特開 2024-60200 ロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024060200

(43)【公開日】2024-05-02

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20240424BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022167407

(22)【出願日】2022-10-19

(71)【出願人】

【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】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】田頭 毅

(72)【発明者】

【氏名】荒本 雅夫

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS12

3C707HS27

3C707JS07

3C707KS21

3C707MS14

3C707MS23

(57)【要約】

【課題】互いに異なる２つの制御部を用いてロボットの動作を制御する場合に、ロボットの動作の異常を正確に検出することが可能なロボットシステムを提供する。
【解決手段】ロボットシステム１００は、ロボットと、駆動部１２と、ロボットの動作を制御する第１制御部２１と、第１制御部２１からの指令に基づいて駆動部１２に供給される電力を制御する第２制御部２２と、を備える。そして、第１制御部２１と第２制御部２２との各々は、相互に動作状態を監視するとともにロボットの動作の異常を検出し、動作状態およびロボットの動作の少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、駆動部１２の動作を停止するための停止指令を出力する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットと、
前記ロボットを動作させるための駆動源となる駆動部と、
前記ロボットの動作を制御する第１制御部と、
前記第１制御部からの指令に基づいて前記駆動部に供給される電力を制御する第２制御部と、を備え、
前記第１制御部と前記第２制御部との各々は、
相互に動作状態を監視するとともに前記ロボットの動作の異常を検出し、
前記動作状態および前記ロボットの動作の少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、前記駆動部の動作を停止するための停止指令を出力する、ロボットシステム。

【請求項2】

前記第１制御部および前記第２制御部とは別個に設けられ、前記駆動部の動作を停止させる制御を行う停止制御部をさらに備え、
前記第１制御部と前記第２制御部との各々は、前記動作異常が検出された場合に、前記停止制御部に対して前記停止指令を別個に出力する、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記駆動部に電力を供給する駆動回路部をさらに備え、
前記停止制御部は、第１停止制御部および第２停止制御部を有し、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、前記動作異常が検出された場合に、前記第１停止制御部および前記第２停止制御部の各々に対して前記停止指令を出力し、
前記第１停止制御部および前記第２停止制御部の各々は、前記停止指令に基づいて前記駆動回路部の動作を停止させる、請求項２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記第１停止制御部および前記第２停止制御部の各々は、互いに信号の送受信を行うことによって相互に動作状態を監視する、請求項３に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記駆動部は、電力が供給されることにより回転するサーボモータと、前記サーボモータの回転角を検出する回転角検出部とを含み、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、前記回転角検出部により検出された前記サーボモータの回転角を示す検出値と、前記第１制御部から前記第２制御部に対して出力された前記駆動部の動作を制御するための指令に基づく指令値とを比較することによって、前記動作異常を別個に検出するとともに、前記動作異常が検出された場合に前記停止指令を別個に出力する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記駆動部の動作を停止するための停止信号を受け付けるための入出力モジュールをさらに備え、
前記入出力モジュールは、受け付けられた前記停止信号に基づいて、異常が検出されたことを示す異常信号を各々が生成する第１信号生成部および第２信号生成部を含み、
前記第１信号生成部および前記第２信号生成部の各々は、前記第１制御部および前記第２制御部の各々に対して生成された前記異常信号を出力する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項7】

外部装置からの前記駆動部の動作を停止するための停止信号が入力される通信モジュールをさらに備え、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、前記通信モジュールを介して取得された前記停止信号に基づいて、前記停止指令を出力する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記ロボットは、作業を行うためのエンドエフェクタが取り付けられたロボットアームを含み、
前記駆動部は、前記ロボットアームを動作させ、
前記第１制御部と前記第２制御部との各々は、前記ロボットアームの位置、前記ロボットアームの移動速度、前記エンドエフェクタの向き、および、前記ロボットアームが停止しているか否かの判定のうちの少なくとも２つに基づいて、前記動作異常を検出するとともに、前記動作異常が検出された場合に、前記停止指令を出力する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項9】

前記駆動部は、電力が供給されることにより回転するサーボモータと、前記サーボモータの回転角を検出する回転角検出部とを含み、
前記ロボットは、作業を行うためのエンドエフェクタが取り付けられたロボットアームを含み、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、
前記回転角検出部により検出された前記サーボモータの回転角を示す検出値に基づいて、前記駆動部の動作により移動する前記ロボットアームの位置、および、前記ロボットアームの移動速度の少なくとも一方を算出し、
算出された前記ロボットアームの位置、および、前記ロボットアームの移動速度の少なくとも一方の算出結果を互いに出力することによって他方の前記算出結果を取得し、
自身の前記算出結果と取得された他方の前記算出結果とを比較することによって、相互に前記動作状態を監視し、
前記算出結果を比較した結果に基づいて前記動作異常が検出された場合に前記停止指令を出力する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、ロボットシステムに関し、特に、ロボットの動作を制御する制御部を備えるロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットの動作を制御する制御部を備えるロボットシステムが知られている。たとえば、特許文献１には、産業用ロボットの制御装置が開示されている。この産業用ロボットの制御装置は、メインＣＰＵ部とサーボＣＰＵ部とを備えている。メインＣＰＵ部は、ロボットの速度指令信号を出力する。サーボＣＰＵ部は、メインＣＰＵ部からの速度指令信号の指示する速度によってロボットの各軸のサーボモータを動作させる。そして、上記特許文献１に記載の産業用ロボットの制御装置では、メインＣＰＵ部とサーボＣＰＵ部との各々に、比較手段が設けられている。比較手段は、ロボットの各軸のサーボモータの回転量を取得するためのエンコーダからの信号に基づいて算出された実速度と、メインＣＰＵ部が指令する指令速度とを比較する。そして、メインＣＰＵ部とサーボＣＰＵ部との各々において、比較結果が許容値を越えた場合に異常発生処理が実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３１１４５７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に記載の産業用ロボットの制御装置では、メインＣＰＵ部による指令に基づいてサーボＣＰＵ部によってサーボモータの回転が制御されるため、メインＣＰＵ部に異常が生じた場合には、メインＣＰＵ部からサーボＣＰＵ部に出力される指令自体が異常となることによりサーボモータの制御が正常に行われないと考えられる。この場合、上記特許文献１のように、メインＣＰＵ部からの指令とサーボモータの回転の実速度とを比較した場合にも、ロボットの動作の異常を正確に検出することが困難となる。したがって、互いに異なる２つの制御部を用いてロボットの動作を制御する場合に、ロボットの動作の異常を正確に検出することが望まれている。

