特許 6641921 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】6641921

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】ロボット制御装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/06 20060101AFI20200127BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/06

   B25J19/06

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-229092(P2015-229092)

(22)【出願日】2015年11月24日

(65)【公開番号】特開2017-94445(P2017-94445A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2018年6月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】金田 基希

【審査官】 臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１３４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０５５４４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０６７０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１４７４８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１４８４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７７５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６５０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３６６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４４４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０１３５５４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ ９／１６−１９／０６

Ｇ０５Ｂ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の回転部と、前記各回転部の回転軸を駆動する３相モータとを有するロボットを備えるロボットシステムを構成し、前記ロボットを駆動制御するロボット制御装置において、
前記ロボットの駆動制御用の制御信号を出力する制御部と、
前記制御部から出力された前記制御信号が信号伝達経路を介して入力され、入力された前記制御信号に基づいて前記モータを駆動する駆動部と、
前記信号伝達経路を信号通過可能状態及び信号遮断状態のいずれかに切り替える信号遮断部と、
前記ロボットシステムの異常の有無を監視する機能を有し、前記ロボットシステムの異常を検知した場合、前記信号伝達経路を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替えるように前記信号遮断部を切り替え操作する監視部と、を備え、
前記制御部が前記信号遮断部を直接切り替え操作できないように前記ロボット制御装置が構成されており、
前記制御部は、前記ロボットの異常の有無を監視する機能を有し、前記ロボットの異常を検知した場合、前記信号遮断部を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替える指示を前記監視部に対して出力することを特徴とするロボット制御装置。

【請求項2】

前記制御部及び前記監視部のそれぞれは、互いに異常の有無を監視する機能を有しており、
前記監視部は、前記制御部の異常を検知した場合、前記信号遮断部を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替えるように前記信号遮断部を切り替え操作し、
前記制御部は、前記監視部の異常を検知した場合、前記制御信号として前記ロボットの停止用の信号を前記駆動部に対して出力する請求項１に記載のロボット制御装置。

【請求項3】

前記ロボットシステムには、前記回転軸の回転位置情報を検出する回転検出部が備えられ、
前記監視部は、前記回転検出部により検出された前記回転位置情報とその指令情報との偏差が所定量以上になったと判定した場合、前記ロボットに異常が生じていることを検知し、前記ロボットの異常を検知した場合、前記信号伝達経路を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替えるように前記信号遮断部を切り替え操作する請求項１又は２に記載のロボット制御装置。

【請求項4】

前記駆動部は、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの直列接続体を３つ有する３相インバータと、前記直列接続体に並列接続されたコンデンサとを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボット制御装置。

【請求項5】

各相のそれぞれにおいて、前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの接続点に前記モータのステータ巻線が接続されている請求項４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、複数の回転部と、前記各回転部の回転軸を駆動するモータとを有するロボットを備えるロボットシステムを構成するロボット制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の制御装置としては、下記特許文献１に見られるように、モータの駆動制御用の制御信号を出力する制御部と、外部電源から第１〜第３の電磁接触器を介して電力が供給されることにより動作可能に構成され、制御部から出力された制御信号を入力としてモータを駆動する駆動部とを備えるものが知られている。制御部は、回転軸の回転位置を検出するエンコーダからの位置データに基づいて、ロボットの異常の有無を監視する機能を有している。制御部は、ロボットの異常を検知した場合、第１の電磁接触器を導通状態から遮断状態に切り替える。これにより、外部電源から駆動部への給電が遮断され、ロボットが停止させられる。

【0003】

上記制御装置は、さらに監視部を備えている。監視部は、上記エンコーダからの位置データに基づいて、ロボットの異常の有無を監視する機能を有している。監視部は、ロボットの異常を検知した場合、第２，第３の電磁接触器を導通状態から遮断状態に切り替える。これにより、外部電源から駆動部への給電が遮断され、ロボットが停止させられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５２７１４９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

