取りながら、作業プログラムの修正を行うことが可能な産業用ロボットの消費電力モニタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、作業プログラムに従って動作する産業用ロボットの消費電力モニタ装置であって、アクチュエータを駆動するサーボモータに供給される電力を検出する電力検出手段と、前記作業プログラムのステップ毎に、前記電力検出手段が検出して累積した累積消費電力量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶した前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知する通知手段を備えることを特徴とする産業用ロボットの消費電力モニタ装置を要旨としている。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記電力検出手段は、さらに、前記サーボモータに対して電力供給が開始されてからサーボオンがなされるまでの第１サーボオフ時間、及び、サーボオンが解除されるサーボオフがなされてから前記サーボモータに対する電力供給が遮断されるまでの第２サーボオフ時間における消費電力を検出し、前記記憶手段は、前記第１サーボオフ時間および前記第２サーボオフ時間における前記累積消費電力量を記憶することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記電力検出手段及び記憶手段は、前記アクチュエータを制御するロボット制御装置に設けられ、前記通知手段は、前記ロボット制御装置と通信が可能な可搬式操作装置に設けられた表示手段であり、該表示手段により前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの累積消費電力量が記憶されて通知されるため、作業者は作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を知ることができる。このため、作業プログラムのどのステップにおいて、累積消費電力量が大きいことが容易に分かるため、作業者はタクトタイムと消費電力のバランスを取りながら、作業プログラムの修正を行うことが可能となる。例えば、作業プログラムのステップにおいて、マニピュレータに急加速や、急減速があるために、そのステップが他のステップよりも累積消費電力量が大きくなっていた場合、タクトタイムに大きく影響がでない範囲で当該ステップの急加速、或いは急減速の程度を変更するように変更すると、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、サーボモータに対する電力供給開始からサーボオンまでの時間であるサーボオフ時間（日々の稼働開始前の待機時間）、及びサーボオンが解除されるサーボオフがなされてから電力供給が遮断される時間であるサーボオフ時間（稼働終了後の待機時間）においての累積消費電力量を作業者は把握できることから、これらの時間の累積消費電力量が大きい場合は、これらの時間を短縮することにより、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、可搬式操作装置の表示手段に作業プログラムの各ステップの累積消費電力量が表示されることにより、請求項１、請求項２の効果を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の産業ロボットの消費電力モニタ装置を構成するロボット制御装置の機能ブロック図。
【図２】３相交流電源、サーボアンプ、電力検出部のブロック図。
【図３】消費電力演算部が実行する消費電力算出プログラムのフローチャート。
【図４】（ａ）は、ティーチペンダントの概略正面図、（ｂ）は表示画面に表示されたプログラムの説明図。
【図５】作業プログラムのステップ毎に集計された消費電力を棒グラフで表示画面に表示した説明図。
【図６】サーボモータの電源オン、サーボオン、サーボオフ、電源オフのタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の産業ロボットの消費電力モニタ装置を、ロボット制御装置１０に具体化した一実施形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の産業用ロボットを制御するロボット制御装置は、例えばアーク溶接ロボットを制御するロボット制御装置１０である。なお、産業用ロボットを制御するロボット制御装置は、アーク溶接ロボットを制御するロボット制御装置に限定されるものではなく、他の産業用ロボット、例えばハンドリングロボット、塗装ロボット、搬送ロボット等のロボット制御装置としてもよい。
【００１７】