【0005】

この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この開示の１つの目的は、互いに異なる２つの制御部を用いてロボットの動作を制御する場合に、ロボットの動作の異常を正確に検出することが可能なロボットシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この開示の一の局面によるロボットシステムは、ロボットと、ロボットを動作させるための駆動源となる駆動部と、ロボットの動作を制御する第１制御部と、第１制御部からの指令に基づいて駆動部に供給される電力を制御する第２制御部と、を備え、第１制御部と第２制御部との各々は、相互に動作状態を監視するとともにロボットの動作の異常を検出し、動作状態およびロボットの動作の少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、駆動部の動作を停止するための停止指令を出力する。

【0007】

この開示の一の局面によるロボットシステムは、上記のように、第１制御部と第２制御部との各々は、相互に動作状態を監視するとともにロボットの動作の異常を検出し、動作状態およびロボットの動作の少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、駆動部の動作を停止するための停止指令を出力する。これにより、第１制御部と第２制御部との互いに異なる２つの制御部の各々によってロボットの動作を制御する場合に、第１制御部と第２制御部とが相互に動作状態を監視することによって、第１制御部と第２制御部との各々に生じた異常を互いに検出することができる。そのため、互いに異常が生じていないことが確認された第１制御部と第２制御部との各々によって、ロボットの動作の異常を検出することができる。その結果、互いに異なる２つの制御部を用いてロボットの動作を制御する場合に、ロボットの動作の異常を正確に検出することができる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、互いに異なる２つの制御部を用いてロボットの動作を制御する場合に、ロボットの動作の異常を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態によるロボットシステムの全体構成を示した模式図である。

【図2】一実施形態によるロボットシステムの全体構成を示したブロック図である。

【図3】ロボットコントローラにおける第１制御部、第２制御部、および、停止制御部の配置を説明するための図である。

【図4】ロボットコントローラにおける第１制御部、第２制御部、および、停止制御部の構成を説明するためのブロック図である。

【図5】動作異常が検出された場合のロボットシステムの制御方法を説明するためのフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示を具体化した本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0011】

（ロボットシステムの全体構成）
図１から図４までを参照して、一実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。

【0012】

図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１０、および、ロボットコントローラ２０を備える。ロボットシステム１００は、たとえば、ワークＷの搬送作業を行う。また、ロボット１０は、ロボットアーム１１を有する。ロボットアーム１１には、搬送の作業を行うエンドエフェクタ１５が取り付けられている。エンドエフェクタ１５は、たとえば、ワークＷを把持するロボットハンドである。ロボット１０は、ロボットコントローラ２０と接続されており、ロボットコントローラ２０による制御により動作する。ロボット１０は、たとえば、６軸の垂直多関節ロボットである。

【0013】

図２に示すように、ロボットコントローラ２０は、第１制御部２１、第２制御部２２、停止制御部２３、駆動回路部２４、入出力モジュール２５、および、通信モジュール２６を有する。第１制御部２１、第２制御部２２、停止制御部２３、駆動回路部２４、入出力モジュール２５、および、通信モジュール２６は、ロボットコントローラ２０の筐体２０ａの内部に配置されている。筐体２０ａは、直方体形状を有する。また、ロボットコントローラ２０は、外部の停止スイッチ１０１およびＰＬＣ１０２（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に接続されている。

【0014】

ロボットアーム１１には、駆動部１２が配置されている。駆動部１２は、ロボット１０を動作させるための駆動源となる。すなわち、駆動部１２は、ロボットアーム１１を動作させる。ロボットアーム１１は、駆動部１２により回転および移動する。駆動部１２は、サーボモータ１３とエンコーダ１４とを含む。サーボモータ１３は電力が供給されることによって回転する。サーボモータ１３は、たとえば、三相の交流電力により回転軸が回転する。エンコーダ１４は、サーボモータ１３の回転角を検出する。そして、エンコーダ１４は、検出されたサーボモータ１３の回転角を示す検出値を第１制御部２１および第２制御部２２に出力する。具体的には、エンコーダ１４からの検出値を示す信号が第２制御部２２に入力される。そして、第２制御部２２を介して検出値を示す信号が第１制御部２１に入力される。ロボット１０のロボットアーム１１では、直線状に延びる２つのアーム部が関節部を介して互いに接続されている。また、先端側のアーム部の端部に別個の関節部を介してエンドエフェクタ１５が取り付けられている。そして、ロボットアーム１１は、基台部に接続されている。ロボットアーム１１の基台部側にもさらに別個の関節部が配置されている。駆動部１２は、関節部の各々に配置されている。具体的には、６軸の垂直多関節ロボットであるロボット１０には、６つの駆動部１２が配置されている。なお、エンコーダ１４は、回転角検出部の一例である。

【0015】

本実施形態では、第１制御部２１は、ロボット１０の動作を制御する。具体的には、第１制御部２１は、ロボット１０の動作の全体を制御するメイン制御部である。第２制御部２２は、第１制御部２１からの指令に基づいて駆動部１２に供給される電力を制御する。すなわち、第２制御部２２は、サーボモータ１３の動作を制御するサーボ制御部である。停止制御部２３は、駆動部１２の動作を停止させる制御を行う。停止制御部２３は、第１制御部２１および第２制御部２２とは別個に、第１制御部２１および第２制御部２２からの信号に基づいて第３者的にロボット１０の動作の停止を制御する。第１制御部２１、第２制御部２２、および、停止制御部２３は、後述する記憶部３１ａに記憶されているプログラムおよびパラメータを用いて制御を行う。第１制御部２１、第２制御部２２、および、停止制御部２３による制御の詳細は後述する。

【0016】

図３に示すように、第１制御部２１、第２制御部２２、および、停止制御部２３の各々は、互いに別個の基板に配置されている。具体的には、第１制御部２１は、第１基板３１に配置されている。第２制御部２２は、第２基板３２に配置されている。そして、停止制御部２３は、第３基板３３に配置されている。第１基板３１は、第２基板３２および第３基板３３の各々と接続されている。

