CN114851186A - 机器人控制装置及机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供机器人控制装置及机器人系统，在根据动作指令值与编码器值的比较处理的结果输出切断驱动部的动力的信号的运算处理部中，即使其一部分发生故障时、或者编码器发生故障时，也能够切断驱动部的动力并且安全性能高。机器人控制装置是控制具备根据指令值驱动臂的驱动部和输出第一编码器值的第一编码器部的机器人的装置，具有第一指令值比较部、第一相互监视部、第二指令值比较部、第二相互监视部及动力切断部，第一指令值比较部根据指令值和第一编码器值输出第一指令值比较结果，第二指令值比较部根据指令值和第一编码器值输出第二指令值比较结果，第一相互监视部及第二相互监视部根据第一指令值比较结果和第二指令值比较结果输出切断信号。

Description

机器人控制装置及机器人系统

技术领域

本发明涉及机器人控制装置及机器人系统。

背景技术

专利文献1中公开了具有检测电机的动作的编码器的电机控制装置，其具备：电机控制部，生成与电机的动作相关的指令值；驱动部，向电机供给驱动电流；切断部，切断从电机控制部向驱动部的驱动信号的传递；以及安全控制部，使切断部执行切断处理。其中，电机控制部根据用于驱动电机的动作指令信号和来自编码器的反馈信号，生成与电机的动作相关的指令值以使电机的动作追随动作指令信号。

在该电机控制装置的安全控制部中，根据来自编码器的反馈值与通过动作指令信号算出的动作指令值的比较结果，判断与编码器相关的故障的发生，并根据该判断结果使切断部执行切断处理。根据这样的构成，利用来自编码器的反馈值与动作指令值的比较结果实现编码器的故障判断，因此，能够提高电机控制装置的安全性能。

专利文献1：日本特开2018-136708号公报

在专利文献1记载的安全控制部中，当编码器发生了故障时，能够根据来自编码器的反馈值判断故障，并切断驱动信号的传递。在专利文献1记载的安全控制部中，这样确保了电机控制装置所要求的安全性能。然而，在专利文献1记载的电机控制装置中，以安全控制部健全为前提。因此，当安全控制部发生了故障时，无法判断编码器是否发生了故障，即使发生了故障也无法切断驱动信号的传递。

发明内容

本发明的应用例涉及的机器人控制装置控制机器人的动作，所述机器人具备：臂；驱动部，根据动作指令值驱动所述臂；以及第一编码器部，检测所述驱动部的动作并输出第一编码器值，所述机器人控制装置的特征在于，具备：