アーク溶接ロボットは、図示しない溶接トーチを備えた６軸の溶接ロボットマニピュレータ（以下、単にマニピュレータという）３０である。マニピュレータ３０はアクチュエータに相当する。図１に示すようにロボット制御装置１０は、主制御部１１、主制御部１１に接続されたモータ制御部２０、及び、主制御部１１並びにモータ制御部２０に電力を供給する制御装置用の電源部２５を備えている。
【００１８】
主制御部１１は、コンピュータからなり、システムコントロール部１２、モーション制御部１３、消費電力演算部１４、マニピュレータ３０の作業プログラム、消費電力算出プログラム等を格納する記憶手段としての記憶部１５、通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１６，１７等がバス１８を介して接続されている。
【００１９】
主制御部１１は、可搬式操作装置としてのティーチペンダントＴＰに通信Ｉ／Ｆ１６を介して通信が可能である。溶接条件（すなわち、溶接電流、溶接電圧等）等の教示データは、ティーチペンダントＴＰを介して入力される。そして、システムコントロール部１２は、入力された教示データを記憶部１５に格納する。図１、図４（ａ）に示すようにティーチペンダントＴＰは、通知手段及び表示手段としてのモニタ表示部４１と、キーや、押しボタン等の入力手段４２と、主制御部１１の通信Ｉ／Ｆ１６と通信を行う通信Ｉ／Ｆ４３を備えている。
【００２０】
モーション制御部１３は、記憶部１５に格納されたマニピュレータ３０の作業プログラムが起動された際、該作業プログラムに従い、通信Ｉ／Ｆ１７を介してモータ制御部２０にマニピュレータ３０を制御するための制御指令を出力する。
【００２１】
消費電力演算部１４は、消費電力算出プログラムに従って後述する電力検出手段としての電力検出部２３から送信されたモータ電圧値及びモータ電流値に基づいてマニピュレータ３０が備えているサーボモータＭの消費電力を演算し、その演算した累積結果を累積消費電力量として記憶部１５に格納する。記憶部１５は例えば、ハードディスク等の書き込み読出し可能な記憶装置により構成されている。
【００２２】
モータ制御部２０は、図１に示すように、通信Ｉ／Ｆ１７と通信を行う通信Ｉ／Ｆ２１、モーション制御部１３からの制御指令に基づき、マニピュレータ３０の各アームに設けられたサーボモータＭ（図２参照）を駆動するサーボアンプ２２、及びサーボモータＭに３相交流電源５１から供給される電力を検出する電力検出部２３等を備えている。
【００２３】
なお、図２では、説明の便宜上、マニピュレータ３０の各軸に設けられた複数のサーボモータのうち、１つのサーボモータＭのサーボアンプのみ図示しているが、マニピュレータ３０の他のサーボモータについても同様のサーボアンプを備えている。
【００２４】
サーボアンプ２２は、３相交流電源５１から出力される３相交流を整流する整流回路５２と、整流回路５２の整流出力を平滑する大容量の平滑コンデンサ５３と、平滑コンデンサ５３により平滑された直流が入力され、該直流を前記制御指令に基づきＰＷＭ変換した３相交流をサーボモータＭに出力するインバータ５４を備えている。図２に示すように３相交流電源５１と整流回路５２との間は電磁接触器ＭＣの接点ＭＣａを介して接続されている。電磁接触器ＭＣは、図示しない電源操作ボックスに接続されて、電源操作ボックスに設けられた電源スイッチのオン信号又はオフ信号の入力によりオン又はオフが可能である。
【００２５】
電力検出部２３は、インバータ５４よりサーボモータＭへ流れるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の電流値をシャント抵抗５５により検出する電流検出部５６と、電流検出部５６により検出された電流値に比例したアナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５７を備えている。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器５７は、ディジタル信号に変換した電流値を示すディジタル信号（以下、電流値信号という）を、通信Ｉ／Ｆ２１へ所定のサンプリング周期で出力する。
又、電力検出部２３は、サーボアンプ２２のインバータ５４とサーボモータＭ間における各相間の電圧を検出する電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃを備えている。電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相間の電圧を分圧し、各相間の電圧に比例する電圧をＡ／Ｄ変換器５７へ出力する。Ａ／Ｄ変換器５７は、電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃにより検出された電圧をディジタル値に変換し、そのディジタル信号（以下、電圧値信号という）を、通信Ｉ／Ｆ２１へ前記所定のサンプリング周期で出力する。