【0017】

第１制御部２１は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む。また、第２制御部２２は、たとえば、第１制御部２１と同様に、ＣＰＵを含む。第１基板３１および第２基板３２の各々には、第１制御部２１および第２制御部２２の他に、図示しない電源用のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、および、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置が配置されている。また、第１基板３１には、記憶部３１ａが配置されている。記憶部３１ａは、第１制御部２１および第２制御部２２において実行されるプログラム、および、パラメータが記憶されている。記憶部３１ａは、たとえば、ＣＦａｓｔなどのフラッシュメモリを含む。また、停止制御部２３は、第１停止制御部２３ａと、第２停止制御部２３ｂとを別個に有する。第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、たとえば、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）を含む。

【0018】

第１制御部２１および第２制御部２２は、互いに信号の送受信を行う。第１制御部２１および第２制御部２２は、たとえば、シリアル通信により信号の送受信を行う。また、第１制御部２１は、停止制御部２３の第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々と信号の送受信を行う。そして、第２制御部２２は、第１制御部２１を介して停止制御部２３の第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々と信号の送受信を行う。たとえば、第１制御部２１は、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々と１６ｂｉｔのバスによるパラレル通信によって信号の送受信を行う。また、第１制御部２１が第２制御部２２からシリアル通信により取得した信号を１６ｂｉｔのバスに変換することによって、第２制御部２２は、第１制御部２１を介して第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々と信号の送受信を行う。

【0019】

また、第１制御部２１が配置されている第１基板３１は、第２制御部２２が配置されている第２基板３２に対して、基板の厚み方向に重ねて配置されている。また、停止制御部２３が配置されている第３基板３３は、第２基板３２に対して基板の厚み方向に重ねて配置されており、第１基板３１と隣り合うように配置されている。

【0020】

図４に示すように、駆動回路部２４は、駆動部１２に電力を供給する。具体的には、駆動回路部２４は、駆動部１２のサーボモータ１３に交流電力を供給するインバータ回路を含む。駆動回路部２４は、複数のスイッチング素子Ｓｗを有する。複数のスイッチング素子Ｓｗは、第２制御部２２による制御によって、スイッチング動作が制御される。また、駆動回路部２４のインバータ回路では、互いに直列に接続されている上アーム側のスイッチング素子Ｓｗと下アーム側のスイッチング素子Ｓｗとが並列に接続されている。複数のスイッチング素子Ｓｗは、三相の交流電力をサーボモータ１３に供給するように、駆動部１２の１つあたりにおいて、上アーム側のスイッチング素子Ｓｗと下アーム側のスイッチング素子Ｓｗとを、３つずつ有する。すなわち、駆動回路部２４は、複数の駆動部１２の各々ごとに電流を供給するように、複数の駆動部１２の各々に対応する複数のインバータ回路を有する。

【0021】

図３に示すように、入出力モジュール２５は、第１基板３１、第２基板３２、および、第３基板３３とは別個の基板に配置されている。入出力モジュール２５は、ロボットコントローラ２０の外部からの信号を受け付ける。たとえば、入出力モジュール２５には、ロボットコントローラ２０の外部の停止スイッチ１０１が接続される。入出力モジュール２５は、ロボットコントローラ２０の外部と接続される図示しない接続端子を有する。また、入出力モジュール２５は、複数の基板を含む。入出力モジュール２５では、１つの基板において、複数の入力と出力とが接続される。また、入出力モジュール２５は、第２制御部２２の配置されている第２基板３２に接続されている。入出力モジュール２５からの信号は、第２基板３２に入力されることによって、第２制御部２２に取得されるとともに、第２制御部２２を介して第１制御部２１に出力される。これにより、入出力モジュール２５からの信号は、第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって取得される。

【0022】

また、入出力モジュール２５は、第１信号生成部２５ａ、および、第２信号生成部２５ｂを有する。第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂの各々は、たとえば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含む。第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂの各々は、受け付けられた入力信号を示す信号を第２制御部２２に対して出力する。入出力モジュール２５では、第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂの各々において、同様の制御処理が実行される。すなわち、入出力モジュール２５は、安全機能のために回路構成が冗長化されている。また、入出力モジュール２５は、安全機能のために図示しない診断回路を有している。

【0023】

通信モジュール２６は、第１基板３１に配置されている。通信モジュール２６は、ネットワークを介して外部装置と接続される。たとえば、通信モジュール２６は、ＰＬＣ１０２と通信を行う。通信モジュール２６は、たとえば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークを介してＰＬＣ１０２と信号の送受信を行う。ロボットコントローラ２０は、通信モジュール２６を介して、安全通信ネットワークによってＰＬＣ１０２と接続されている。通信モジュール２６は、ネットワークを介して外部装置と接続される接続端子を有する。また、通信モジュール２６は、ネットワークを介してＰＬＣ１０２などの外部装置から入力された信号を第１制御部２１に対して出力する。通信モジュール２６からの信号は、第１制御部２１に取得されるとともに、第１制御部２１を介して第２制御部２２に出力されることにより、第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって取得される。

【0024】

停止スイッチ１０１は、作業者による入力操作を受け付ける。具体的には、停止スイッチ１０１は、ロボット１０の動作を停止させるための作業者による停止操作を受け付ける。停止スイッチ１０１は、作業者による停止操作に基づいて、ロボット１０の動作を停止するために、駆動部１２の動作を停止させるための停止信号を入出力モジュール２５に対して出力する。ＰＬＣ１０２は、ロボットコントローラ２０と通信を行うセーフティコントローラである。ＰＬＣ１０２は、レーザスキャナ、および、ライトカーテンなどの検出装置からの信号に基づいて、ロボット１０の動作を停止するために、駆動部１２の動作を停止させるための停止信号を通信モジュール２６に対してネットワークを介して出力する。

【0025】

（搬送作業時の制御）
第１制御部２１は、たとえば、図示しない上位の制御装置からの信号に基づいて、ロボット１０の動作を制御する。第１制御部２１は、エンドエフェクタ１５を含むロボットアーム１１を動作させるために、駆動部１２の動作を制御するための指令を第２制御部２２に出力する。第１制御部２１および第２制御部２２は、ロボット１０の動作を制御することによって、ロボット１０によるワークＷの搬送作業の制御を行う。