第一运算处理部，具有第一指令值比较部及第一相互监视部；

第二运算处理部，具有第二指令值比较部及第二相互监视部；以及

动力切断部，根据切断信号切断所述驱动部的动力，

所述第一指令值比较部进行所述动作指令值与所述第一编码器值的比较处理，并输出第一指令值比较结果，

所述第二指令值比较部进行所述动作指令值与所述第一编码器值的比较处理，并输出第二指令值比较结果，

所述第一相互监视部及所述第二相互监视部进行对所述第一指令值比较结果与所述第二指令值比较结果进行比较的指令值相互监视处理，

所述第一运算处理部及所述第二运算处理部根据所述指令值相互监视处理的结果输出所述切断信号。

本发明的应用例涉及的机器人系统的特征在于，具有：

本发明的应用例涉及的机器人控制装置；以及

所述机器人。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的机器人系统的立体图。

图2是图1所示的机器人的简图。

图3是表示图1的机器人系统的主要部分的框图。

图4是图3所示的第一关节部、机器人控制装置以及动力切断部的详细图。

附图标记说明

1…机器人系统、2…机器人、4…底座、8…机器人控制装置、9…电源、10…机械臂、11…第一臂、12…第二臂、13…第三臂、14…第四臂、15…第五臂、16…第六臂、81…机器人控制器、82…机器人监视部、83…第一运算处理部、84…第二运算处理部、85…动力切断部、86…编码器值比较部、91…电力供给部、101…地板、171…第一关节部、172…第二关节部、173…第三关节部、174…第四关节部、175…第五关节部、176…第六关节部、301…驱动控制部、302…驱动控制部、303…驱动控制部、304…驱动控制部、305…驱动控制部、306…驱动控制部、401…驱动部、401M…电机、402…驱动部、402M…电机、403…驱动部、403M…电机、404…驱动部、404M…电机、405…驱动部、405M…电机、406…驱动部、406M…电机、411…角度传感器、412…角度传感器、413…角度传感器、414…角度传感器、415…角度传感器、416…角度传感器、421…第一编码器部、422…第二编码器部、832…第一指令值比较部、834…第一姿态比较部、835…第一信号中继部、836…第一相互监视部、838…第一切断信号输出部、842…第二指令值比较部、844…第二姿态比较部、845…第二信号中继部、846…第二相互监视部、848…第二切断信号输出部、851…第一切断部、852…第二切断部、912…处理器、914…存储器、916…外部接口、932…处理器、934…存储器、936…外部接口、942…处理器、944…存储器、946…外部接口、B1…切断信号、B2…切断信号、B3…切断信号、E1…第一编码器值、E2…第二编码器值、M1…动作指令值、O1…第一转动轴、O2…第二转动轴、O3…第三转动轴、O4…第四转动轴、O5…第五转动轴、O6…第六转动轴。

具体实施方式

以下，根据附图所示的实施方式对本发明的机器人控制装置及机器人系统详细进行说明。

首先，对实施方式涉及的机器人系统及机器人控制装置进行说明。

图1是表示实施方式涉及的机器人的立体图。图2是图1所示的机器人的简图。图3是表示图1的机器人系统的主要部分的框图。

图1所示的机器人系统1例如使用于各种工件(对象物)的输送、组装、检查等的各作业。

如图1至图3所示，机器人系统1具有机器人2和控制机器人2的动作的机器人控制装置8，机器人2具备底座4、机械臂10、驱动部401～406以及驱动控制部301～306。

图1及图2所示的底座4载置于水平的地板101。此外，底座4也可以载置于墙壁、天花板、架台等，而不是载置于地板101。

图1及图2所示的机械臂10具备第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14、第五臂15以及第六臂16。在第六臂16的前端，能够可拆装地安装未图示的末端执行器，能够利用该末端执行器进行工件的把持等。作为由末端执行器进行把持等的工件，并无特别限定，例如可以举出电子部件、电子设备等。此外，在本说明书中，将以第六臂16为基准时的底座4侧设为“基端侧”，将以底座4为基准时的第六臂16侧设为“前端侧”。

作为末端执行器，并无特别限定，可以举出把持工件的手、吸附工件的吸附头等。

此外，也可以在第六臂16与末端执行器之间设置未图示的力检测部。力检测部检测施加于末端执行器的力。作为力检测部，例如可以举出能够检测相互正交的三个轴的各个轴方向的力分量(平移力分量)和围绕该三个轴的各个轴的力分量(旋转力分量)的六轴力觉传感器等。

进而，机器人系统1除了上述以外，例如还可以具备图像传感器、深度传感器、惯性传感器、超声波传感器、光幕、毫米波雷达、激光扫描仪等。

1.机器人

机器人2是底座4、第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14、第五臂15以及第六臂16从基端侧朝向前端侧按此顺序连结而成的单臂的六轴垂直多关节机器人。以下，也将第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14、第五臂15以及第六臂16分别称为“臂”。臂11～16的长度分别并无特别限定，能够适当地设定。

底座4与第一臂11经由第一关节部171连结。第一臂11能够相对于底座4以与铅垂轴平行的第一转动轴O1为转动中心进行转动。如图3所示，第一关节部171具备驱动部401和角度传感器411，驱动部401具有电机401M及未图示的减速器。第一臂11通过驱动部401的驱动进行转动。电机401M产生使第一臂11转动的驱动力。

第一臂11与第二臂12经由第二关节部172连结。第二臂12能够相对于第一臂11以与水平面平行的第二转动轴O2为转动中心进行转动。如图3所示，第一关节部172具备驱动部402和角度传感器412，驱动部402具有电机402M及未图示的减速器。第二臂12通过驱动部402的驱动进行转动。电机402M产生使第二臂12转动的驱动力。

