特許 6641922 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】6641922

(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

【ＦＩ】

   B25J13/06

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-229093(P2015-229093)

(22)【出願日】2015年11月24日

(65)【公開番号】特開2017-94446(P2017-94446A)

(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】藤井 厚志

【審査官】 臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１３４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１４７４８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−０６７０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４８４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６５７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４６７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３６６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１０５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５２７１４９９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 国際公開第２０１２／０５５４４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１２２０７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００００３５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ ９／１６−１９／０６

Ｇ０１Ｍ １３／００

Ｈ０２Ｐ ３／００

(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、
外部電源から電力が供給されることにより動作可能に構成され、前記制御部から出力された前記制御信号を入力として前記モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部と前記外部電源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電源遮断部と、
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、前記電源遮断部の接続状態を前記導通状態から前記遮断状態に切り替えるように前記電源遮断部を切り替え操作する監視部と、を備え、
前記制御部が前記電源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、前記電源遮断部の接続状態を前記導通状態から前記遮断状態に切り替える指示を前記監視部に対して出力し、また、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、前記電源遮断部の接続状態を前記導通状態から前記遮断状態に切り替えるように前記電源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、
前記制御部は、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する請求項１又は２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、制御部から完全に独立した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。

【0004】

このように、下記特許文献１に記載の制御装置では、制御部及び監視部のそれぞれが独立してロボットの異常の有無を監視することにより、ロボットの停止を保証している。すなわち、特許文献１に記載の制御装置では、監視部が設けられない場合も考慮して、制御部だけでもロボットの停止を保証できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【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】

【0006】

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。

【0007】

上記特許文献１に記載の制御装置では、監視部とともに、監視部から独立した制御部もロボットの異常の有無を監視し、異常検知時に給電を遮断している。このため、ロボットに異常が生じていない場合であっても、制御部に異常が生じたときには、ロボットの動作中に第１の電磁接触器が制御部によって不用意に切り替え操作されるおそれがある。その結果、監視部による第２，第３の電磁接触器の遮断とは別に、制御部により第１の電磁接触器の遮断が行われる。遮断が行われると、モータが停止するにあたり、制御部による制御を離れた状態でモータの減速処理が行われることとなる。制御部による制御を離れた状況下においては、制御部による制御下では発生しないようなロボットの動作がなされることがある。このような動作は、制御部による制御下における通常の制御動作とは異なる事が多いため、ロボットの予期せぬ動作となることがある。ロボットが予期せぬ動作を行うと、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。したがって、監視部によるロボットの安全な停止に影響を及ぼすおそれがある。

【0008】

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、監視部によるロボットの安全な停止を保証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】

【0009】

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、外部電源から電力が供給されることにより動作可能に構成され、前記制御部から出力された前記制御信号を入力として前記モータを駆動する駆動部と、前記駆動部と前記外部電源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電源遮断部と、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、前記電源遮断部の接続状態を前記導通状態から前記遮断状態に切り替えるように前記電源遮断部を切り替え操作する監視部と、を備え、前記制御部が前記電源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、前記電源遮断部の接続状態を前記導通状態から前記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。

【0010】

上記発明において、監視部は、ロボットシステムの異常の有無を監視する機能を有している。監視部は、ロボットシステムの異常を検知した場合、電源遮断部の接続状態を導通状態から遮断状態に切り替えるように電源遮断部を切り替え操作する。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。また上記発明において、制御部は、ロボットシステムの異常の有無を監視する機能を有している。制御部は、ロボットシステムの異常を検知した場合、電源遮断部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に対して出力する。切り替え指示が監視部に入力されることにより、監視部が最終的に電源遮断部の接続状態を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。

【0011】

ここで、監視部が最終的に電源遮断部の接続状態を遮断状態に切り替える構成は、上記発明のロボット制御装置が、制御部が電源遮断部を直接切り替え操作できないように構成されているために設けられている。つまり、例えば上記特許文献１のように制御部が電源遮断部を切り替え操作できる従来の構成においては、電源遮断部の接続状態を遮断状態に切り替えるべき状況下において、制御部自身が誤動作することにより、接続状態が導通状態に維持されるように制御部の制御がなされ、電源遮断部の接続状態を遮断状態に切り替えることができなくなるといった問題が生じるおそれがある。これに対し上記発明では、制御部が電源遮断部の切り替え操作を直接実施できないため、そのような問題が発生しない。このため上記発明によれば、制御部に異常が生じた場合であっても、電源遮断部が制御部によって不用意に切り替え操作されることを防止できる。このため上記発明によれば、監視部によるロボットの安全な停止を保証することができる。