【0026】

たとえば、第１制御部２１は、ロボット１０によるワークＷの搬送作業を行うために、図示しない上位の制御装置からワークＷの位置を示す信号を取得する。第１制御部２１は、取得された信号に基づいて、エンドエフェクタ１５をワークＷの位置に移動させるための駆動部１２におけるサーボモータ１３の回転速度を算出する。そして、第１制御部２１は、駆動部１２の動作を制御するための指令として、算出された回転速度を示す速度指令を、第２制御部２２に対して出力する。第２制御部２２は、第１制御部２１から取得された速度指令に基づいて、駆動部１２に対して入力される電流の具体的な電流値を算出する。そして、第２制御部２２は、算出された電流値の電流が駆動部１２に供給されるように、駆動回路部２４のスイッチング素子Ｓｗのゲート端子に入力されるゲート信号を制御することによって、スイッチング素子Ｓｗのスイッチング動作を制御する。なお、第２制御部２２は、速度指令に基づいて、ロボット１０のロボットアーム１１に配置されている複数の駆動部１２の各々に供給される電流を制御する。

【0027】

（動作異常検出時の制御）
図４に示すように、第１制御部２１、第２制御部２２、および、停止制御部２３は、第１制御部２１と第２制御部２２との各々の動作状態と、ロボット１０の動作との少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、ロボット１０の動作を停止させる制御を行う。本実施形態では、第１制御部２１および第２制御部２２の各々が、独立して相互に動作状態を監視するとともにロボット１０の動作の異常を検出する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、第１制御部２１と第２制御部２２との各々の動作状態と、ロボット１０の動作との少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、駆動部１２の動作を停止するための停止指令を、停止制御部２３に対して別個に出力する。停止制御部２３は、第１制御部２１および第２制御部２２からの停止指令に基づいて、駆動部１２の動作を停止させる。

【0028】

第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、動作異常の検出のために、互いに共通の入力を取得するとともに、互いに共通の演算処理を実行することによって、動作異常を検出する。そして、動作異常が検出された場合に、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々に対して同様の停止指令を出力する。すなわち、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、動作異常の検出のために、冗長化されている。そして、停止制御部２３は、第１制御部２１からの停止指令と、第２制御部２２からの停止指令との少なくとも一方が入力された場合に、駆動部１２の動作を停止させる。

【0029】

〈動作範囲および動作速度の監視〉
第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、動作異常を検出するための監視対象としてロボット１０の動作範囲および動作速度を検出する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、ロボット１０が予め設定されたパラメータの範囲を越えて動作していることを検出した場合に、停止指令を出力する。本実施形態では、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、ロボットアーム１１の位置、ロボットアーム１１の移動速度、エンドエフェクタ１５の向き、および、ロボットアーム１１が停止しているか否かの判定に基づいて、動作異常を検出する。

【0030】

具体的には、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、エンコーダ１４からの検出値に基づいて、ロボットアーム１１の位置、ロボットアーム１１の移動速度、エンドエフェクタ１５の向きを検出する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、検出されたロボットアーム１１の位置が、予めパラメータとして設定された動作範囲を越えている場合に、ロボット１０の動作の異常を検出する。また、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、検出されたロボットアーム１１の移動速度が予めパラメータとして設定されたしきい値の速度よりも大きい場合に、ロボット１０の動作の異常を検出する。また、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、検出されたエンドエフェクタ１５の向きが、予めパラメータとして設定された範囲を越えている場合に、ロボット１０の動作の異常を検出する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、ロボットアーム１１の動作を停止させる指令が出力されている場合において、エンコーダ１４からの検出値に基づいてロボットアーム１１が停止されていないと判定された場合に、ロボット１０の動作の異常を検出する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、上記のロボット１０の動作の異常のいずれかが検出された場合に、ロボットシステム１００において動作異常が検出されたとして、停止指令を出力する。

【0031】

〈検出値と指令値との比較〉
また、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、エンコーダ１４により検出されたサーボモータ１３の回転角を示す検出値と、第１制御部２１から第２制御部２２に対して出力された駆動部１２の動作を制御するための指令に基づく指令値とを比較することによって、動作異常を別個に検出する。

【0032】

第１制御部２１は、第２制御部２２に対して出力された駆動部１２の動作を制御するための指令に対応する理想的なエンコーダ１４の検出値を、指令に基づく指令値として取得する。具体的には、第１制御部２１は、第２制御部２２に対して出力された速度指令に基づいて、速度指令が示す回転速度によってサーボモータ１３が回転した場合におけるエンコーダ１４の検出値を、指令に基づく指令値として算出する。すなわち、第１制御部２１は、ロボット１０の動作が正常である場合に取得される理想的なエンコーダ１４の検出値を、指令に基づく指令値として取得する。言い換えれば、第１制御部２１は、速度指令を出力するために算出されたサーボモータ１３の回転速度における検出値を、指令に基づく回転速度の指令値として取得する。そして、第１制御部２１は、取得された指令値を第２制御部２２に対して出力する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、取得された指令値と、エンコーダ１４からの検出値とを比較することによって、指令値と検出値との差分を算出する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、算出された差分が、予めパラメータとして設定された所定のしきい値よりも大きい場合に、動作異常を検出する。

【0033】

〈動作状態の相互監視〉
また、本実施形態では、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、相互に動作状態を監視する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、相互に動作状態を監視した結果、動作状態の異常が検出された場合には、動作異常が検出されたとして、停止指令を出力する。

【0034】

具体的には、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、エンコーダ１４からの検出値に基づいて、ロボットアーム１１の位置、および、ロボットアーム１１の移動速度の両方を算出する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、算出されたロボットアーム１１の位置、および、ロボットアーム１１の移動速度の両方の算出結果を互いに出力することによって、他方の算出結果を取得する。すなわち、第１制御部２１は、第２制御部２２による算出結果を取得し、第２制御部２２は、第１制御部２１による算出結果を取得する。そして、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、自身の算出結果と、取得された他方の算出結果とを比較することによって、相互に動作状態を監視する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、算出結果を比較した結果に基づいて動作異常が検出された場合に停止指令を出力する。

【0035】

たとえば、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、エンコーダ１４からの検出値に基づいて、ロボットアーム１１の位置として、ロボットアーム１１のエンドエフェクタ１５が取り付けられるフランジ部分の空間的な位置または角度と移動速度とを算出する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、互いの算出結果の差分を比較結果として取得する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、取得された差分が予め設定されたパラメータである所定のしきい値よりも大きい場合に、動作異常が生じていると判定する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、算出結果を比較した結果に基づいて動作異常が生じていると判定された場合に、動作異常が検出されたとして、停止指令を出力する。