製造ラインにおけるロボットの動作領域に作業者が立ち入ることを防止するために、動作領域を安全防護柵で囲う安全対策が従来から講じられている。ここで近年、製品製造の効率化等を図るべく、製造ラインにおいてロボット及び作業者が協調して作業を行うことも考えられている。この場合、安全防護柵を設置しないこともあり得るため、安全防護柵に代わる安全対策を講じる必要がある。この安全対策を講じるために、監視部が制御装置の必須の構成となる。

【0006】

上記特許文献１に記載の制御装置では、監視部により電磁接触器を遮断状態に切り替えた場合であっても、駆動部に接続されたコンデンサ等、外部電源の他に駆動部の電源が確保された状態となり得る。この状態において、制御部に異常が生じてかつ制御部から誤った制御信号が駆動部に対して出力されると、電磁接触器が遮断状態に切り替えられてからロボットが完全に停止するまでの間にロボットが予期せぬ動作を行うおそれがある。その結果、ロボットと協調して作業を行う作業者に不安を与えるおそれがある。

【0007】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ロボットシステムに異常が生じた場合であっても、ロボットを完全に停止させるまで作業者の安全を確保できるロボット制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の発明は、複数の回転部と、前記各回転部の回転軸を駆動する３相モータとを有するロボットを備えるロボットシステムを構成し、前記ロボットを駆動制御するロボット制御装置において、前記ロボットの駆動制御用の制御信号を出力する制御部と、前記制御部から出力された前記制御信号が信号伝達経路を介して入力され、入力された前記制御信号に基づいて前記モータを駆動する駆動部と、前記信号伝達経路を信号通過可能状態及び信号遮断状態のいずれかに切り替える信号遮断部と、前記ロボットシステムの異常の有無を監視する機能を有し、前記ロボットシステムの異常を検知した場合、前記信号伝達経路を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替えるように前記信号遮断部を切り替え操作する監視部と、を備えることを特徴とする。

【0009】

上記発明では、制御部から出力された制御信号が信号伝達経路を介して駆動部に入力される。駆動部は、入力された制御信号に基づいてモータを駆動することにより、ロボットの駆動制御を行う。

【0010】

ここで上記発明は、信号遮断部と、監視部とを備えている。信号遮断部は、信号伝達経路を信号通過可能状態及び信号遮断状態のいずれかに切り替える。監視部は、ロボットシステムの異常を検知した場合、信号伝達経路を信号通過可能状態から信号遮断状態に切り替えるように信号遮断部を切り替え操作する。上記発明によれば、ロボットシステムを構成する制御部に異常が生じた場合、監視部により信号遮断部が信号遮断状態に切り替えられる。このため、外部電源の他に駆動部の電源が確保された状態で制御部から誤った制御信号が出力されたとしても、その制御信号は駆動部には伝達されない。これにより、ロボットが完全に停止するまでにロボットが予期せぬ動作を行うことを防止できる。したがって、ロボットを完全に停止させるまで作業者の安全を確保することができる。

【0011】

なお、第１の発明において、駆動部としては、具体的には例えば第５の発明のように、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの直列接続体を３つ有する３相インバータと、前記直列接続体に並列接続されたコンデンサとを含む構成を採用することができる。この場合、外部電源の他に駆動部の電源となり得る構成に上記コンデンサが含まれる。

【0012】

第２の発明は、前記制御部が前記信号遮断部を直接切り替え操作できないように前記ロボット制御装置が構成されており、前記制御部は、前記ロボットの異常の有無を監視する機能を有し、前記ロボットの異常を検知した場合、前記信号遮断部を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替える指示を前記監視部に対して出力することを特徴とする。

【0013】

上記発明によれば、ロボット制御装置の安全性に係る部分について、第三者機関の認証を得るための作業を容易化することができる。つまり、第三者機関の認証対象範囲には、ロボットを停止させるための構成が含まれる。このため上記特許文献１に記載の制御装置では、電磁接触器を直接切り替え操作する制御部を改良した場合、その改良が、監視部によりロボットを安全に停止させる機能に影響がないと立証するための作業負荷が大きくなり得る。これに対し、上記発明では、制御部が信号遮断部を直接切り替え操作できず、監視部が信号遮断部を直接切り替え操作する構成である。このため、制御部を改良した場合であっても、その改良が監視部によるロボットの安全な停止に影響しないと立証することが容易となる。したがって上記発明によれば、制御部を改良した場合において、認証を得るための作業を容易化することができ、認証を得るための作業負荷を低減することができる。