【００２７】
又、モーション制御部１３は、通信Ｉ／Ｆ２１及び通信Ｉ／Ｆ１７を介して、入力した電流値信号を電流フィードバック値として取り込み、電流フィードバック値と、該作業プログラムに記述された各種指令とに基づいて所定の演算処理を行って前記制御指令を、インバータ５４に出力する。
【００２８】
又、通信Ｉ／Ｆ２１は、Ａ／Ｄ変換器５７が出力した電流値信号と電圧値信号とを通信Ｉ／Ｆ１７を介して消費電力演算部１４に送信する。
電力検出部２３は、電流検出部５６、電圧検出回路５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、Ａ／Ｄ変換器５７により構成されている。
【００２９】
（実施形態の作用）
さて、上記のように構成されたロボット制御装置１０の作用を、図３〜図６を参照して説明する。
【００３０】
図示しない電源操作ボックスが有する図示しない電源スイッチが操作者によりオン操作されると（以下、この操作のことを単に電源オンといい、逆の操作であるオフ操作のことを電源オフという。）、システムコントロール部１２は、そのオン操作に基づいて、電磁接触器ＭＣをオンする。又、消費電力演算部１４は、記憶部１５に格納している消費電力算出プログラムを起動する。
【００３１】
図３は消費電力算出プログラムのフローチャートである。消費電力演算部１４は、図３に示すＳ１０では、サーボオン信号が入力されるまでの時間、電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。操作者がティーチペンダントＴＰの図示しないサーボオンスイッチが操作されてサーボ指令としてのサーボオン信号がティーチペンダントＴＰからロボット制御装置１０に入力されると、Ｓ２０の判定を「ＹＥＳ」として、Ｓ３０に移行する。このサーボオン信号により、マニピュレータ３０の各サーボモータは、予め設定された位置でサーボロックされる。
【００３２】
Ｓ３０では、消費電力演算部１４は、Ｓ１０で算出し累積した累積消費電力量を、電源オンからサーボオンまでのサーボオフ時間ｔ１（図６参照）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ４０に移行する。
【００３３】
Ｓ４０では、消費電力演算部１４はマニピュレータ３０の作業プログラムが起動されるまで、電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。操作者によりマニピュレータ３０の作業プログラムのスタート信号がロボット制御装置１０に入力されると、消費電力演算部１４はＳ５０の判定を「ＹＥＳ」として、Ｓ６０に移行する。
【００３４】
従って、Ｓ５０からは、作業プログラムの再生が開始され、すなわち、図示しないワークに対してマニピュレータ３０により溶接が開始（生産が開始）される。
図４（ｂ）には、モニタ表示部４１に表示した作業プログラムＰ＊＊＊＊の例が示されている。この作業プログラムＰ＊＊＊＊では、ステップ毎に、マニピュレータ３０が実施すべき作業（処理）のコマンド（指令）、及び、その作業（処理）を行う際に必要な各種パラメータ（例えば移動速度等）が記述されており、モーション制御部１３は、ステップ毎のコマンド（指令）とフィードバックに基づいて制御指令をマニピュレータ３０に出力する。
【００３５】
例えば、図４（ｂ）において、ステップ「００１」、及びステップ「００２」での「１００％ ＪＯＩＮＴ」はマニピュレータ３０が出せる最高速度に対する割合を示す１００％の速度で、かつステップ「００１」及びステップ「００２」で教示された目標位置（教示位置）に向かってそれぞれ関節補間（ＪＯＩＮＴ）で移動することを示している。又、ステップ「００３」での「５００ｍｍ／ｓ ＬＩＮ」は、ステップ「００３」で教示された目標位置（教示位置）に向かって５００ｍｍ／ｓの速度で、直線補間（ＬＩＮ）で移動することを示している。
【００３６】
Ｓ６０では、消費電力演算部１４は、Ｓ４０で算出して累積した累積消費電力量を、サーボオンから作業プログラムが再生スタートするまでの時間ｔ２における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ７０に移行する。
【００３７】
Ｓ７０では、作業プログラムにおいてモーション制御部１３が現在処理を行っているステップが終了するまでの間、消費電力演算部１４は電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を次のステップに移行するまで累積する。
【００３８】
Ｓ８０では、消費電力演算部１４は、作業プログラムにおいて、次のステップに移行したか否かを判定し、次のステップに移行した場合は、「ＹＥＳ」と判定して、Ｓ９０に移行する。