【0036】

〈外部からの停止信号〉
また、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、外部からの停止信号に基づいて、停止指令を出力する。ロボットコントローラ２０において、入出力モジュール２５は、駆動部１２の動作を停止するための停止信号を受け付ける。具体的には、入出力モジュール２５の第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂの各々は、停止スイッチ１０１に対する停止操作に基づいて受け付けられた停止信号に基づいて、異常が検出されたことを示す異常信号を生成する。そして、第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂの各々は、第１制御部２１および第２制御部２２の各々に対して生成された異常信号を出力する。第１制御部２１および第２制御部２２は、第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂからの異常信号が取得された場合に、動作異常が検出されたとして、停止指令を出力する。なお、入出力モジュール２５には、複数の装置または機器が接続されてもよい。

【0037】

また、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、通信モジュール２６を介して停止信号が取得された場合に、停止指令を出力する。すなわち、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、入出力モジュール２５とは別個に配置された通信モジュール２６を介して停止信号が取得された場合に、停止指令を出力する。たとえば、通信モジュール２６は、外部装置であるＰＬＣ１０２からの停止信号がネットワークを介して入力される。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、通信モジュール２６を介して取得されたＰＬＣ１０２からの停止信号に基づいて、動作異常が検出されたとして停止指令を出力する。

【0038】

なお、第１制御部２１および第２制御部２２の各々に含まれるＣＰＵは、複数のコアを有する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々において、ＣＰＵの有する複数のコアのうちの１つのコアが、動作異常を検出する処理を行う。そして、動作異常を検出する処理を行うコアとは異なる残りのコアが、ロボット１０による搬送作業の制御などを行う。

【0039】

〈停止制御部による駆動部の動作の停止〉
図４に示すように、第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、動作異常が検出された場合に、停止制御部２３の第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々に対して停止指令を出力する。そして、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、第１制御部２１および第２制御部２２からの停止指令に基づいて、駆動部１２に電力を供給する駆動回路部２４の動作を停止させる。

【0040】

具体的には、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、駆動回路部２４を停止させるために、駆動回路部２４のスイッチング素子Ｓｗの各々のゲート端子に入力されるゲート信号を停止させる。第１停止制御部２３ａは、上アーム側のスイッチング素子Ｓｗの動作を停止するＳＴＯ１信号（Ｓａｆｅｔｙ Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｆｆ １ 信号）を出力する。第２停止制御部２３ｂは、下アーム側のスイッチング素子Ｓｗの動作を停止するＳＴＯ２信号（Ｓａｆｅｔｙ Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｆｆ ２ 信号）を出力する。駆動回路部２４では、ＳＴＯ１信号およびＳＴＯ２信号によって、それぞれ、上アーム側のスイッチング素子Ｓｗおよび下アーム側のスイッチング素子Ｓｗのスイッチング動作がオフにされる。すなわち、第１停止制御部２３ａからＳＴＯ１信号が出力された場合には、駆動回路部２４の上アーム側のスイッチング素子Ｓｗのスイッチング動作がオフにされる。また、第２停止制御部２３ｂからＳＴＯ２信号が出力された場合には、駆動回路部２４の下アーム側のスイッチング素子Ｓｗのスイッチング動作がオフにされる。これにより、ＳＴＯ１信号およびＳＴＯ２信号の少なくとも一方が取得された場合に、駆動回路部２４から駆動部１２に供給される電力が遮断される。このように、停止制御部２３も、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂによって冗長化されている。

【0041】

なお、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、第１制御部２１および第２制御部２２からの停止指令が取得されていない場合においても、第１制御部２１と第２制御部２２との動作状態の異常、および、ロボット１０の動作の異常の少なくとも一方が検出された場合には、駆動部１２の動作を停止させる。たとえば、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、第１制御部２１からの信号を監視しており、第１制御部２１からの信号に異常が生じた場合には、駆動部１２の動作を停止させる。たとえば、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、ウォッチドッグタイマにより第１制御部２１からの信号を監視している。第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、所定のタイミングごとに第１制御部２１から正常な信号が入力されない場合には、第１制御部２１に異常が生じているとして駆動部１２の動作を停止させる。

【0042】

また、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、互いに信号の送受信を行うことによって相互に動作状態を監視する。具体的には、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、ＳＴＯ１信号およびＳＴＯ１信号を互いに出力する。すなわち、第１停止制御部２３ａからのＳＴＯ１信号は、第２停止制御部２３ｂにより取得され、第２停止制御部２３ｂからのＳＴＯ２信号は、第１停止制御部２３ａにより取得される。そして、たとえば、ＳＴＯ１信号またはＳＴＯ２信号がハイの状態でスタックしているなどの異常が検出された場合には、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、動作異常が検出されたとして駆動部１２の動作を停止させる。

【0043】

また、上記以外にも、停止制御部２３の第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、ロボットコントローラ２０の筐体２０ａの外表面に配置された図示しない停止スイッチにより停止を指示する操作信号が受け付けられた場合、または、筐体２０ａ内の温度の異常が検出された場合などにおいて、動作異常が検出されたとして駆動部１２の動作を停止させる。

【0044】

（ロボットシステムの異常検出時における制御方法）
次に、図５を参照して、動作異常が検出された場合におけるロボットシステム１００の制御方法について説明する。この動作異常が検出された場合におけるロボットシステム１００の制御方法の処理は、第１制御部２１、第２制御部２２、および、停止制御部２３によって実行される。

【0045】

まず、ステップＳ１において、第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって、第１制御部２１および第２制御部２２の各々の動作状態と、ロボット１０の動作との少なくとも一方の異常である動作異常が検出される。具体的には、予め記憶部３１ａに記憶された設定されたパラメータと、複数の駆動部１２の各々のエンコーダ１４からの検出値とに基づいて、ロボット１０の動作範囲および動作速度の監視の制御処理、検出値と駆動部１２の動作を制御するための指令に基づく指令値との比較の制御処理、および、第１制御部２１および第２制御部２２の動作状態の相互監視の制御処理が行われることにより、動作異常が検出される。また、入出力モジュール２５、および、通信モジュール２６からの入力に基づいて、動作異常が検出される。

【0046】

次に、ステップＳ２において、第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって、停止制御部２３に対して停止指令が出力される。具体的には、第１制御部２１および第２制御部２２の各々から、同様の停止指令が停止制御部２３の第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々に対して出力される。

【0047】

次に、ステップＳ３において、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々から、それぞれ、ＳＴＯ１信号およびＳＴＯ２信号が駆動回路部２４に対して出力されることによって、駆動部１２の動作が停止される。

