特許 5778891 ロボット制御装置

(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】5778891

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】ロボット制御装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20150827BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/06

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2010-15783(P2010-15783)

(22)【出願日】2010年1月27日

(65)【公開番号】特開2011-152612(P2011-152612A)

(43)【公開日】2011年8月11日

【審査請求日】2013年1月10日

【審判番号】不服2014-11302(P2014-11302/J1)

【審判請求日】2014年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宗藤 康治

(72)【発明者】

【氏名】北辻 博明

【合議体】

【審判長】 栗田 雅弘

【審判官】 石川 好文

【審判官】 原 泰造

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１５５２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３７４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００５／０３６２８８（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１４６０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−９７４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

B25J 1/00-21/02

G05B 19/18-19/416

G05B 19/42-19/46

B23Q 15/00-15/28

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットの速度を監視するロボット制御装置において、
ロボットの動作速度（以下、単に速度という）を検出する速度検出器と、
前記ロボットの動作を制御するロボット制御器と、
前記ロボット制御器が外部からの停止命令による前記ロボットの停止制御を開始した後、前記速度検出器で検出されたロボットの速度と第１所定時間で予め定められた最高速度から０へ減少する比較速度とを比較する速度比較器と、
前記速度比較器による比較の結果、前記ロボットの速度が前記比較速度を超えた場合に、前記ロボットへの電力供給を遮断する電力供給遮断器と、を備え、
前記比較速度は、前記ロボットが停止動作を開始した時刻から前記第１所定時間経過後に前記ロボットの速度が前記最高速度から０となるような比較速度関数に基づいて定められ、
前記第１所定時間は、前記予め定められた最高速度からロボットが停止するまで減速するのに要する、許容される最大の時間として予め定められる、ロボット制御装置。

【請求項2】

前記電力供給遮断器は、前記ロボットの速度が前記比較速度を超えた時間が第２所定時間以上経過した場合に、前記ロボットへの電力供給を遮断する、請求項１に記載のロボット制御装置。

【請求項3】

前記比較速度は、時間の単調減少関数である、請求項１又は２に記載のロボット制御装置。

【請求項4】

前記比較速度は、時間の一次関数である、請求項３に記載のロボット制御装置。

【請求項5】

前記速度検出器は、前記ロボットを駆動するサーボモータの回転を検出するエンコーダの出力を検出することにより前記ロボットの速度を検出する、請求項１〜４の何れかに記載のロボット制御装置。

【請求項6】

前記電力供給遮断器は、前記ロボットの速度が予め定められた停止速度以下となった場合に、前記ロボットへの電力供給を遮断する、請求項１〜５の何れかに記載のロボット制御装置。

【請求項7】

前記電力供給遮断器は、前記ロボットの速度が前記比較速度を超えない限り、前記ロボットの速度が０になっても前記ロボットへの電力供給を維持する、請求項１〜５の何れかに記載のロボット制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、緊急時等においてロボットを停止制御するためのロボット制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

産業ロボットとして用いられる多軸ロボット等のロボットにおいては、人や障害物が作業領域に立ち入ったり、動作不良が生じたりした場合等の緊急時に、ロボットを緊急停止させて安全性を確保する必要がある。ロボットの緊急停止時においては、危険度や作業状況（物品の保持状況等）等に応じて複数の停止態様を切り替えている。例えば、ＩＥＣ６０２０４−１やＩＳＯ１０２１８−１規格においては、停止命令を受けるとすぐにロボットへの電力供給を遮断してロボットを停止させる停止カテゴリ０と、停止命令を受けるとロボットを停止制御させてロボット停止後に電力供給を遮断する停止カテゴリ１と、同じく停止命令を受けるとロボットを停止制御させてロボット停止後に電力供給を保持しつつロボットの停止状態を監視する停止カテゴリ２との３つのカテゴリに分類された複数の停止態様が規定されている。このうち、停止カテゴリ１及び２のように、ロボットを制御により停止させる場合、安全性を確保するためには、予め定めた時間内に確実に停止させる必要がある。