【0014】

第３の発明は、前記制御部及び前記監視部のそれぞれは、互いに異常の有無を監視する機能を有しており、前記監視部は、前記制御部の異常を検知した場合、前記信号遮断部を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替えるように前記信号遮断部を切り替え操作し、前記制御部は、前記監視部の異常を検知した場合、前記制御信号として前記ロボットの停止用の信号を前記駆動部に対して出力することを特徴とする。

【0015】

上記発明では、監視部及び制御部のうちいずれかに異常が生じた場合であっても、ロボットを停止させることができる。また、監視部に異常が生じた場合であっても、制御部が信号遮断部を直接切り替えるのではなく、ロボットの停止用の信号によりロボットを停止させることができる。なお、ロボットの停止用の信号として、ロボットに所定の動作を実行させながら停止させる信号を採用することもできる。

【0016】

第４の発明は、前記ロボットシステムには、前記回転軸の回転位置情報を検出する回転検出部が備えられ、前記監視部は、前記回転検出部により検出された前記回転位置情報とその指令情報との偏差が所定量以上になったと判定した場合、前記ロボットに異常が生じていることを検知し、前記ロボットの異常を検知した場合、前記信号伝達経路を前記信号通過可能状態から前記信号遮断状態に切り替えるように前記信号遮断部を切り替え操作することを特徴とする。

【0017】

上記発明では、監視部は、回転検出部により検出された回転位置情報とその指令情報との偏差が所定量以上になったと判定した場合、ロボットの異常を検知する。ロボットに異常が生じると、ロボットの駆動制御ができなくなって上記偏差が大きくなるため、上記発明によれば、ロボットの異常を精度よく検知することができる。

【0018】

第６の発明は、各相のそれぞれにおいて、前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの接続点に前記モータのステータ巻線が接続されていることを特徴とする。

【0019】

ロボットが完全に停止するまでの間においては、モータの惰性回転によりステータ巻線に誘起電圧が発生する。この誘起電圧は、外部電源の他に駆動部の電源となり得る。このため、モータの惰性回転中に制御部からの誤った制御信号により同相のハイサイド，ローサイドスイッチが同時にオンされると、短絡電流が流れるおそれがある。

【0020】

この点上記発明では、制御部に異常が生じた場合、監視部により信号遮断部が信号遮断状態に切り替えられる。このため、制御部からの誤った制御信号により同相のハイサイド，ローサイドスイッチが同時にオンされることを防止でき、短絡電流が流れることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】ロボットシステムの概要を示す図。

【図2】セーフティコントローラの構成を示す図。

【図3】異常検知に係る監視部の処理の手順を示すフローチャート。

【図4】異常検知に係る制御部の処理の手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、ロボット制御装置を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るロボットは、例えば産業用ロボットとして機械組立工場などの組立システムにて用いられる。

【0023】

まず、図１を用いて、本実施形態に係るロボットシステムの概要について説明する。

【0024】

図１に示すように、ロボットシステムを構成するロボット１０は、複数の回転部と、各回転部を互いに連結する関節とを備えている。本実施形態に係るロボット１０は、６軸の垂直多関節型ロボットとして構成されている。

【0025】

ロボット１０は、床等に固定される固定部１１と、その固定部１１の上方に設けられる第１回転部１２とを有している。ロボット１０のアームは、第１回転部１２に加え、下アーム１３、上アーム１４、手首部１５、及びハンド部１６を有している。第１回転部１２は、アームの両端部のうち、アーム先端部とは反対側の根元部に相当する。第１回転部１２は、鉛直方向に延びる第１軸線Ｊ１を回転中心として水平方向に回転可能になっている。