【0048】

なお、ステップＳ１からステップＳ３までの制御処理は、ロボット１０による作業が行われている最中に、所定のサンプリング周期ごとに繰り返し実行される。

【0049】

［実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0050】

ロボットシステム１００では、第１制御部２１と第２制御部２２との各々は、相互に動作状態を監視するとともにロボット１０の動作の異常を検出し、動作状態およびロボット１０の動作の少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、駆動部１２の動作を停止するための停止指令を出力する。これにより、第１制御部２１と第２制御部２２との互いに異なる２つの制御部の各々によってロボット１０の動作を制御する場合に、第１制御部２１と第２制御部２２とが相互に動作状態を監視することによって、第１制御部２１と第２制御部２２との各々に生じた異常を互いに検出することができる。そのため、互いに異常が生じていないことが確認された第１制御部２１と第２制御部２２との各々によって、ロボット１０の動作の異常を検出することができる。その結果、互いに異なる２つの制御部を用いてロボット１０の動作を制御する場合に、ロボット１０の動作の異常を正確に検出することができる。

【0051】

ロボットシステム１００は、第１制御部２１および第２制御部２２とは別個に設けられ、駆動部１２の動作を停止させる制御を行う停止制御部２３を備える。第１制御部２１と第２制御部２２との各々は、動作異常が検出された場合に、停止制御部２３に対して停止指令を別個に出力する。これにより、第１制御部２１および第２制御部２２の各々から出力された停止指令によって、第１制御部２１および第２制御部２２とは別個に設けられた停止制御部２３が駆動部１２の動作を停止することができる。そのため、第１制御部２１および第２制御部２２の制御処理とは別個に、停止制御部２３によって確実に駆動部１２の動作を停止させることができる。その結果、ロボット１０の動作の異常を正確に検出することができるとともに、異常が検出された場合に駆動部１２の動作を確実に停止させることができる。

【0052】

ロボットシステム１００は、駆動部１２に電力を供給する駆動回路部２４を備える。停止制御部２３は、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂを有する。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、動作異常が検出された場合に第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々に対して停止指令を出力し、第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、停止指令に基づいて駆動回路部２４の動作を停止させる。これにより、停止制御部２３が第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂによって冗長化されているため、停止制御部２３の第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂのいずれか一方に異常が生じた場合にも、異常の生じていない他方による制御によって、駆動回路部２４の動作を停止することによって駆動部１２の動作を停止することができる。そのため、動作異常が生じた場合に駆動部１２の動作をより確実に停止することができる。

【0053】

第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂの各々は、互いに信号の送受信を行うことによって相互に動作状態を監視する。これにより、第１停止制御部２３ａと第２停止制御部２３ｂとのいずれか一方に生じた異常を、他方により検出することができるので、第１停止制御部２３ａと第２停止制御部２３ｂとのいずれかに異常が生じた状態のまま、ロボット１０を動作させることを抑制することができる。

【0054】

駆動部１２は、電力が供給されることにより回転するサーボモータ１３と、サーボモータ１３の回転角を検出するエンコーダ１４とを含む。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、エンコーダ１４により検出されたサーボモータ１３の回転角を示す検出値と、第１制御部２１から第２制御部２２に対して出力された駆動部１２の動作を制御するための指令に基づく指令値とを比較することによって、動作異常を別個に検出するとともに、動作異常が検出された場合に停止指令を別個に出力する。これにより、相互に動作状態を監視している第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって、サーボモータ１３の回転角を示す検出値と、駆動部１２の動作を制御するための指令に基づく指令値とを比較するため、互いに異常が生じていないことを確認した状態の第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって、検出値と指令値との比較をより確実に行うことができる。そのため、互いに異なる２つの制御部の各々によってロボット１０の動作を制御する場合に、ロボット１０の動作の異常をより正確に検出することができる。

【0055】

ロボットシステム１００は、駆動部１２の動作を停止するための停止信号を受け付けるための入出力モジュール２５を備える。入出力モジュール２５は、受け付けられた停止信号に基づいて、異常が検出されたことを示す異常信号を各々が生成する第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂを含み、第１信号生成部２５ａおよび第２信号生成部２５ｂの各々は、第１制御部２１および第２制御部２２の各々に対して生成された異常信号を出力する。これにより、外部の装置、または、停止スイッチ１０１などの外部の操作部からの停止信号を、入出力モジュール２５を介して取得することができる。そのため、入出力モジュール２５において異常信号を出力する第１信号生成部２５ａと第２信号生成部２５ｂとが冗長化されているため、外部からの停止信号が入出力モジュール２５において受け付けられた場合に、第１制御部２１および第２制御部２２に対して異常信号をより確実に出力することができる。その結果、停止信号が受け付けられた場合に、駆動部１２の動作をより確実に停止させることができる。

【0056】

ロボットシステム１００は、外部装置からの駆動部１２の動作を停止するための停止信号が入力される通信モジュール２６を備える。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、通信モジュール２６を介して取得された停止信号に基づいて、停止指令を出力する。これにより、通信モジュール２６を介して外部装置から停止信号を取得することができるので、たとえば、ロボット１０の作業エリアへの侵入の検出、または、作業エリアに設けられた扉部のロック状態の検出などを行う外部の装置との通信を行うことによって、駆動部１２を停止することができる。そのため、ロボットシステム１００と、他の製造システムなどを組み合わせて稼働させる場合にも、駆動部１２の動作を確実に停止させることができる。

【0057】

ロボット１０は、作業を行うためのエンドエフェクタ１５が取り付けられたロボットアーム１１を含む。駆動部１２は、ロボットアーム１１を動作させる。第１制御部２１と第２制御部２２との各々は、ロボットアーム１１の位置、ロボットアーム１１の移動速度、エンドエフェクタ１５の向き、および、ロボットアーム１１が停止しているか否かの判定のうちの少なくとも２つに基づいて、動作異常を検出するとともに、動作異常が検出された場合に、停止指令を出力する。これにより、相互に動作状態を監視している第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって、ロボットアーム１１の位置、ロボットアーム１１の移動速度、エンドエフェクタ１５の向き、および、ロボットアーム１１が停止しているか否かの判定のうちの少なくとも２つに基づいて、動作異常を検出するため、互いに異常が生じていないことを確認した状態の第１制御部２１および第２制御部２２の各々によって、複数種類の判定基準によって動作異常をより確実に検出することができる。そのため、互いに異なる２つの制御部を用いてロボット１０の動作を制御する場合に、ロボット１０の動作の異常をより正確に検出することができる。