【0003】

このようにロボットを制御して停止させる場合において予め定められた時間内に確実に停止させる構成として、例えば下記特許文献１のような構成が公知となっている。特許文献１の構成によれば、停止命令を受けるとロボットを停止制御させるが、停止制御中のロボットの速度が停止命令を受けたときの速度（初期速度）以上となった場合、ロボットへの電力供給を遮断してロボットを停止させる（停止カテゴリを１又は２から０へ切り替える）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００１−５２５２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、多軸ロボットを直線補間（ロボットの先端部の移動経路が直線となる動作制御）等を用いてロボットの各軸が同期した状態で動作させている場合、ロボットの各軸の動作速度は、一時的に初期速度を超える場合があるため、上記特許文献１の構成において、ロボットの各軸の動作速度を監視すると、正常な停止制御が行われているにも拘わらず、停止カテゴリ０への切り替えを行ってしまう場合がある。例えば、物品を保持している状態において、電力供給を遮断することにより急制動をかけてしまうと物品を飛散させてしまう等の問題が生じ得るため、なるべくロボットを制御して物品に衝撃が加わらないように（物品を保持したまま）停止させることが望まれる。従って、ロボットを制御して停止させる状況下においては、なるべく停止制御を維持することが望まれる。

【0006】

また、停止命令を受けたにも拘わらず減速せず等速動作を維持するような異常が発生した場合、上記特許文献１の構成においては、異常の発生を検出することができず、停止カテゴリ０への切り替えが行われないため、予め定めた時間内にロボットを停止させることができない問題がある。

【0007】

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、ロボットの停止制御をなるべく維持しつつ、ロボットを予め定めた時間内に確実に停止させることができるロボット制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るロボット制御装置は、ロボットの速度を監視するロボット制御装置において、ロボットの動作速度（以下、単に速度という）を検出する速度検出器と、前記ロボットの動作を制御するロボット制御器と、前記ロボット制御器が前記ロボットの停止制御を開始した後、前記速度検出器で検出されたロボットの速度と第１所定時間で最高速度から０へ減少する比較速度とを比較する速度比較器と、前記速度比較器による比較の結果、前記ロボットの速度が前記比較速度を超えた場合に、前記ロボットへの電力供給を遮断する電力供給遮断器と、を備えている。

【0009】

上記構成によれば、停止制御が開始されたロボットの速度が速度検出器で検出され、比較速度と比較される。比較速度は、ロボットの速度が所定時間で最高速度から０へ減少するので、この所定時間を、ロボットが停止するまで減速するのに要する最大の時間として規定することができる。従って、ロボットの速度が一時的に上昇した場合でも、その速度は正常動作である限り最高速度以下であり、比較速度を超えない。すなわち、ロボットの速度が比較速度を超えた場合には、異常が発生したものと判定することができる。また、比較対象である比較速度も時間とともに減少するため、停止命令を受けたにも拘らずロボットが減速されず等速動作を維持するような異常が発生した場合でも、確実に異常を検出することができる。そして、これらのような異常が生じた場合には、電力供給遮断器によりロボットへの電力供給が遮断される。従って、ロボットの停止制御をなるべく維持しつつ、ロボットを予め定めた時間内に確実に停止させることができる。

【0010】

なお、ロボットの速度は、ロボットの各軸の速度であってもよいし、ロボットの動作を直線補間等で補間演算した際の補間速度（例えば直線速度等）であってもよい。

【0011】

前記電力供給遮断器は、前記ロボットの速度が前記比較速度を超えた時間が第２所定時間以上経過した場合に、前記ロボットへの電力供給を遮断するよう構成されてもよい。これにより、速度の誤検出等によって一時的にロボットの速度が比較速度を超えた場合であっても、第２所定時間以上経過しない限り、ロボットへの電力供給を遮断しないため、より適正な制御を行うことができる。

【0012】

前記比較速度は、時間の単調減少関数であってもよい。さらに、前記比較速度は、時間の一次関数であってもよい。これによれば、比較速度関数を求める演算量を低減しつつ、ロボットの停止態様の選択を適正に行うことができる。