【0012】

また上記発明によれば、電源遮断部への切り替え指示及び電源遮断部による遮断処理の進行にかかる時間の間において、制御部による制御下でモータの停止処理を行わせることもできる。このため、ロボットの予期せぬ動作が発生する期間を減らすことができる。また、電源遮断部への切り替え指示及び電源遮断部による遮断処理の進行にかかる期間は、モータ停止開始の初期段階であるのでモータ動作量が大きい。したがって、モータ動作量が大きい時にモータの停止処理を行うことにより、ロボットの予期せぬ大きな動作を抑制することができ、ロボットシステムの安全をより高めることができる。

【0013】

さらに上記発明によれば、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、電源遮断部を切り替え操作する構成が含まれる。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るおそれがある。これに対し、上記発明では、制御部が電源遮断部を直接切り替え操作できないように構成されているため、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２の発明は、前記制御部は、前記ロボットの異常を検知した場合、さらに、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、ロボットの異常が検知された場合、さらにロボットの停止用の信号を制御部から駆動部に対して出力する。このため、ロボットを停止させる手段を２重化することができる。しかも上記発明では、駆動部への給電を遮断することによりロボットを停止させる以外に、ロボットを制御により停止させることも可能となる。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、前記電源遮断部の接続状態を前記導通状態から前記遮断状態に切り替えるように前記電源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。

【0017】

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、制御部が電源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。

【0018】

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、前記制御部は、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、前記電源遮断部の接続状態を前記導通状態から前記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。

【0019】

上記発明では、制御部は、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。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【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】異常検知に係る制御部の処理の手順を示すフローチャート。

【図4】異常検知に係る監視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】

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

コントローラ２０は、外部の電源４０を電力供給源としてモータ４１を駆動する駆動部２１を備えている。本実施形態において、駆動部２１は、直流電圧を交流電圧に変換し、３相モータ４１のステータ巻線に印加する３相インバータを含むインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）として構成されている。なお、モータ４１及びインバータは、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。

【0031】

コントローラ２０は、電源４０と駆動部２１とを接続する電気経路上に設けられた電源遮断部２２を備えている。本実施形態では、電源遮断部２２として、コンタクタ（電磁接触器）を用いている。電源遮断部２２は、その接続状態が導通状態とされることにより電源４０と駆動部２１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電源４０と駆動部２１との間を電気的に遮断する。なお、電源４０と駆動部２１とを接続する電気経路上であってコントローラ２０の外部の電気経路上には、この電気経路を手動操作により導通状態及び遮断状態のいずれかに切り替える非常停止スイッチが設けられている。

【0032】

コントローラ２０は、モータ４１の駆動制御を行う制御部２３を備えている。制御部２３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２３は、各モータ４１の制御量（例えば回転速度）をその指令値に制御すべく、駆動部２１に対して制御信号であるＰＷＭ信号を出力する。

【0033】

コントローラ２０は、ロボット１０及び制御部２３の異常の有無を監視する監視部２４を備えている。監視部２４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。監視部２４は、ロボット１０及び制御部２３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２２を導通状態から遮断状態に切り替える。本実施形態では、コントローラ２０において監視部２４のみが電源遮断部２２を直接切り替え操作できるようにコントローラ２０が構成されている。このため、制御部２３は、電源遮断部２２を直接切り替え操作できない。すなわち本実施形態では、制御部２３と電源遮断部２２とは信号線により直接接続されていない。

【0034】

なお本実施形態において、制御部２３及び監視部２４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。また本実施形態では、制御部２３、監視部２４、電源遮断部２２及び駆動部２１が共通の筐体２０ａに収容されている。

【0035】

制御部２３が電源遮断部２２を直接切り替え操作できない構成は、制御部２３に異常が生じた場合にロボット１０が予期せぬ動作を行うことを防止するために設けられている。つまり、制御部２３が電源遮断部２２を直接切り替え操作できる構成では、制御部２３に異常が生じた場合において、ロボット１０の動作中に電源遮断部２２が制御部２３によって不用意に切り替え操作されるおそれがある。具体的には、例えば、制御部２３によって電源遮断部２２が不用意に遮断状態に切り替えられるおそれがある。この場合、ロボット１０が予期せぬ動作を行い、ロボット１０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。また例えば、導通状態及び遮断状態が交互に繰り返されるように制御部２３によって電源遮断部２２が切り替え操作されるおそれがある。この場合、ロボット１０が予期せぬ動作を行うことに加えて、電源遮断部２２が溶着するおそれもある。

【0036】

こうした問題を解決すべく、制御部２３が電源遮断部２２を直接切り替え操作できないようにコントローラ２０が構成されている。以下、コントローラ２０が行う処理のうち、異常検知に係る制御部２３及び監視部２４の処理について説明する。

【0037】

まず、図３を用いて、制御部２３の処理について説明する。この処理は、制御部２３により例えば所定周期で繰り返し実行される。

【0038】

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及び監視部２４のうち少なくとも一方の異常が検知されたか否かを判定する。以下、ロボット１０及び監視部２４のそれぞれの異常検知手法について説明する。

