CN100475461C - 具有移动式操作部的机器人控制装置 - Google Patents

Abstract

一种在机器人的自动运转中，防止由于移动式操作部的二次电池充电不足而造成机器人紧急停止的机器人控制装置。机器人控制装置具有：通过二次电池进行动作的移动式操作部；具备可以与移动式操作部进行通信，同时在与移动式操作部的通信中断时紧急停止机器人的单元的机器人控制部；用于对二次电池进行充电的充电电路；以及在机器人的自动运转中对充电电路与机器人控制部进行电气连接的电缆。

Description

具有移动式操作部的机器人控制装置

技术领域

本发明涉及一种机器人控制装置，特别是涉及一种与具有紧急停止按钮以及内置二次电池的移动式操作部进行无线通信的机器人控制装置。

背景技术

移动式操作部的主要用途是机器人的示教。在进行示教时，很多时候操作者手持移动式操作部进入包围机器人的安全栅内，接近机器人地进行示教。因此，为了确保操作者的安全，在移动式操作部中设置用于在紧急时紧急停止机器人的紧急停止按钮。在按动了紧急停止按钮时，机器人控制装置切断对机器人驱动电动机的电力供给使机器人立即停止。

移动式操作部一般通过电气电缆与固定的机器人控制装置的控制部连接。电气电缆在向移动式操作部提供电力的同时，还用于接收来自移动式操作部的紧急停止按钮的触点信号、按键输入等信息，以及向移动式操作部发送画面信息等。但是，该电气电缆经常防碍操作者在安全栅内的作业，因此为了提高操作性最好没有电缆。

因此，为了不用电缆连接机器人控制部和移动式操作部来进行通信，例如像特开2003-288105号公报公开的那样，考虑通过电波等的无线通信进行两者间的接收发送，而且作为其动作电源在移动式操作部中内置二次电池的方法。

在利用无线通信的情况下，由于紧急停止信号也被无线发送，所以当无线通信中断时紧急停止信号也无法被发送。因此为了确保安全，紧急停止信号接收侧即机器人控制部在无线通信中断时，必须以接收到紧急停止信号的情况来进行处理。因此，即使在移动式操作部的二次电池的充电量不足通信中断的情况下，机器人也会紧急停止，这在用于生产的自动运转中造成生产效率的显著降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在机器人的自动运转中，防止由于移动式操作部的二次电池的充电量不足无线通信中断由此导致机器人紧急停止的机器人控制装置。

为了达成上述目的，本发明提供一种机器人控制装置，该机器人控制装置具有控制机器人的机器人控制部；和具备用于使上述机器人紧急停止的紧急停止按钮以及二次电池，可以与上述机器人控制部分离并且通过所述二次电池进行动作的移动式操作部，所述机器人控制部可与所述移动式操作部进行通信，同时具有在接收到由所述紧急停止按钮的操作而产生的紧急停止信号的情况以及与所述移动式操作部的通信中断的情况中的任意一种情况下，使上述机器人紧急停止的单元。在机器人控制装置中，所述机器人控制装置具有用于对所述二次电池进行充电，设置在所述移动式操作部以及所述机器人控制部任意一方上的充电电路；为了在所述机器人的自动运转中可以对所述二次电池进行充电，电气连接所述机器人控制部与所述移动式操作部的连接单元；对所述移动式操作部与所述机器人控制部是否通过所述连接单元确立电气连接的状态进行检测的检测单元；和当所述检测单元在所述机器人的自动运转中检测到没有确立所述电气连接的状态时，发出警告的单元。

所述连接单元可以具有安装在所述移动式操作部上的连接器；和可以在所述连接器上装卸的电缆。

在没有确立上述电气连接时，最好通过无线进行所述移动式操作部和所述机器人控制部之间的通信。

机器人控制装置还可具有在没有确立所述电气连接的情况下，在所述二次电池的充电量成为所述移动式操作部可以正常动作，但继续使用需要充电的第1电平时发出警告的单元。

所述机器人控制部可以在没有确立所述电气连接的情况下，在所述二次电池的充电量成为所述移动式操作部与所述机器人控制部的通信中断的第2电平时，使所述机器人紧急停止。

另外，所述机器人控制部可以在没有确立所述电气连接的情况下，在所述二次电池的充电量成为所述移动式操作部可以正常动作，但继续使用需要充电的第1电平时，在所述机器人的安全栅打开时使所述机器人紧急停止。