【００３９】
Ｓ９０では、消費電力演算部１４は、Ｓ７０で算出して累積した累積消費電力量を、作業プログラムのステップの処理期間ｔＳｎ（ｎ＝１，２，……）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ１００に移行する。
【００４０】
Ｓ１００では、消費電力演算部１４は、作業プログラムが終了したか否かを判定する。Ｓ１００において、作業プログラムが終了していない場合は、次のステップに移行したものとして、Ｓ７０に戻り、次のステップにおける消費電力の算出及び累積消費電力量を累積する。
【００４１】
このため、消費電力演算部１４は、作業プログラムの各ステップにおいて、消費電力の算出が行われるとともに累積消費電力量を取得することになる。
Ｓ１００において、作業プログラムが終了したと判定した場合は、Ｓ１１０に移行して、作業プログラムの再生を終了（すなわち、生産を終了）してからサーボオフ信号が入力されるまでの間、消費電力演算部１４は電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。
【００４２】
なお、作業プログラムが終了したとき、すなわち、作業プログラムの最終ステップではマニピュレータ３０は、予め設定された原点位置に復帰するとともに、サーボモータがサーボロック状態（すなわち、ロボット停止中）となっている。
【００４３】
操作者によりサーボオフ信号がロボット制御装置１０に入力されると、消費電力演算部１４は、Ｓ１２０の判定を「ＹＥＳ」として、Ｓ１３０に移行する。
【００４４】
Ｓ１３０では、消費電力演算部１４は、Ｓ１１０で算出し累積した累積消費電力量を、作業プログラムの再生終了からサーボオフまでの時間ｔ３（図６参照）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、Ｓ１４０に移行する。
【００４５】
Ｓ１４０では、消費電力演算部１４は、電源オフまでの間、電力検出部２３から送信された電流値信号及び電圧値信号に基づいて消費電力を算出し、その算出結果を累積する。
図示しない電源操作ボックスが有する図示しない電源スイッチが操作者によりオフ操作されると、システムコントロール部１２は、そのオフ操作に基づいて、電磁接触器ＭＣをオフする。
【００４６】
又、前記電源スイッチがオフ操作されると、Ｓ１５０では電源オフか否かの判定を「ＹＥＳ」としてＳ１６０に移行し、Ｓ１６０において、消費電力演算部１４は、Ｓ１４０で算出し累積した累積消費電力量を、サーボオフから電源オフまでのサーボオフ時間ｔ４（図６参照）における累積消費電力量として、記憶部１５に格納した後、このフローチャートを終了する。
【００４７】
この後、作業者はティーチペンダントＴＰの入力手段を操作することにより、作業プログラムのモニタした結果を記憶部１５から読み出して、モニタ表示部４１に表示させる。
上記作業プログラムの各ステップにおいて取得された累積消費電力量を、ティーチペンダントＴＰのモニタ表示部４１に表示した例を、図５に示す。
【００４８】
図５において、横軸は作業プログラムのステップ（ＳＴＥＰ）を示し、縦軸は消費電力（ＫＶＡ）である。又、同図において、横軸において、「００１」作業プログラムの最初のステップであり、「０１２」は最終ステップである。
【００４９】
同図に示すように、作業プログラムのステップ毎に、累積消費電力量が棒グラフ化されることにより、どのステップの累積消費電力量が多いか少ないかを容易に知ることができる。例えば、図５において、作業プログラムＰ＊＊＊＊のステップ「００２」は、関節補間によりマニピュレータ３０が動作して、エアカットしているが、当該ステップにおいて累積消費電力量が他のステップよりも大きいことが分かる。このことから、このステップの移動距離等を見直すことにより消費電力を抑制することができることがわかる。又、作業プログラムのステップ毎に累積消費電力量を示すことができるため、タクトタイムに影響を与えない範囲で、消費電力量を抑制できるのはどのステップか等、好適な判断材料を提供でき、消費電力を抑制した作業プログラムの修正を行うことが可能となる。
【００５０】
また、図示はしないが、サーボオフ時間ｔ１，サーボオフ時間ｔ４，時間ｔ２，ｔ３の累積消費電力量を、ティーチペンダントＴＰのモニタ表示部４１に前記ステップと同様に表示算出することによっても、どの時間の累積消費電力量が多いか少ないかを容易に知ることができる。このため、どの時間において、消費電力量を抑制できるかの好適な判断材料を提供でき、消費電力を抑制するためには、例えばいずれか時間帯を短くする等の作業の改善を行うことが可能となる。
【００５１】
本実施形態のロボット制御装置１０によれば、下記の特徴がある。