第二臂12与第三臂13经由第三关节部173连结。第三臂13能够相对于第二臂12以与水平面平行的第三转动轴O3为转动中心进行转动。如图3所示，第三关节部173具备驱动部403和角度传感器413，驱动部403具有电机403M及未图示的减速器。第三臂13通过驱动部403的驱动进行转动。电机403M产生使第三臂13转动的驱动力。

第三臂13与第四臂14经由第四关节部174连结。第四臂14能够相对于第三臂13以与第三臂13的中心轴平行的第四转动轴O4为转动中心进行转动。如图3所示，第四关节部174具备驱动部404和角度传感器414，驱动部404具有电机404M及未图示的减速器。第四臂14通过驱动部404的驱动进行转动。电机404M产生使第四臂14转动的驱动力。

第四臂14与第五臂15经由第五关节部175连结。第五臂15能够相对于第四臂14以与第四臂14的中心轴正交的第五转动轴O5为转动中心进行转动。如图3所示，第五关节部175具备驱动部405和角度传感器415，驱动部405具有电机405M及未图示的减速器。第五臂15通过驱动部405的驱动进行转动。电机405M产生使第五臂15转动的驱动力。

第五臂15与第六臂16经由第六关节部176连结。第六臂16能够相对于第五臂15以与第五臂15的前端部的中心轴平行的第六转动轴O6为转动中心进行转动。如图3所示，第六关节部176具备驱动部406和角度传感器416，驱动部406具有电机406M及未图示的减速器。第六臂16通过驱动部406的驱动进行转动。电机406M产生使第六臂16转动的驱动力。

作为角度传感器411～416，例如可以举出旋转编码器等的各种编码器。角度传感器411～416检测驱动部401～406的电机401M～406M的输出轴或减速器的输出轴的转动角度。

作为驱动部401～406的电机401M～406M，例如可以举出AC伺服电机、DC伺服电机等。

作为驱动部401～406的减速器，例如可以举出由多个齿轮构成的行星齿轮型的减速器、波动减速器等。

驱动部401～406以及角度传感器411～416分别与机器人控制装置8电连接。

机器人控制装置8经由驱动控制部301～306独立地控制驱动部401～406的动作。具体而言，机器人控制装置8根据角度传感器411～416或未图示的力检测部的检测结果，分别控制驱动部401～406的动作条件、例如角速度或旋转角度等。

2.机器人控制装置的构成

机器人控制装置8具备机器人控制器81、机器人监视部82以及动力切断部85。

2.1.机器人控制器

机器人控制器81控制驱动控制部301～306的动作，从而控制机器人2的动作。

机器人控制器81的硬件构成并无特别限定，在图3中，包括处理器912、存储器914以及外部接口916。它们经由内部总线以能够相互通信的方式连接。

作为处理器912，例如可以举出CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等。处理器912通过执行存储于存储器914的各种程序而实现机器人控制器81的功能。

此外，处理器912也可以是FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等。

作为存储器914，例如可以举出RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的易失性存储器、或者ROM(Read Only Memory：只读存储器)等的非易失性存储器等。此外，存储器914并不限于非拆装式，也可以是拆装式。

存储器914除了保存各种程序之外，还保存由外部接口916接收到的各种数据、或从机器人2输出的各种数据。

作为外部接口916，例如可以举出USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)、RS-232C、有线LAN(Local Area Network：局域网)、无线LAN等。

具有上述硬件构成的机器人控制器81如上所述控制驱动控制部301～306的动作，从而控制机器人2的动作。另外，机器人控制器81使角度传感器411～416的检测结果或者未图示的力检测部、图像传感器、深度传感器等的检测结果反映于机器人2的动作。

2.2.机器人监视部

机器人监视部82作为相互独立的两个运算处理部而具备第一运算处理部83和第二运算处理部84。

第一运算处理部83的硬件构成并无特别限定，在图3中，包括处理器932、存储器934以及外部接口936。它们经由内部总线以能够相互通信的方式连接。

第二运算处理部84的硬件构成并无特别限定，在图3中，包括处理器942、存储器944以及外部接口946。它们经由内部总线以能够相互通信的方式连接。

存储器934，944以及外部接口936，946与上述存储器914及外部接口916相同。

作为处理器932，942，分别可以举出例如CPU等。处理器932，942通过执行存储于存储器934，944的各种程序而实现机器人监视部82的功能。

此外，处理器932，942也可以分别是FPGA、ASIC等。

机器人监视部82通过与机器人控制器81独立地监视机器人2的动作，从而能够进一步提高与机器人系统1的功能安全相关的可靠性。

2.3.动力切断部

图4是图3所示的第一关节部171、机器人控制装置8以及动力切断部85的详细图。第一关节部171的构成与第二关节部172、第三关节部173、第四关节部174、第五关节部175以及第六关节部176的构成相同。因此，在以下的说明中，根据图4等以第一关节部171为代表进行说明，省略其他关节部的说明。