附图说明

通过参照附图对以下的最佳实施方式进行说明，本发明上述或者其它的目的、特征以及优点会变得更加明确。

图1表示本发明实施方式的机器人控制装置的概略结构。

图2表示机器人控制装置的移动式操作部的概略结构。

具体实施方式

图1表示包含本发明的机器人控制装置10的机器人系统的概略结构。机器人控制装置10具有控制机器人1的控制部20，控制部20具有CPU22、与CPU22连接的ROM24、RAM26以及伺服控制电路28。控制部20还具有用于通过无线与后面所述的移动式操作部60进行通信的通信单元30。伺服控制电路28，其可以设置在机器人1的每个轴上，分别通过伺服放大器32向无图示的机器人1的各轴用伺服电动机提供动力。伺服放大器32通过安装在向伺服放大器32提供动力的线路中的电磁接触器34与动力用电源2连接。

另外，控制装置10具有用于指定机器人的运转电动机的运转电动机选择开关36以及用于开始机器人自动运转的循环开始按钮38，分别通过电动机选择开关接口40以及循环开始按钮接口42与CPU22连接。另外，控制装置10具有对包围机器人1的安全栅3的门4的状态进行监视的监视电路44，通过该监视电路44向CPU22传送门4的开闭状态。CPU22对开关36、按钮38以及门4的状态进行监视，并根据这些状态对机器人1进行适当的控制。此时，CPU22通过警示灯接口46使警示灯48点亮，可以促使操作者引起注意。此外如后所述，警示灯48还可以作为通知移动式操作部60的充电量低下的警告单元使用。

控制装置10还具有与所述电磁接触器34相连接的紧急停止单元50。紧急停止单元50在从CPU22收到紧急停止指令时将电磁接触器置为“off”的状态。由此切断向伺服放大器32的动力供给，机器人1立即紧急停止。

然后，对机器人控制装置10的移动式操作部60进行说明。如图2详细所示，主要用于对机器人进行示教的移动式操作部60具有CPU62、与CPU62相连接的ROM64和RAM66、显示控制部68以及键盘接口70。将液晶显示器等显示器72与显示控制部68连接，将操作者可以操作的键盘74与键盘接口70连接。另外，移动式操作部60具有用于与机器人控制部20进行无线通信的通信单元76。

在移动式操作部60上，在操作者可以比较容易地进行操作的适当位置上设置紧急停止按钮78。通过操作者操作(例如按下)紧急停止按钮78，通过紧急停止按钮接口80以及通信单元76向机器人控制部20发送紧急停止信号。

移动式操作部60的动作电源由移动式操作部60具备(例如内置)的二次电池82提供。二次电池82通过移动式操作部60具有的充电电路84被进行充电。但是，充电电路可以不设置在移动式操作部60上，而设置在控制部20上。二次电池82的充电状态由充电状态监视电路86来进行监视。充电状态监视电路86可以发出表示二次电池82的充电量为第1电平或小于第1电平的第1信号。这里所谓的第1电平的充电量表示：例如在当前时刻移动式操作部60可以正常动作，但是如果继续使用需要充电的电平的充电量(例如，满充电的10～20％)。此外，充电状态监视电路86可以发出表示第1电平的充电量进一步降低，二次电池82的充电量成为移动式操作部60与机器人控制部20的通信中断的第2电平的充电量(例如，实际上为0％)的第2信号。如后所述，机器人控制部20在来自移动式操作部60的通信中断时紧急停止机器人1。因此，在发出了第2信号时，移动式操作部60停止包括向机器人控制部20发送数据的动作，所以机器人控制部20使机器人1紧急停止。另一方面，在发出了第1信号时，机器人控制部20发出需要对移动式操作部60充电的警告。发出了第1以及第2信号的情况还可以在显示器72上显示。

在移动式操作部60中设置用于可以从机器人控制部20提供用于对二次电池82进行充电的电力的连接单元。在本实施方式中连接单元具有：电缆88；以及将电缆88的一端与移动式操作部60连接的连接器90。电缆88的另一端与设置在机器人控制部20上的充电用电源52连接(参照图1)。根据该结构，在通过电缆88以及连接器90移动式操作部60与机器人控制部20连接的期间，可以对二次电池82充电。另外，连接器90为了在示教作业时可以将移动式操作部60从机器人控制部20分离开，最好具备可以装卸的构造。另外，通过使用电缆，移动式操作部60得到即使在连接中即充电中，也具备一定程度的移动性的优点。但是，代替通过电缆的连接，还可以采用使设置在机器人控制部20适当位置上的导体元件和设置在移动式操作部60的导体元件相互接触来提供电力的方法，或利用电磁感应来传送并提供电力的方法等。