【0058】

駆動部１２は、電力が供給されることにより回転するサーボモータ１３と、サーボモータ１３の回転角を検出するエンコーダ１４とを含む。ロボット１０は、作業を行うためのエンドエフェクタ１５が取り付けられたロボットアーム１１を含む。第１制御部２１および第２制御部２２の各々は、エンコーダ１４により検出されたサーボモータ１３の回転角を示す検出値に基づいて、駆動部１２の動作により移動するロボットアーム１１の位置、および、ロボットアーム１１の移動速度の少なくとも一方を算出し、算出されたロボットアーム１１の位置、および、ロボットアーム１１の移動速度の少なくとも一方の算出結果を互いに出力することによって他方の算出結果を取得し、自身の算出結果と取得された他方の算出結果とを比較することによって、相互に動作状態を監視し、算出結果を比較した結果に基づいて動作異常が検出された場合に停止指令を出力する。これにより、互いの算出結果同士を比較することによって、第１制御部２１および第２制御部２２が相互に動作状態の監視を行うことができるとともに、算出結果を比較した結果に基づいて、第１制御部２１および第２制御部２２のいずれかに異常が生じていると判断された場合には駆動部１２の動作を停止することができる。そのため、第１制御部２１および第２制御部２２の各々による演算処理に異常が生じていないかを相互に監視することができるので、ロボット１０の動作の異常をより正確に検出することができる。

【0059】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0060】

たとえば、上記実施形態では、第１制御部２１および第２制御部２２とは別個に設けられた停止制御部２３から、駆動部１２の動作を停止させるための信号が駆動回路部２４に出力される例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、停止制御部を設けずに、第１制御部および第２制御部の各々から直接的に駆動部の動作を停止させるための信号が駆動回路部に出力されるようにしてもよい。また、第２制御部２２からの停止指令が第１制御部２１を介して停止制御部２３に入力される例を示したが、第１制御部および第２制御部の両方から直接的に停止制御部に停止指令が出力されるようにしてもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、停止制御部２３が、２つの第１停止制御部２３ａおよび第２停止制御部２３ｂにより冗長化されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、停止制御部は冗長化されていなくともよい。また、停止制御部を、３つ以上の演算装置または処理回路によって冗長化するようにしてもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、第１制御部２１から第２制御部２２に対して速度指令を出力するとともに、第１制御部２１から出力される速度指令に対応する理想的な検出値が、速度指令に基づく指令値として取得され、速度指令に基づく指令値と、エンコーダ１４の検出値とを比較することによって、動作異常が検出される例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、第１制御部から第２制御部に出力される駆動部の動作を制御するための指令は、回転速度を示す速度指令でなくともよい。駆動部の動作を制御するための指令は、たとえば、サーボモータのトルクの大きさを示すトルク指令であってもよいし、サーボモータの回転数の指令であってもよい。また、速度指令に基づく指令値が第１制御部により取得されて第２制御部に出力される例を示したが、第１制御部および第２制御部の各々によって、指令に基づいて理想的な検出値に対応する指令値が算出されるようにしてもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、入出力モジュール２５によって、停止スイッチ１０１からの信号が受け付けられる例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、入出力モジュールによって、レーザスキャナおよびライトカーテンなどの検出装置、または、ロボットの作業エリアに設けられた扉部のロック状態の検出などを行うスイッチなどからの入力を受け付けるようにしてもよい。また、入出力モジュールを設けないようにしてもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、第１制御部２１と第２制御部２２との各々が、ロボットアーム１１の位置、ロボットアーム１１の移動速度、エンドエフェクタ１５の向き、および、ロボットアーム１１が停止しているか否かの判定に基づいて、動作異常を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、第１制御部と第２制御部との各々を、ロボットアームの位置、ロボットアームの移動速度、エンドエフェクタの向き、および、ロボットアームが停止しているか否かの判定のうちの少なくとも２つに基づいて、動作異常を検出するようにしてもよい。

【0065】

また、上記実施形態では、第１制御部２１と第２制御部２２との各々が、算出されたロボットアーム１１の位置、および、ロボットアーム１１の移動速度の算出結果を互いに出力することによって他方の算出結果を取得し、自身の算出結果と取得された他方の算出結果とを比較することによって、相互に動作状態を監視する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、第１制御部と第２制御部との各々を、ロボットアームの位置、および、ロボットアームの移動速度のうちの少なくとも一方の算出結果を比較することによって、相互に動作状態を監視するようにしてもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、駆動回路部２４のスイッチング素子Ｓｗに入力されるゲート信号を停止させてスイッチング動作をオフにすることによって、駆動部１２に供給される電力を遮断して駆動部１２の動作を停止させる例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、電磁接触器などの開閉器または遮断器によって、駆動部に供給される電力を遮断することによって駆動部の動作を停止するようにしてもよい。

【0067】

また、上記実施形態では、ワークＷの搬送を行う６軸の垂直多関節ロボットであるロボット１０の動作の制御を行う例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、製造または加工を行うロボットの制御を行うようにしてもよい。また、ロボットは、６軸以外の軸数を有する垂直多関節ロボットであってもよいし、半導体基板を搬送するような水平多関節ロボットであってもよい。また、ロボットアームを有さず直動機構によって動作するロボットの制御を行うようにしてもよい。また、第１制御部に対して上位の制御装置からの信号が入力されることによってロボットの動作が制御される例を示したが、記憶部に記憶された予め設定されたパラメータに基づいて、第１制御部から第２制御部に指令が出力されるようにしてもよい。

【0068】

また、上記実施形態では、ロボットアーム１１に取り付けられているエンドエフェクタ１５がワークＷを把持するロボットハンドである例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、ロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタは、塗装ガン、ネジ締めのためのツール、撮像部、または、検出用のセンサなどであってもよい。すなわち、エンドエフェクタを用いてロボットによって行われる作業は、搬送作業のみならず、塗装作業、製造組立作業、撮像作業、または、検査作業などであってもよい。