动力切断部85设置于电源9与驱动部401之间的电力供给路91。驱动部401～406分别从电力供给路91接受电力供给。因此，通过动力切断部85切断电力供给路91，向驱动部401～406的电力供给被切断，从额能够使驱动部401～406的动作停止。

图4所示的动力切断部85具备第一切断部851和第二切断部852。第一切断部851和第二切断部852相互串联连接。第一切断部851和第二切断部852分别根据切断信号切断电力供给路91。因此，只要第一切断部851及第二切断部852的至少一方进行动作，便可以切断向驱动部401～406的电力供给。因此，能够实现动力切断部85的冗余化。

3.机器人控制装置的动作

3.1.动作指令值与编码器值的比较处理

如上所述，图4所示的第一关节部171具备电机401M和角度传感器411。

图4所示的角度传感器411具备第一编码器部421及第二编码器部422，并被复用。第一编码器部421及第二编码器部422例如分别与电机401M的输出轴连接。在本实施方式中，通过将角度传感器411复用，在电机401M的输出轴的角度位置的检测中实现了冗余化。由此，即使在第一编码器部421及第二编码器部422中的一方发生了异常时，也可以根据从另一方的编码器部输出的编码器值检测电机401M的输出轴的角度位置。

第一编码器部421输出表示电机401M的输出轴的角度位置的第一编码器值E1。第二编码器部422输出表示电机401M的输出轴的角度位置的第二编码器值E2。

机器人控制器81接收第一编码器值E1及第二编码器值E2，并根据这些编码器值E1、E2生成动作指令值M1。动作指令值M1控制电机401M的动作，包含输出轴的角度位置的目标值、即编码器值E1、E2的目标值。

虽未图示，但图4所示的第一关节部171具备图3所示的驱动控制部301。驱动控制部301接收编码器值E1、E2作为反馈信号，使电机401M的输出轴以作为目的的角度位置、角速度以及转矩旋转，以接近由动作指令值M1指定的目标值。机器人控制器81通过这样将第一关节部171控制在所希望的角度位置，其结果是，将第一臂11相对于底座4的姿态控制为所希望的姿态。

机器人监视部82的第一运算处理部83及第二运算处理部84分别接收动作指令值M1、以及第一编码器值E1及第二编码器值E2。

图4所示的第一运算处理部83具有第一指令值比较部832。第一指令值比较部832进行动作指令值M1与第一编码器值E1的比较处理，并输出第一指令值比较结果。另外，图4所示的第一运算处理部83具有第一切断信号输出部838。第一切断信号输出部838根据第一指令值比较结果输出切断信号B1。

具体而言，第一指令值比较部832进行动作指令值M1中包含的第一编码器值E1的目标值与接收到的第一编码器值E1的反馈值的比较处理。并且，在输出了目标值与反馈值相等这样的第一指令值比较结果时，第一切断信号输出部838判断为驱动控制部301或角度传感器411等正常，不输出切断信号B1。另一方面，在输出了目标值与反馈值不同这样的第一指令值比较结果时，驱动控制部301或角度传感器411等发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第一切断信号输出部838输出切断信号B1。

第一切断部851接收该切断信号B1，并切断电力供给路91。由此，能够使驱动部401～406的动作停止。

此外，第一指令值比较部832可以进行动作指令值M1与第二编码器值E2的比较处理，也可以进行动作指令值M1与第一编码器值E1及第二编码器值E2双方的比较处理。

图4所示的第二运算处理部84具有第二指令值比较部842。第二指令值比较部842进行动作指令值M1与第一编码器值E1的比较处理，并输出第二指令值比较结果。另外，图4所示的第二运算处理部84具有第二切断信号输出部848。第二切断信号输出部848根据第二指令值比较结果输出切断信号B2。