如上所述，在移动式操作部60和机器人控制部20之间可以进行无线数据发送。在机器人控制部20的通信单元30接收的来自移动式操作部60的数据中，除了上述第1以及第2信号之外还包含例如机器人的位置数据、点动进给的指令数据等一般数据，根据这些数据机器人控制部20的CPU22控制机器人1。关于这种一般的机器人控制，可以与现有的控制相同所以省略详细的说明。

在由操作者按下移动式操作部60的紧急停止按钮78的情况下，从移动式操作部60向机器人控制部20发送紧急停止信号，机器人控制部20向紧急停止单元50发送紧急停止指令，紧急停止机器人1。在此，由于某些原因可能引起机器人控制部20无法接收来自移动式操作部60的发送数据的情况。作为具体原因，可以列举出移动式操作部60的二次电池82的充电量不足，通信单元30或者76的故障，由噪音引起的无线通信的混乱等。在这种情况下，即使按下移动式操作部60的紧急停止按钮78，机器人控制部20也无法进行识别，产生不紧急停止机器人1的不良现象。为了回避这种不良现象，机器人控制部20将与移动式操作部60的通信中断作为发送了紧急停止信号来进行处理，使机器人1紧急停止。

因此，在移动式操作部60的二次电池82的充电量不足数据通信已中断的情况下，机器人1也紧急停止，但在自动运转中，移动式操作部60可以事先放置在机器人控制部20的附近，所以在本发明中可以使用上述的电缆88时常事先对二次电池82充电。因此在自动运转中，可以避免由于二次电池82的充电量不足而导致机器人1紧急停止这样的情况。

另外，如图1所示，机器人控制部20具有对移动式操作部60和机器人控制部20是否确实地通过电缆88相连接的情况进行监视的连接状态监视单元或者电路54。与机器人1处于自动运转无关，在连接状态监视电路54检测到移动式操作部60没有与电缆88相连接的情况下，机器人控制部20例如可以使用上述警示灯48发出用于向操作者通知该情况的警告。通过该警告，可以更可靠地回避自动运转中二次电池82的充电量不足。此外，警示灯48可以设置在移动式操作部60上，代替警示灯48可以在移动式操作部60的显示器72中显示警告内容，还可以代替警示灯通过警报等发出警告。

如同本实施方式那样，连接状态监视电路54在使用了电缆的情况下，例如为了在移动式操作部60内为0V而事先连接了连接器90的移动式操作部60一侧的插头中的1个插头(无图示)，可以实现来自该插头的信号在移动式操作部60与电缆88相连接时作为低电平读出，在没有连接时作为高电平读出。或者在利用上述导体端子或电磁感应的情况下，可以使用对在正确对二次电池82进行充电的位置上配置了移动式操作部60的情况进行检测的机械式检测开关(无图示)。

在为了进行生产而自动运转机器人的情况下，操作者无需手持移动式操作部60进入安全栅3的内侧，另外，即使通过电缆等或者直接将移动式操作部60与机器人控制部20连接也不会防碍作业。这里，在机器人1处于自动运转而且是无法对移动式操作部60的二次电池82进行充电的状态(即，移动式操作部60没有与电缆88连接)的情况下，机器人控制部20的CPU22生成发出警告的指令，该警告促使对二次电池82充电。该指令的生成可以在CPU22以外的无图示的逻辑电路等中进行。由此，可以确实地避免当机器人紧急停止时损失非常大的、由自动运转中的二次电池的充电量不足而导致的紧急停止。

另一方面，在无法通过电缆88确立机器人控制部20与移动式操作部60的电气连接的情况下，例如示教作业那样，在操作者手持移动式操作部60进入到机器人1的附近即安全栅3内来进行作业的情况下，在与电缆88分离的状态下操作移动式操作部60。在本实施方式中，因为在移动式操作部60与机器人控制部20之间进行无线通信，所以无需将可能防碍作业的电缆带入安全栅3内。