【0039】

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。

【0040】

一方、監視部２４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監視部２４の異常を検知する。

【0041】

ステップＳ１０において異常検知されたと判定した場合には、ステップＳ１１に進み、電源遮断部２２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２４に対して出力する。これにより、電源４０から駆動部２１への給電が遮断される。また、駆動部２１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。

【0042】

続いて図４を用いて、監視部２４の処理について説明する。この処理は、監視部２４により例えば所定周期で繰り返し実行される。

【0043】

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及び制御部２３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。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。また、制御部２３の異常検知手法は、先の図３のステップＳ１０で説明したように、ウォッチドックタイマに基づく異常検知手法を採用すればよい。

【0044】

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に進み、通電操作により電源遮断部２２を導通状態から遮断状態に切り替える。これにより、電源４０から駆動部２１への給電が遮断される。

【0045】

一方、ステップＳ２０において異常が検知されないと判定した場合には、ステップＳ２２に進み、電源遮断部２２を遮断状態に切り替える指示が制御部２３からあったか否かを判定する。ステップＳ２２において肯定判定した場合には、ステップＳ２１に進み、電源遮断部２２を導通状態から遮断状態に切り替える。

【0046】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

【0047】

ロボットシステムにおいて監視部２４のみが電源遮断部２２を直接切り替え操作できるようにコントローラ２０が構成されている。制御部２３は、ロボット１０及び監視部２４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２２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２４に対して出力する。切り替え指示が監視部２４に入力されることにより、監視部２４が最終的に電源遮断部２２の接続状態を遮断状態に切り替える。これにより、電源４０から駆動部２１への給電が遮断され、ロボット１０が停止させられる。このような構成によれば、制御部２３に異常が生じた場合であっても、電源遮断部２２が制御部２３によって不用意に切り替え操作されることを防止できる。したがって、ロボット１０と協調作業を行う作業者に不安を与えることなく、監視部２４によるロボット１０の安全な停止を保証することができる。

【0048】

さらに、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、電源遮断部２２を直接切り替え操作する構成が含まれる。本実施形態では、制御部２３が電源遮断部２２を直接切り替え操作できないように構成されているため、制御部２３を改良した場合であっても、その改良が電源遮断部２２を直接切り替え操作する監視部２４に影響しない。したがって本実施形態によれば、制御部２３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。

【0049】

認証を得るには、監視部２４に対して個別に電源遮断部２２を設ける必要がある。ここで、上記特許文献１に記載の制御装置は、制御部及び第１，第２監視部に対して個別に電源遮断部を設けることにより、３つの電磁接触器を備える必要がある。これに対し、本実施形態では、制御部２３が電源遮断部２２を直接切り替え操作しないため、監視部２４に対してのみ電源遮断部２２を設ければよい。これにより、電源遮断部２２の数を削減することができる。

【0050】

制御部２３は、ロボット１０の異常を検知した場合、駆動部２１に対するＰＷＭ信号の出力を停止した。このため、監視部２４により電源遮断部２２が遮断状態に切り替えられる構成とあわせて、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。

【0051】

制御部２３及び監視部２４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。

【0052】

制御部２３及び監視部２４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２４は、制御部２３の異常を検知した場合、電源遮断部２２の接続状態を導通状態から遮断状態に切り替えるように電源遮断部２２を切り替え操作した。制御部２３は、監視部２４の異常を検知した場合、駆動部２１に対するＰＷＭ信号の出力を停止した。この構成によれば、監視部２４及び制御部２３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。

【0053】

（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。

【0054】

・上記実施形態において、制御部２３及び監視部２４による異常検知対象に、ロボット１０に加えて、電源遮断部２２等、ロボットシステムの他の構成部品を含めてもよい。

【0055】

・制御部２３及び監視部２４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。

【0056】

・先の図３のステップＳ１０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、モータ４１のステータ巻線及び駆動部２１のインバータのスイッチを含む閉回路を形成するようにインバータ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。

【0057】

また、図３のステップＳ１０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。

【0058】

・上記実施形態において、監視部２４を複数設けてもよい。この場合、各監視部が共通の電源遮断部を切り替え操作するようにしてもよいし、各監視部に対して個別に設けられた電源遮断部を各監視部が切り替え操作するようにしてもよい。

【0059】

・上記実施形態において、制御部２３は、ロボット１０の異常を検知した場合、ＰＷＭ信号の出力を停止しなくてもよい。

【0060】

・電源遮断部２２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。

【0061】

・上記実施形態において、駆動部２１が筐体２０ａに収容されていなくてもよく、少なくとも、電源遮断部２２、制御部２３及び監視部２４が筐体２０ａに収容されていればよい。

【0062】

・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】

【0063】

１０…ロボット、２０…コントローラ、２１…駆動部、２２…電源遮断部、２３…制御部、２４…監視部、４１…モータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】