（１） 本実施形態のロボット制御装置１０は、マニピュレータ３０を駆動するサーボモータＭに供給される電力を検出する電力検出部２３（電力検出手段）と、作業プログラムのステップ毎に、電力検出部２３（電力検出手段）が検出して累積消費電力量を記憶する記憶部１５（記憶手段）と、記憶部１５が記憶した作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知するモニタ表示部４１（通知手段）を備える。
【００５２】
この結果、本実施形態によれば、作業プログラムのステップ毎に産業用ロボットの累積消費電力量が記憶されて通知されるため、作業者は作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を知ることができる。このため、作業プログラムのどのステップにおいて、累積消費電力量が大きいことが容易に分かるため、作業者はタクトタイムと消費電力のバランスを取りながら、作業プログラムの修正を行うことが可能となる。
【００５３】
例えば、作業プログラムのステップにおいて、マニピュレータに急加速や急減速があるために、そのステップが他のステップよりも累積消費電力量が大きくなっていた場合、タクトタイムに大きく影響がでない範囲で当該ステップの急加速或いは急減速の程度を変更するように変更すると、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００５４】
（２） 本実施形態のロボット制御装置１０は、電力検出部２３（電力検出手段）は、サーボモータＭに対して電力供給が開始されてからサーボオンがなされるまでのサーボオフ時間ｔ１（第１サーボオフ時間）、及び、サーボオンが解除されるサーボオフがなされてからサーボモータＭに対する電力供給が遮断されるまでのサーボオフ時間ｔ４（第２サーボオフ時間）における消費電力を検出し、記憶部１５（記憶手段）は、第１サーボオフ時間および第２サーボオフ時間における累積消費電力を記憶する。
【００５５】
この結果、本実施形態によれば、電源オンからサーボオンまでのサーボオフ時間ｔ１、及びサーボオンが解除されるサーボオフから電源オフまでのサーボオフ時間ｔ４においての累積消費電力量を作業者は把握できることから、これらの時間の累積消費電力量が大きい場合は、これらの時間を短縮することにより、累積消費電力量を抑制して節電することが可能となる。
【００５６】
（３） 本実施形態のロボット制御装置１０では、電力検出部２３（電力検出手段）及び記憶部１５（記憶手段）は、マニピュレータ３０を制御するロボット制御装置に設けられ、モニタ表示部４１（通知手段）は、ロボット制御装置１０と通信が可能な（可搬式操作装置）に設けられた表示手段として構成されて、作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を表示（通知）する。
【００５７】
この結果、本実施形態によれば、ティーチペンダントＴＰのモニタ表示部４１に作業プログラムの各ステップの累積消費電力量が表示されることにより、上記（１）、（２）の効果を容易に実現することができる。
【００５８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように構成してもよい。
・ 前記実施形態では、サーボオフ時間ｔ１，サーボオフ時間ｔ４，時間ｔ２，ｔ３の累積消費電力量を算出するようにしたが、これらの時間の累積消費電力量の算出する処理の全部又はいずれかの一部を省略してもよい。
【００５９】
・ 前記実施形態では、通知手段として、モニタ表示部４１としたが、モニタ表示部４１の代わりに、或いは、モニタ表示部４１の構成にさらに加えて、ロボット制御装置１０に接続したプリンタを通知手段としてもよい、通知手段としてプリンタを使用することにより、グラフ化した、或いは表形式で記述した作業プログラムのステップ、或いは、時間帯と、累積消費電力量との関係を作業者に通知することが可能となる。
【００６０】
・ 実施形態では、一台のマニピュレータ３０と、ロボット制御装置とで説明したが、マニピュレータ３０を複数台、共通のロボット制御装置に接続する場合では、マニピュレータ３０毎に、電力検出部２３を設けるとともに、各電力検出部２３が検出した電流、電圧のデータを主制御部１１にて集計し、作業プログラムの同一ステップ内において、マニピュレータ３０毎の累積消費電力量を記憶部１５にそれぞれ記憶して、モニタするようにしてもよい。また、マニピュレータ３０以外のアクチュエータ（ポジショナ、スライダ、サーボトーチ、サーボガン等）もモニタするようにしても良いことは言うまでもない。
【００６１】
・ 又、工場内の通信ネットワークを利用して、工場内に設置された各マニピュレータに関して、前述の実施形態のようにモニタすれば、温室効果ガスの排出取引に不可欠な節電量の継続的なモニタリングを無理なく行うこともできる。