【0026】

第１回転部１２には、水平方向に延びる第２軸線Ｊ２を回転中心として、時計回り方向又は反時計回り方向に回転可能に第２回転部としての下アーム１３の下端部が連結されている。下アーム１３の上端部には、上アーム１４が、水平方向に延びる第３軸線Ｊ３を回転中心として、時計回り方向又は反時計回り方向に回転可能に連結されている。上アーム１４は、基端側（回転の際に第３軸線Ｊ３を回転中心とする関節側）と先端側とで２つのアーム部に分割されて構成されており、基端側は第３回転部としての第１上アーム１４Ａ（第３回転部）、先端側は第４回転部としての第２上アーム１４Ｂ（第４回転部）となっている。第２上アーム１４Ｂは、上アーム１４の長手方向に延びる第４軸線Ｊ４を回転中心として、第１上アーム１４Ａに対してねじり方向に回転可能になっている。

【0027】

第２上アーム１４Ｂの先端部には、第５回転部としての手首部１５が設けられている。手首部１５は、水平方向に延びる第５軸線Ｊ５を回転中心として、第２上アーム１４Ｂに対して回転可能になっている。手首部１５の先端部には、ワークやツール等を取り付けるための第６回転部としてのハンド部１６が設けられている。ハンド部１６は、その中心線である第６軸線Ｊ６を回転中心として、ねじり方向に回転可能になっている。なお、ハンド部１６の中心点１６ａであるＴＣＰ（Tool Center Point）が制御点として設定されている。

【0028】

ロボット１０の各回転部は、それぞれに対応して設けられるモータ４１（図２参照）により駆動される。モータ４１は、正逆両方向の回転が可能であり、モータ４１の駆動により原点位置を基準として各回転部が駆動される。

【0029】

ロボットシステムは、さらに、ロボット１０を制御するコントローラ２０と、コントローラ２０に電気的に接続されたティーチングペンダント３０とを備えている。ティーチングペンダント３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを含むマイクロコンピュータ、各種の手動操作キー、並びにディスプレイ等を備えている。ペンダント３０は、コントローラ２０と通信可能となっている。オペレータは、ペンダント３０を手動操作して、ロボット１０の動作プログラムの作成、修正、登録、各種パラメータの設定を行うことができる。動作プログラムの修正等を行うティーチングでは、作業において制御点であるＴＣＰが通過する教示点を教示する。そして、オペレータは、コントローラ２０を介して、ティーチングされた動作プログラムに基づきロボット１０を動作させることができる。

【0030】

続いて、図２を用いて、ロボットシステムの電気的構成について説明する。

【0031】

コントローラ２０は、外部電源４０（商用電源）から出力された交流電圧を直流電圧に変換する整流器２１と、整流器２１から出力される直流電圧が供給される駆動部２２とを備えている。駆動部２２は、整流器２１から出力された直流電圧を平滑化するコンデンサ２３と、コンデンサ２３から出力された直流電圧を交流電圧に変換し、モータ４１の各ステータ巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗに印加する３相インバータ２４を備えている。モータ４１及びインバータ２４は、ロボット１０の各回転部のそれぞれに対応して個別に設けられている。

【0032】

インバータ２４は、ハイサイドスイッチＳＷＨとローサイドスイッチＳＷＬとの直列接続体を３つ備えている。これら直列接続体には、上記コンデンサ２３が並列接続されている。Ｕ相のハイサイド，ローサイドスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、Ｕ相のステータ巻線４１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相のハイサイド，ローサイドスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、Ｖ相のステータ巻線４１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相のハイサイド，ローサイドスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、Ｗ相のステータ巻線４１Ｗの第１端が接続されている。各ステータ巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗの第２端は、互いに中性点で接続されている。ちなみに本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的には、ＩＧＢＴを用いている。そして、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、各フリーホイールダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。また本実施形態では、各ステータ巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗを有するモータ４１として、永久磁石同期機を用いている。