【0069】

また、上記実施形態では、入出力モジュール２５からの信号が、第２制御部２２に入力されるとともに第２制御部２２を介して第１制御部２１に入力され、通信モジュール２６からの信号が、第１制御部２１に入力されるとともに第１制御部２１を介して第２制御部２２に入力される例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、反対に、入出力モジュールからの信号が、第１制御部に入力されるとともに第１制御部を介して第２制御部に入力され、通信モジュールからの信号が、第２制御部に入力されるとともに第２制御部を介して第１制御部に入力されてもよい。また、入出力モジュールからの信号と通信モジュールからの信号の両方が、第１制御部に入力されるとともに、第１制御部を介して第２制御部に入力されてもよいし、両方が第２制御部に入力されるとともに、第２制御部を介して第１制御部に入力されてもよい。また、入出力モジュールおよび通信モジュールの各々からの信号が、第１制御部と第２制御部との両方に直接的に入力されるようにしてもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、第１制御部２１、第２制御部２２、および、停止制御部２３の各々が互いに異なる基板に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、第１制御部、第２制御部、および、停止制御部のうちの２つ、または、全てが、共通の基板に配置されていてもよい。また、第２制御部は、複数のサーボモータの各々ごとに、複数の基板の各々に配置されていてもよい。すなわち、複数のサーボモータの個数に対応するように、複数の第２制御部が備えられていてもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、第１制御部２１、第２制御部２２、および、停止制御部２３の各々がロボットコントローラ２０に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、第２制御部がロボットアーム側に配置されていてもよい。たとえば、第２制御部と駆動回路部とが、ロボットアームに配置されていてもよい。また、第１制御部の実行する処理のうちの一部を、ロボットコントローラの外部のコンピュータなどの制御装置が実行するようにしてもよい。

【0072】

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。

【0073】

たとえば、第１制御部および第２制御部の各々は、ＣＰＵ以外の演算装置または処理回路を含んでいてもよい。また、停止制御部の第１制御部および第２制御部の各々は、ＣＰＬＤ以外の演算装置または処理回路を含んでいてもよい。また、入出力モジュールの第１信号生成部および第２信号生成部の各々は、ＦＰＧＡ以外の演算装置または処理回路を含んでいてもよい。

【0074】

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0075】

（項目１）
ロボットと、
前記ロボットを動作させるための駆動源となる駆動部と、
前記ロボットの動作を制御する第１制御部と、
前記第１制御部からの指令に基づいて前記駆動部に供給される電力を制御する第２制御部と、を備え、
前記第１制御部と前記第２制御部との各々は、
相互に動作状態を監視するとともに前記ロボットの動作の異常を検出し、
前記動作状態および前記ロボットの動作の少なくとも一方の異常である動作異常が検出された場合に、前記駆動部の動作を停止するための停止指令を出力する、ロボットシステム。

【0076】

（項目２）
前記第１制御部および前記第２制御部とは別個に設けられ、前記駆動部の動作を停止させる制御を行う停止制御部をさらに備え、
前記第１制御部と前記第２制御部との各々は、前記動作異常が検出された場合に、前記停止制御部に対して前記停止指令を別個に出力する、項目１に記載のロボットシステム。

【0077】

（項目３）
前記駆動部に電力を供給する駆動回路部をさらに備え、
前記停止制御部は、第１停止制御部および第２停止制御部を有し、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、前記動作異常が検出された場合に、前記第１停止制御部および前記第２停止制御部の各々に対して前記停止指令を出力し、
前記第１停止制御部および前記第２停止制御部の各々は、前記停止指令に基づいて前記駆動回路部の動作を停止させる、項目２に記載のロボットシステム。

【0078】

（項目４）
前記第１停止制御部および前記第２停止制御部の各々は、互いに信号の送受信を行うことによって相互に動作状態を監視する、項目３に記載のロボットシステム。

【0079】

（項目５）
前記駆動部は、電力が供給されることにより回転するサーボモータと、前記サーボモータの回転角を検出する回転角検出部とを含み、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、前記回転角検出部により検出された前記サーボモータの回転角を示す検出値と、前記第１制御部から前記第２制御部に対して出力された前記駆動部の動作を制御するための指令に基づく指令値とを比較することによって、前記動作異常を別個に検出するとともに、前記動作異常が検出された場合に前記停止指令を別個に出力する、項目１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【0080】

（項目６）
前記駆動部の動作を停止するための停止信号を受け付けるための入出力モジュールをさらに備え、
前記入出力モジュールは、受け付けられた前記停止信号に基づいて、異常が検出されたことを示す異常信号を各々が生成する第１信号生成部および第２信号生成部を含み、
前記第１信号生成部および前記第２信号生成部の各々は、前記第１制御部および前記第２制御部の各々に対して生成された前記異常信号を出力する、項目１～５のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【0081】

（項目７）
外部装置からの前記駆動部の動作を停止するための停止信号が入力される通信モジュールをさらに備え、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、前記通信モジュールを介して取得された前記停止信号に基づいて、前記停止指令を出力する、項目１～６のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【0082】

（項目８）
前記ロボットは、作業を行うためのエンドエフェクタが取り付けられたロボットアームを含み、
前記駆動部は、前記ロボットアームを動作させ、
前記第１制御部と前記第２制御部との各々は、前記ロボットアームの位置、前記ロボットアームの移動速度、前記エンドエフェクタの向き、および、前記ロボットアームが停止しているか否かの判定のうちの少なくとも２つに基づいて、前記動作異常を検出するとともに、前記動作異常が検出された場合に、前記停止指令を出力する、項目１～７のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【0083】

（項目９）
前記駆動部は、電力が供給されることにより回転するサーボモータと、前記サーボモータの回転角を検出する回転角検出部とを含み、
前記ロボットは、作業を行うためのエンドエフェクタが取り付けられたロボットアームを含み、
前記第１制御部および前記第２制御部の各々は、
前記回転角検出部により検出された前記サーボモータの回転角を示す検出値に基づいて、前記駆動部の動作により移動する前記ロボットアームの位置、および、前記ロボットアームの移動速度の少なくとも一方を算出し、
算出された前記ロボットアームの位置、および、前記ロボットアームの移動速度の少なくとも一方の算出結果を互いに出力することによって他方の前記算出結果を取得し、
自身の前記算出結果と取得された他方の前記算出結果とを比較することによって、相互に前記動作状態を監視し、
前記算出結果を比較した結果に基づいて前記動作異常が検出された場合に前記停止指令を出力する、項目１～８のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【符号の説明】

【0084】

１０ ロボット
１１ ロボットアーム
１２ 駆動部
１３ サーボモータ
１４ エンコーダ（回転角検出部）
１５ エンドエフェクタ
２１ 第１制御部
２２ 第２制御部
２３ 停止制御部
２４ 駆動回路部
２５ 入出力モジュール
２６ 通信モジュール
１００ ロボットシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】