【0013】

前記速度検出器は、前記ロボットを駆動するサーボモータの回転を検出するエンコーダからの出力を検出することにより前記ロボットの速度を検出するよう構成されてもよい。速度検出器がロボットからのエンコーダ出力を検出することにより、別途速度を検出するセンサ等を設けることなく当該ロボットの速度を高精度に検出することができる。

【0014】

前記電力供給遮断器は、前記ロボットの速度が予め定められた停止速度以下となった場合に、前記ロボットへの電力供給を遮断するよう構成されてもよい。これにより、停止カテゴリ１の停止制御をなるべく維持しつつロボットを予め定めた時間内に確実に停止させることができる。

【0015】

前記電力供給遮断器は、前記ロボットの速度が前記比較速度を超えない限り、前記ロボットの速度が０になっても前記ロボットへの電力供給を維持するよう構成されてもよい。これにより、停止カテゴリ２の停止制御をなるべく維持しつつロボットを予め定めた時間内に確実に停止させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明は以上に説明したように構成され、ロボットの停止制御をなるべく維持しつつ、ロボットを予め定めた時間内に確実に停止させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係るロボット制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示すロボット制御装置における制御の流れを示すフローチャートである。

【図3】図１に示すロボット制御装置における停止制御時のロボットの速度変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。図１は本発明の一実施形態に係るロボット制御装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態のロボット制御装置１は、ロボット２の動作制御に適用される。なお、本実施形態においては、図１に示すように１つのロボット２を制御する例について説明するが、複数のロボットで１つのロボットセルを構成するロボットシステムにおいても適用可能である。

【0019】

ロボット２は、例えば、複数軸回りに回動可能なマニピュレータ２１と、当該マニピュレータ２１の駆動部２３とを有している。駆動部２３には、マニピュレータ２１の各軸に対応する複数のサーボモータ２２が設けられている。また、複数のサーボモータ２２の各モータ軸には、それぞれの回転角（量）を検出可能なエンコーダ２４が設けられている。なお、ロボット２は、マニピュレータには限定されず、どのような態様のものでもよい。

【0020】

ロボット制御装置１は、ロボット２を動作させるサーボアンプ１１を備えている。サーボアンプ１１は、例えば、出力を制御可能な電力変換器を備えたモータ制御装置で構成され、後述するロボット制御器１２からの制御命令に従って制御した電力を、対応するサーボモータ２２に供給してこれを回転させることによりロボット２（マニピュレータ２１）を動作させる。ロボット２の制御命令は、ロボット制御器１２で生成され、サーボアンプ１１に送られる。また、ロボット制御器１２には、エンコーダ２４の出力が入力され、ロボット２がフィードバック制御される。さらにロボット制御器１２には、後述する外部からの停止信号が入力されるよう構成されており、外部からの停止命令（停止信号等）及びロボット２の状態（制御状況）に応じて各サーボモータ２２を制御することによりロボット２を停止制御する。さらに、サーボアンプ１１は、電源３からの電力をロボット２に供給するよう構成されている。

【0021】

このようにサーボアンプ１１は、ロボット制御器１２からの制御命令に基づいて、ロボット２の各サーボモータ２２の動作制御及び電力供給制御を行う。

【0022】

電源３とサーボアンプ１１との間の電力供給路には、電源３からサーボアンプ１１への電力供給を実行又は遮断する電力供給スイッチ１３が設けられている。電力供給スイッチ１６は、例えば、マグネットコンタクタ等が適用可能である。

【0023】

本実施形態のロボット制御装置１は、ロボット２のエンコーダ出力および外部からの停止命令に基づいてロボット２への電力供給を遮断する安全ユニット１４を備えている。安全ユニット１４は、駆動部２３のエンコーダ２４からの出力を取り込み、フィルタリング等を行うインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１５と、インターフェイス１５が取り込んだエンコーダ出力に基づいてロボット２の速度に関する演算を行う演算器１６と、各種データを記憶する記憶器１７と、演算器１６で演算された結果に基づいて電力供給スイッチ１３を電力供給状態から電力遮断状態へ切り替える電力供給遮断回路１８とを有している。