【0033】

コントローラ２０は、外部電源４０と駆動部２２とを接続する電気経路上に設けられた電源遮断部２５を備えている。本実施形態では、電源遮断部２５として、コンタクタ（電磁接触器）を用いている。電源遮断部２５は、その接続状態が導通状態とされることにより外部電源４０と駆動部２２との間を電気的に接続し、その接続状態が遮断状態とされることにより外部電源４０と駆動部２２との間を電気的に遮断する。

【0034】

コントローラ２０は、モータ４１の駆動制御を行う制御部２６を備えている。制御部２６は、マイクロプロセッサを主体として構成され、また、モータ４１の回転位置情報を検出する回転検出部としてのエンコーダ４２の出力信号を取得可能に構成されている。エンコーダ４２は、各モータ４１に対応して個別に設けられている。制御部２６は、各回転軸に対応して設けられるモータ４１の制御量（例えば回転速度）をその指令値に制御すべく、ハイサイド，ローサイドスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを駆動する制御信号であるＰＷＭ信号をインバータ２４に対して出力する。

【0035】

コントローラ２０は、信号遮断部２７を備えている。信号遮断部２７は、制御部２６とインバータ２４とを接続するＰＷＭ信号伝達用の信号伝達経路上に設けられている。信号遮断部２７は、信号伝達経路上に設けられたバッファＩＣ２７ａ（例えばスリーステートバッファ）と、スイッチ２７ｂとを有している。スイッチ２７ｂは、通電操作されることにより、電源２８とバッファＩＣ２７ａとの間の電気的な接続状態を導通状態及び遮断状態のいずれかに切り替えるものである。スイッチ２７ｂが導通状態とされることにより、信号伝達経路が信号通過可能状態とされる。これにより、制御部２６から出力されたＰＷＭ信号は、バッファＩＣ２７ａを介してインバータ２４に伝達される。一方、スイッチ２７ｂが遮断状態とされることにより、信号伝達経路が信号遮断状態とされる。これにより、制御部２６から出力されたＰＷＭ信号は、バッファＩＣ２７ａを通過することができず、ＰＷＭ信号がインバータ２４に伝達されない。その結果、インバータ２４を構成する全てのハイサイド，ローサイドスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフされる。

【0036】

コントローラ２０は、ロボット１０及び制御部２６の異常の有無を監視する監視部２９を備えている。監視部２９は、エンコーダ４２の出力信号を取得可能に構成されている。また本実施形態において、制御部２６及び監視部２９のそれぞれは、互いに異常の有無を監視し合う機能を有している。本実施形態では、コントローラ２０において監視部２９のみが信号遮断部２７及び電源遮断部２５を直接切り替え操作できる。このため、制御部２６は、信号遮断部２７及び電源遮断部２５を直接切り替え操作できない。すなわち、制御部２６と電源遮断部２５とは信号線により直接接続されておらず、制御部２６と信号遮断部２７とは信号線により操作可能なようには直接接続されていない。

【0037】

なお本実施形態では、制御部２６、監視部２９、電源遮断部２５、駆動部２２及び信号遮断部２７が共通の筐体２０ａに収容されている。

【0038】

続いて、異常検知に係る監視部２９及び制御部２６の処理について説明する。

【0039】

まず、図３を用いて、監視部２９の処理について説明する。この処理は、監視部２９により例えば所定周期で繰り返し実行される。

【0040】

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、ロボット１０及び制御部２６のうち少なくとも一方に異常が検知されたか否かを判定する。以下、ロボット１０及び制御部２６のそれぞれの異常検知手法について説明する。

【0041】

ロボット１０の異常検知手法について説明すると、本実施形態では、エンコーダ４２により検出された回転位置情報に基づく回転軸の回転角度とその指令角度との偏差が所定量以上になったと判定した場合、ロボット１０の異常が検知されたと判定する。なお、指令角度とは、例えば、ロボット１０の駆動制御がＰＴＰ制御で行われる場合、ＰＴＰ制御により定められる各回転軸の指令回転角度のことであり、駆動制御がＣＰ制御で行われる場合、制御点の指令値を逆変換処理することにより算出される各回転軸の回転角度のことである。