在示教作业中二次电池82的充电量减少的情况下，通过上述第1信号发出警告，操作者可以意识到需要充电。这里，操作者如果中断作业来对二次电池82进行充电则可以再次开始示教作业。此外，操作者在发出了警告之后还继续作业，当结果是发出了上述第2信号时，移动式操作部60成为无法进行以上的通信的状态，所以机器人控制部20为了安全使机器人1紧急停止。但是，因为示教作业是机器人运转中所谓的准备作业之一，所以即使在作业过程中机器人成为紧急停止的状态，也不会像自动运转那样对生产效率产生很大的影响。

或者，当在示教作业中发出了第1信号时，机器人控制部20可以立即使机器人紧急停止。更详细地说，如果在发出了第1信号时安全栅3打开，机器人控制部20可以认为现在的状态为示教作业等操作者在安全栅3内的状态，所以为了确实地确保安全可以不等待第2信号停止机器人1。

另外，也可以不使用无线方式而是通过目前所采用的使用电气电缆(无图示)的有线方式进行移动式操作部60与机器人控制部20的通信。根据噪音的种类，有时有线方式比无线方式耐噪音性高，所以此时可以通过使用有线方式来排除或者降低由于噪音而产生的通信混乱。另外，在采用有线方式的情况下，最好将电气电缆兼作二次电池的充电用电缆来使用。

根据本发明的机器人控制装置，在机器人的自动运转继续中可以时常进行二次电池的充电，所以可以提前防止由于充电量不足而导致机器人的紧急停止。此外，当在没有对移动式操作部的二次电池进行充电的状态下进行机器人的自动运转时发出警告，所以可以确实地防止二次电池充电量的不足。

此外，为了示教作业在机器人附近操作移动式操作部时，移动式操作部可以通过无线与控制部进行通信，在移动式操作部的充电量为规定量或小于规定量时操作者可以通过警告意识到该情况。

参照为了说明而选定的特定的实施方式对本发明进行了说明，但是本领域的技术人员应该清楚在不脱离本发明的基本概念以及范围的情况下可以有多种的变更。

Claims (6)

1.一种机器人控制装置(10)，具有：控制机器人(1)的机器人控制部(20)；和具备用于使所述机器人(1)紧急停止的紧急停止按钮(78)以及二次电池(82)的、可以与所述机器人控制部(20)分离开，同时利用所述二次电池(82)进行动作的移动式操作部(60)，所述机器人控制部(20)可与所述移动式操作部(60)进行通信，同时具有在接收到由所述紧急停止按钮(78)的操作产生的紧急停止信号的情况以及与所述移动式操作部(60)的通信已中断的情况中的任意一种情况下，使所述机器人(1)紧急停止的单元(50)，其特征在于，具有：

充电电路(84)，用于对所述二次电池(82)进行充电，设置在所述移动式操作部(60)以及所述机器人控制部(20)的任意一方上；

连接单元(88、90)，为了在所述机器人(1)的自动运转中可以对所述二次电池(82)进行充电，电气连接所述机器人控制部(20)与所述移动式操作部(60)；

检测单元(54)，其对所述移动式操作部(60)与所述机器人控制部(20)是否通过所述连接单元(88、90)确立电气连接的状态进行检测；和

单元(48)，当所述检测单元(54)在所述机器人(1)的自动运转中检测到没有确立所述电气连接的状态时发出警告。

2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述连接单元(88、90)具有安装在所述移动式操作部(60)上的连接器(90)；和可以在所述连接器(90)上装卸的电缆(88)。

3.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

在没有确立所述电气连接时，通过无线进行所述移动式操作部(60)和所述机器人控制部(20)之间的通信。

4.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，具有：

在没有确立所述电气连接的情况下，在所述二次电池(82)的充电量成为所述移动式操作部(60)可以正常动作，但继续使用需要充电的第1电平时发出警告的单元(86、48)。

5.根据权利要求4所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制部(20)在没有确立所述电气连接的情况下，在所述二次电池(82)的充电量成为所述移动式操作部(60)与所述机器人控制部(20)的通信中断的第2电平时，使所述机器人(1)紧急停止。

6.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制部(20)在没有确立所述电气连接的情况下，在所述二次电池(82)的充电量成为所述移动式操作部(60)可以正常动作，但继续使用需要充电的第1电平时，在所述机器人(1)的安全栅(3)打开时使所述机器人(1)紧急停止。

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