【0024】

安全ユニット１４は、例えば、マイクロコンピュータを備えており、演算器１６には、例えばこのマイクロコンピュータのＣＰＵが用いられる。また、記憶器１７には例えばこのマイクロコンピュータの内部メモリが用いられる。演算器１６と記憶器１７とは相互に接続されている。記憶器１７には制御プログラムが格納されている。さらに、記憶器１７は、各種データを記憶する。また、演算器１６は、記憶器１７に格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、演算等の処理や制御を行う。具体的には、演算器１６は、外部からの停止命令及びインターフェイス１５が取り込んだロボット２のエンコーダ出力に基づいて速度比較演算を含む処理を行い、これらの処理結果を記憶器１７に記憶し、あるいは処理結果に基づいて電力供給遮断回路１８を制御する。

【0025】

なお、本実施形態においては、ロボット制御器１２とは別に安全ユニット１４を設けた構成について説明しているが、ロボット制御器１２に安全ユニット１４が設けられた構成としてもよいし、ロボット制御器１２が安全ユニット１４として機能するよう構成してもよい。

【0026】

ここで、外部からの停止命令は、通常の停止操作による通常停止命令及び緊急時における緊急停止命令を含んでいる。通常の停止操作による通常停止命令は、例えばロボット２とは離間して配置されたコンピュータ等の遠隔操作部（図示せず）から操作入力した信号等を含み、通常停止命令を受信したロボット２は、例えば停止カテゴリ２の停止制御により停止される。この場合、通常停止命令を受けるとロボット制御器１２はロボット２を停止制御させてロボット２の停止後に電力供給を保持しつつロボット２の停止状態を監視する。

【0027】

また、緊急停止命令は、例えばロボット２の近傍又は対応する制御パネル近傍に設けられた非常停止ボタン（図示せず）を操作した際に生成される非常停止命令や、ライトカーテン等の侵入センサがロボット２の周囲の所定範囲内に人体等が侵入したことを検出した際に生成される侵入検出信号等を含む。緊急停止命令を受信したロボット２は、例えば停止カテゴリ１又は停止カテゴリ０の停止制御により停止される。例えば、非常停止ボタンを操作した際には停止カテゴリ０で停止制御され、侵入センサが侵入を検出した際には停止カテゴリ１で停止制御されることとしてもよい。この場合、緊急停止命令を受けるとロボット制御器１２は緊急停止命令に応じてすぐにロボット２への電力供給を遮断してロボット２を停止させたり、ロボット２を停止制御させてロボット２の停止後に電力供給を遮断したりする。

【0028】

なお、同じ送信源からの緊急停止命令であっても、ロボット２の状況（制御モード、物を把持しているか否か等）に応じて停止カテゴリを切り替えることとしてもよい。

【0029】

演算器１６は、インターフェイス１５が取り込んだロボット２のエンコーダ出力に基づいてロボット２の速度を検出する速度検出部１６ａとして機能する。ロボット２の速度とは、ロボット２の動作速度を意味し、具体的には、マニピュレータ２１の個々の部分（リンク（アーム部材）、ハンド（ツール）等）の移動速度を意味する。すなわち、エンコーダ２４および速度検出部１６ａは、速度検出器を構成する。さらに、演算器１６は、ロボット２の速度が所定時間（第１所定時間）で最高速度から０へ減少するような比較速度関数を演算する比較速度関数演算部１６ｂとしても機能する。また、演算器１６は、ロボット制御器１２によるロボットの減速開始時から速度検出器で検出されたロボット２の速度と、比較速度関数演算部１６ｂで演算された比較速度関数に基づいた比較速度とを比較する速度比較部１６ｃとしても機能する。すなわち、比較速度関数演算部１６ｂ及び速度比較部１６ｃは、速度比較器を構成する。さらに、演算器１６は、速度比較器においてロボット２の速度が比較速度を超えた場合に、電力供給遮断回路１８をロボット２への電力供給を遮断するように制御する電力供給遮断部１６ｄとしても機能する。すなわち、電力供給遮断部１６ｄ及び電力供給遮断回路１８は、電力供給遮断器を構成する。