【0042】

一方、制御部２６の異常検知手法について説明すると、本実施形態では、ウォッチドックタイマに基づいて制御部２６の異常を検知する。

【0043】

ステップＳ１０において異常が検知されたと判定した場合には、ステップＳ１１に進み、スイッチ２７ｂを導通状態から遮断状態に切り替える。これにより、信号遮断部２７が信号通過可能状態から信号遮断状態に切り替えられる。また、電源遮断部２５を導通状態から遮断状態に切り替える。これにより、外部電源４０から駆動部２２への給電が遮断される。

【0044】

続いて図４を用いて、制御部２６の処理について説明する。この処理は、制御部２６により例えば所定周期で繰り返し実行される。

【0045】

この一連の処理では、まずステップＳ２０において、ロボット１０の異常が検知されたか否かを判定する。ここでロボット１０の異常検知手法は、先の図３のステップＳ１０で説明した手法と同じ手法を用いればよい。

【0046】

ステップＳ２０において異常が検知されたと判定した場合には、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、信号遮断部２７を信号通過可能状態から信号遮断状態に切り替える指示と、電源遮断部２５を導通状態から遮断状態に切り替える指示とを監視部２９に対して出力する。これにより、監視部２９は、信号遮断部２７を信号遮断状態に切り替え、電源遮断部２５を遮断状態に切り替える。

【0047】

一方、ステップＳ２０において否定判定した場合には、ステップＳ２２に進み、監視部２９の異常が検知されたか否かを判定する。本実施形態では、ウォッチドックタイマに基づいて監視部２９の異常を検知する。

【0048】

ステップＳ２２において異常が検知されたと判定した場合には、ステップＳ２３に進み、インバータ２４に対するＰＷＭ信号の出力を停止する。これにより、ロボット１０の駆動制御を停止させる。

【0049】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

【0050】

コントローラ２０は、信号遮断部２７と、監視部２９とを備えている。監視部２９は、ロボット１０及び制御部２６の少なくとも一方の異常を検知した場合、スイッチ２７ｂを導通状態から遮断状態に切り替える。このため、制御部２６に異常が生じた場合、監視部２９により信号遮断部２７が信号遮断状態に切り替えられる。これにより、制御部２６から誤ったＰＷＭ信号が出力されたとしても、そのＰＷＭ信号はインバータ２４には伝達されない。したがって、ロボット１０が完全に停止するまでにロボット１０が予期せぬ動作を行うことを防止できる。よって、ロボット１０を完全に停止させるまで作業者の安全を確保することができる。

【0051】

また、監視部２９により信号遮断部２７が信号遮断状態に切り替えられることにより、ロボット１０が完全に停止するまでにおいて、制御部２６からの誤ったＰＷＭ信号により同相のハイサイド，ローサイドスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが同時にオンされることを防止できる。これにより、ステータ巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗに発生する誘起電圧によりインバータ２４に短絡電流が流れることを防止できる。

【0052】

コントローラ２０において監視部２９のみが信号遮断部２７を切り替え操作できるようにコントローラ２０を構成した。これにより、コントローラ２０の安全性に係る部分について、第三者機関の認証を得るための作業を容易化することができる。つまり、第三者機関の認証対象範囲には、ロボット１０を停止させるための構成が含まれる。本実施形態では、制御部２６が信号遮断部２７を直接切り替え操作できず、監視部２９が信号遮断部２７を直接切り替え操作する構成である。このため、制御部２６を改良した場合であっても、その改良が信号遮断部２７を切り替え操作する監視部２９に影響しない。したがって本実施形態によれば、制御部２６を改良した場合において、認証を得るための作業を容易化することができ、認証を得るための作業負荷を低減することができる。