【符号の説明】
【００６２】
ＭＣ…電磁接触器、ＴＰ…ティーチペンダント（可搬式操作装置）、
１０…ロボット制御装置、１１…主制御部、１２…システムコントロール部、
１３…モーション制御部、１４…消費電力演算部、１５…記憶部（記憶手段）、
１６…通信Ｉ／Ｆ、１７…通信Ｉ／Ｆ、２０…モータ制御部、
２１…通信Ｉ／Ｆ、２３…電力検出部（電力検出手段）、
２５…電源部、３０…マニピュレータ、４１…モニタ表示部（通知手段）、
４２…入力手段、４３…通信Ｉ／Ｆ、５０…モータ駆動回路、
５１…３相交流電源、５２…整流回路、
５３…平滑コンデンサ、５４…半導体スイッチング回路、
５５…シャント抵抗、５６…電流検出部、５７…Ａ／Ｄ変換器、
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ…電圧検出回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業プログラムに従って動作する産業用ロボットの消費電力モニタ装置であって、
アクチュエータを駆動するサーボモータに供給される電力を検出する電力検出手段と、
前記作業プログラムのステップ毎に、前記電力検出手段が検出して累積した累積消費電力量を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶した前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知する通知手段を備えることを特徴とする産業用ロボットの消費電力モニタ装置。
【請求項２】
前記電力検出手段は、さらに、前記サーボモータに対して電力供給が開始されてからサーボオンがなされるまでの第１サーボオフ時間、及び、サーボオンが解除されるサーボオフがなされてから前記サーボモータに対する電力供給が遮断されるまでの第２サーボオフ時間における消費電力を検出し、
前記記憶手段は、前記第１サーボオフ時間および前記第２サーボオフ時間における前記累積消費電力量を記憶することを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボットの消費電力モニタ装置。
【請求項３】
前記電力検出手段及び記憶手段は、前記アクチュエータを制御するロボット制御装置に設けられ、前記通知手段は、前記ロボット制御装置と通信が可能な可搬式操作装置に設けられた表示手段であり、
該表示手段により前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の産業用ロボットの消費電力モニタ装置。
【請求項１】
作業プログラムに従って動作する産業用ロボットの消費電力モニタ装置であって、
アクチュエータを駆動するサーボモータに供給される電力を検出する電力検出手段と、
前記作業プログラムのステップ毎に、前記電力検出手段が検出して累積した累積消費電力量を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶した前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知する通知手段を備えることを特徴とする産業用ロボットの消費電力モニタ装置。
【請求項２】
前記電力検出手段は、さらに、前記サーボモータに対して電力供給が開始されてからサーボオンがなされるまでの第１サーボオフ時間、及び、サーボオンが解除されるサーボオフがなされてから前記サーボモータに対する電力供給が遮断されるまでの第２サーボオフ時間における消費電力を検出し、
前記記憶手段は、前記第１サーボオフ時間および前記第２サーボオフ時間における前記累積消費電力量を記憶することを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボットの消費電力モニタ装置。
【請求項３】
前記電力検出手段及び記憶手段は、前記アクチュエータを制御するロボット制御装置に設けられ、前記通知手段は、前記ロボット制御装置と通信が可能な可搬式操作装置に設けられた表示手段であり、
該表示手段により前記作業プログラムのステップ毎の累積消費電力量を通知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の産業用ロボットの消費電力モニタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６３４７５（Ｐ２０１３−６３４７５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２０２６（Ｐ２０１１−２０２０２６）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]