【0030】

図２は図１に示すロボット制御装置における制御の流れを示すフローチャートである。まず、サーボアンプ１１へ電源３から電力供給されることにより、ロボット２が動作可能状態となるように、電力供給スイッチ１３がＯＮ状態となる。この状態で、サーボアンプ１１は、ロボット制御器１２からの制御命令に基づいてロボット２の各サーボモータ２２を制御する。これにより、ロボット２が動作制御される。

【0031】

このようなロボット２の動作状態において、安全ユニット１４の演算器１６は、図２に示すように、外部からの停止命令が入力されるかどうかを監視する（ステップＳ１）。外部からの停止命令が入力された場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、演算器１６は、停止命令及び／又はロボット２の制御状況に基づいて、ロボット２を制御して停止させるか否か、すなわち、停止カテゴリが０以外か否かを判定する（ステップＳ２）。

【0032】

停止カテゴリが０以外の場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、ロボット２を制御して停止させるために、演算器１６は、比較速度関数演算部１６ｂとして機能し、比較速度関数を演算する。具体的には、ロボット２のサーボモータ２２の能力等に基づいてロボット２の速度が所定時間（第１所定時間）で最高速度から０へ減少するような比較速度関数を演算する（ステップＳ３）。

【0033】

図３は図１に示すロボット制御装置における停止制御時のロボットの速度変化を示すグラフである。本実施形態においては、ロボット２が等速で移動している状態を例にとって説明する。比較速度関数ｆ（ｔ）は、安全ユニット１４の演算器１６が停止命令を受けた時刻をｔ_０とし、ｔ_０から所定時間経過後の時刻ｔ_１からさらに所定時間経過後の時刻ｔ_２までにロボット２の速度が最高速度Ｖ_ｍから０となる関数として演算される。本実施形態において、比較速度関数ｆ（ｔ）は単調減少関数であり、より詳しくは、一次関数である。具体的には、比較速度関数は、ｆ（ｔ）＝−（Ｖ_ｍ／（ｔ_２−ｔ_１））ｔ＋Ｖ_ｍ・ｔ_２／（ｔ_２−ｔ_１）…（１）と例示される。

【0034】

なお、本実施形態においては、演算器１６が停止命令を受けた時刻ｔ_０に基づいて比較速度関数ｆ（ｔ）全体を演算しているが、これに限られず、例えば記憶器１７に一又は複数のパラメータを代入可能な比較速度関数を予め記憶しておき、停止命令を受けた時刻ｔ_０に基づいて比較速度関数のパラメータを演算して代入することとしてもよい。具体的には、停止命令を受けた後、実際にロボット２が停止動作を開始するまでにかかる準備時間Ｔ_ｐ（時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの時間）及びロボット２が最高速度から減速を開始して停止するまでに（必要な）許容される最大停止時間Ｔ_ｍ（時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの時間）を予め定めておき、これらの準備時間Ｔ_ｐ及び最大停止時間Ｔ_ｍと停止命令を受けた時刻ｔ_０とに基づいて比較速度関数ｆ（ｔ）を演算することとしてもよい。すなわち、比較速度関数として、上記式（１）において、ｔ_１＝ｔ_０＋Ｔ_ｐ，ｔ_２＝ｔ_０＋Ｔ_ｐ＋Ｔ_ｍを代入した、ｆ（ｔ）＝−（Ｖ_ｍ／ｔ_ｍ）ｔ＋Ｖ_ｍ・（ｔ_０＋Ｔ_ｐ＋Ｔ_ｍ）／ｔ_ｍを用いてもよい。このように、比較速度関数ｆ（ｔ）は停止命令を受けた時刻ｔ_０のみに基づいて決定可能である。