【0053】

監視部２９及び制御部２６のそれぞれは、エンコーダ４２の回転位置情報に基づき算出された回転角度とその指令角度との偏差が所定量以上になったと判定した場合、ロボット１０に異常が生じていることを検知した。この検知手法は、各回転軸の回転角度がロボット１０の各回転部の動作状態を精度よく把握できるパラメータであるため、信頼性の高い異常検知手法である。このため本実施形態では、ロボット１０に異常が生じたことを精度よく検知することができる。これにより、信号遮断部２７を信号遮断状態に切り替えるべき状況を的確に把握することができる。

【0054】

制御部２６及び監視部２９のそれぞれは、互いに異常の有無を監視する機能を有している。監視部２９は、制御部２６の異常を検知した場合、電源遮断部２５を遮断状態に切り替え、また、信号遮断部２７を信号遮断状態に切り替える。このため、ロボット１０を停止させる手段を２重化することができる。また、制御部２６は、監視部２９の異常を検知した場合、インバータ２４に対するＰＷＭ信号の出力を停止した。これにより、監視部２９及び制御部２６のうちいずれに異常が生じた場合であっても、ロボット１０を停止させることができる。

【0055】

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態を以下のように変更して、実施することもできる。

【0056】

・上記実施形態において、制御部２６及び監視部２９による異常検知対象に、ロボット１０に加えて、電源遮断部２５等、ロボットシステムの他の構成部品を含めてもよい。

【0057】

・制御部２６及び監視部２９によるロボット１０の異常検知手法としては、上記実施形態に示したものに限らない。例えば、回転位置情報に基づき算出された現在の制御点が所定の動作範囲からはずれたと判定された場合や、回転位置情報に基づき算出された現在の回転軸の回転速度が規定速度以上であると判定された場合に、ロボット１０の異常を検知してもよい。

【0058】

・先の図４のステップＳ２２で肯定判定された場合、ロボット１０にダイナミックブレーキをかけながらロボット１０を停止させるようなＰＷＭ信号を出力してもよい。なお、ダイナミックブレーキとは、ステータ巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ及びインバータ２４のスイッチを含む閉回路を形成するようにインバータ２４を操作することにより、モータ４１を減速停止させるものである。

【0059】

また、図４のステップＳ２２で肯定判定された場合、ロボット１０の回転部が作業者から離れるような動作をロボット１０に実行させながらロボット１０を停止させるＰＷＭ信号を出力してもよい。具体的には例えば、予め定められた作業者の作業スペースからロボット１０の中心点１６ａが離れるように第１回転部１２を第１軸線Ｊ１まわりに旋回させながらロボット１０を停止させるＰＷＭ信号を出力すればよい。なお、作業者の作業スペースに係る情報は、例えばコントローラ２０のメモリに予め記憶される。

【0060】

・上記実施形態において、制御部２６は、ロボット１０の異常を検知した場合、電源遮断部２５の接続状態を導通状態から遮断状態に切り替える指示を監視部２９に対して出力しなくてもよい。

【0061】

・上記実施形態において、監視部２９は、ロボット１０及び制御部２６のうち少なくとも一方の異常を検知した場合、電源遮断部２５の接続状態を遮断状態に切り替えなくてもよい。

【0062】

・上記実施形態において、制御部２６によって直接切り替え操作される電源遮断部を外部電源４０と駆動部２２とを接続する電気経路上にさらに設けてもよい。すなわち、監視部２９と制御部２６とのそれぞれに対応して個別に電源遮断部を設けてもよい。

【0063】

・電源遮断部２５としては、コンタクタに限らず、例えばＩＧＢＴ等の半導体スイッチであってもよい。また、電源遮断部２５はコントローラ２０に必須の構成ではない。

【0064】

・上記実施形態において、駆動部２２及び電源遮断部２５が共通の筐体２０ａに収容されていなくてもよく、少なくとも制御部２６、監視部２９及び信号遮断部２７が筐体２０ａに収容されていればよい。

【0065】

・ロボットとしては、垂直多関節型のものに限らず、例えば水平多関節型のものを採用してもよい。

【符号の説明】

【0066】

１０…ロボット、２０…コントローラ、２２…駆動部、２５…電源遮断部、２６…制御部、２７…信号遮断部、２９…監視部、４１…モータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】