【0035】

停止命令を受けた時刻ｔ_０から準備時間Ｔ_ｐを経過して時刻ｔ_１になると（比較速度関数の演算後）、ロボット制御器１２は、サーボアンプ１１を介してロボット２の停止制御を開始する（ステップＳ４）。ロボット２の停止制御は、マニピュレータ２１の各軸の速度（各サーボモータ２２の回転速度）をそれぞれ減速させるように制御してもよいし、マニピュレータ２１の先端部が直線補間や円弧補間等の補間演算により動作している場合には、当該マニピュレータ２１の先端部における直線移動速度や円弧移動速度が減少するように制御してもよい。

【0036】

ロボット２の停止制御が開始されると、安全ユニット１４の演算器１６は、速度検出部１６ａとして機能し、ロボット２の各サーボモータ２２の動作に応じた各エンコーダ２４からの出力を検出することによりロボット２の速度を検出する（ステップＳ５）。ロボット２の速度は、マニピュレータ２１の各軸の速度（各サーボモータ２２の回転速度）をそのままロボット２の速度として検出してもよいし、速度検出部１６ａで直線補間や円弧補間等の補間演算を行い、各軸の速度からマニピュレータ２１の先端部の直線速度や円弧速度等の補間速度を演算したものをロボット２の速度として検出してもよい。検出されたロボット２の速度（以下、検出速度と言う）は、記憶部１７に一時記憶される。また、上述した比較速度関数ｆ（ｔ）に用いられるロボット２の最高速度Ｖ_ｍについてもマニピュレータ２１の各軸について演算された速度でもよいし、補間演算によって演算された補間速度でもよい。

【0037】

そして、演算器１６は、速度比較部１６ｃとしても機能し、ステップＳ５で検出されたロボット２の検出速度と比較速度関数ｆ（ｔ）の従属変数である比較速度（当該時刻ｔにおける比較速度関数ｆ（ｔ）の値）とを比較する（ステップＳ６）。ロボット２の検出速度が比較速度を超えた場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、演算器１６は電力供給遮断部１６ｄとして機能し、電力供給スイッチ１３を開放して電源３からサーボアンプ１１（ロボット２）への電力供給を遮断するよう電力供給遮断回路１８を制御する（ステップＳ７）。すなわち、ロボット２の検出速度が比較速度を超えた場合には、停止カテゴリを０に切り替える。

【0038】

一方、ロボット２の検出速度が比較速度を超えなかった場合（ステップＳ６でＮｏ）、演算器１６は、ロボット２の検出速度が予め定められた速度（停止速度）Ｖ_ｓ以下か否かを判定する（ステップＳ８）。ロボット２の検出速度が停止速度Ｖ_ｓを超えている場合は（ステップＳ８でＮｏ）、減速制御を継続する（ステップＳ６）。そして、ロボット２の検出速度が停止速度Ｖ_ｓ以下となった場合（ステップＳ８でＹｅｓ）に、演算器１６は、停止命令及び／又はロボット２の制御状況に基づいて、停止カテゴリが１か否かを判定する（ステップＳ９）。

【0039】

停止カテゴリが１の場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、演算部１６は、電力供給遮断部１６ｄとして機能し、電力供給スイッチ１３を開放して電源３からサーボアンプ１１（ロボット２）への電力供給を遮断する。これにより、停止カテゴリ１の停止制御をなるべく維持しつつロボット２を予め定めた時間内に確実に停止させることができる。

【0040】

また、ロボット２の検出速度が停止速度Ｖ_ｓ以下となった場合でも停止カテゴリが１でない場合（すなわち、停止カテゴリが２である場合）には、演算器１６は、電力供給遮断制御を行わず、ロボット２への電力供給を維持する（ステップＳ９でＮｏ）。これにより、停止カテゴリ２の停止制御をなるべく維持しつつロボット２を予め定めた時間内に確実に停止させることができる。さらに、演算器１６は、図示しないが、各エンコーダ２４からの出力より速度検出を継続して行い、ロボット２の検出速度が０以上になった場合には、ロボット２への電力供給を遮断するよう制御する。

【0041】

以上のように、上記構成によれば、停止命令に基づいて減速を開始したロボット２の速度が速度検出器で検出され、比較速度関数ｆ（ｔ）に従った比較速度と比較される。比較速度関数ｆ（ｔ）は、ロボット２の速度が所定時間で最高速度から０へ減少するような関数であり、当該所定時間をロボット２が停止するまで減速するのに要する最大の時間として規定することができる。従って、ロボット２の速度が一時的に上昇した場合でも、その速度は正常動作（図３（ａ）に示す）である限り最高速度以下であり、比較速度関数ｆ（ｔ）に従った比較速度を超えない。すなわち、ロボット２の速度が比較速度関数ｆ（ｔ）に従った速度を超えた場合には、異常が発生したものと判定することができる。

【0042】

また、比較対象である比較速度関数ｆ（ｔ）に従った比較速度も時間とともに減少するため、図３（ｂ）に示すように、停止命令を受けたにも拘らずロボット２が減速されず等速動作を維持するような異常が発生した場合でも、確実に異常を検出することができる。さらに、本実施形態においては、比較速度関数ｆ（ｔ）が、一次関数であるため、比較速度関数ｆ（ｔ）を求める演算量を低減しつつ、ロボット２の停止態様の選択を適正に行うことができる。そして、これらのような異常が生じた場合には、演算器１６及び電力供給遮断回路１８で構成される電力供給遮断器によりロボット２への電力供給が遮断される。従って、ロボット２の停止制御をなるべく維持しつつ、ロボット２を予め定めた時間（第１所定時間）内に確実に停止させることができる。

【0043】

加えて、ロボット２からのエンコーダ出力を検出することにより、ロボット２の速度を検出するため、別途速度を検出するセンサ等を設けることなく当該ロボット２の速度を高精度に検出することができる。

【0044】

本実施形態において、電力供給遮断部１６ｄとして機能する演算器１６は、図３（ｂ）に示すように、ロボット２の検出速度が比較速度を超えた時間が所定時間（第２所定時間）Ｔ_ｉ以上経過した場合に、ロボット２への電力供給を遮断するよう構成されている。これにより、速度の誤検出等によって一時的にロボットの検出速度が比較速度を超えた場合であっても、所定時間Ｔ_ｉ以上経過しない限り、ロボット２への電力供給を遮断しないため、より適正な制御を行うことができる。

【0045】

なお、本実施形態においては、比較速度関数ｆ（ｔ）を停止信号に応じて安全ユニット１４の演算器１６で演算することとしているが、本発明はこれに限られず、例えば別の制御器（例えばロボット制御器１２等）で演算を行い、当該演算結果を安全ユニット１４の記憶器１７に記憶することとしてもよい。また、外部からの停止命令を受けるたびに比較速度関数ｆ（ｔ）を演算することとしてもよいし、予め演算された比較速度関数ｆ（ｔ）を記憶器１７に記憶しておくこととしてもよい。予め記憶しておく場合には、比較速度関数ｆ（ｔ）の時間軸は、ロボット２の減速開始時がｔ＝０となる関数として演算される。

【0046】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明のロボット制御装置は、ロボットの停止制御をなるべく維持しつつ、ロボットを予め定めた時間内に確実に停止させるために有用である。

【符号の説明】

【0048】

１ ロボット制御装置
２ ロボット
３ 電源
１１ サーボアンプ
１２ ロボット制御器
１３ 電力供給スイッチ
１４ 安全ユニット
１５ インターフェイス
１６ 演算器
１６ａ 速度検出部（速度検出器）
１６ｂ 比較速度関数演算部
１６ｃ 速度比較部（速度比較器）
１６ｄ 電力供給遮断部（電力供給遮断器）
１７ 記憶器
１８ 電力供給遮断回路（電力供給遮断器）
２１ マニピュレータ
２２ サーボモータ
２３ 駆動部
２４ エンコーダ（速度検出器）

【図1】

【図2】

【図3】