具体而言，第二指令值比较部842进行与第一指令值比较部832同样的比较处理。并且，在输出了目标值与反馈值相等这样的第二指令值比较结果时，第二切断信号输出部848判断为驱动控制部301或角度传感器411等正常，不输出切断信号B2。另一方面，在输出了目标值与反馈值不同这样的第二指令值比较结果时，驱动控制部301或角度传感器411等发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第二切断信号输出部848输出切断信号B2。

第二切断部852接收该切断信号B2，并切断电力供给路91。由此，能够使驱动部401～406的动作停止。

此外，第二指令值比较部842可以进行动作指令值M1与第二编码器值E2的比较处理，也可以进行动作指令值M1与第一编码器值E1及第二编码器值E2双方的比较处理。

如上所述，本实施方式涉及的机器人控制装置8具有进行动作指令值M1与第一编码器值E1或者第二编码器值E2的比较处理，并根据比较结果输出切断信号B1、B2的功能。即，机器人监视部82针对来自机器人控制器81的指令诊断机器人2是否正常地动作，并在动作中发现异常时，使机器人2的动作停止。由此，能够提高机器人系统1的安全性能。

此外，上述比较处理能够以机器人监视部82的控制周期、例如几毫秒周期进行。因此，在发现某些异常时，能够迅速地捕捉该异常并使机器人2的动作停止。

另外，第二切断部852只要根据需要设置即可，也可以省略。该情况下，第一切断部851只要构成为接收切断信号B1、B2双方并进行动作即可。

此外，关于值彼此相等、或者值彼此不同这样的比较结果，可以考虑到伴随噪声等的值的波动进行判断。另外，也可以在对两个值中的至少一方的值进行了任意的运算之后，对该运算值进行比较处理。这些在后述的各比较处理或相互监视处理中也是同样的。

3.2.关节角度及姿态与各允许范围的比较处理

图4所示的第一运算处理部83具有第一姿态比较部834。第一姿态比较部834根据与机器人2相关的参数和第一编码器值E1算出第一关节部171的关节角度及机器人2的姿态。并且，第一姿态比较部834进行关节角度与其允许范围的比较处理、以及姿态与其允许范围的比较处理，并输出第一姿态比较结果。第一切断信号输出部838根据第一姿态比较结果输出切断信号B1。

作为与机器人2相关的参数，例如可以举出臂11～16的长度(连杆长度)、驱动部401～406具备的减速器的减速比等。第一姿态比较部834例如根据减速器的减速比和第一编码器值E1算出第一关节部171的关节角度。另外，第一姿态比较部834例如根据连杆长度和第一编码器值E1算出机器人2的姿态，例如第六臂16的前端位置或前端方向、各关节部的位置等的要素。

与机器人2相关的参数只要由机器人系统1的制造者或者使用者经由机器人控制器81预先存储于第一运算处理部83内的未图示的存储部即可，另外，也可以适当地进行更新。

另一方面，在第一运算处理部83中，针对第一关节部171的关节角度或机器人2的姿态预先设定允许范围。其中，关节角度的允许范围是指在机器人系统1正常时第一关节部171被允许的关节角度的范围。另外，姿态的允许范围是指在机器人系统1正常时机器人2被允许的姿态的范围。

这些允许范围只要由机器人系统1的制造者或者使用者经由机器人控制器81预先储存于第一运算处理部83内的未图示的存储部即可，另外，也可以适当地进行更新。

第一姿态比较部834进行算出的关节角度与允许范围的比较处理、以及算出的姿态与允许范围的比较处理，并输出第一姿态比较结果。并且，当输出了算出的关节角度及算出的姿态分别处于允许范围的内侧这样的第一姿态比较结果时，第一切断信号输出部838判断为机器人2的姿态正常，不输出切断信号B1。另一方面，当输出了算出的关节角度及算出的姿态分别处于允许范围的外侧这样的第一姿态比较结果时，机器人2的姿态发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第一切断信号输出部838输出切断信号B1。

第一切断部851接收该切断信号B1，并切断电力供给路91。由此，能够使驱动部401～406的动作停止。

此外，第一姿态比较部834既可以根据参数和第二编码器值E2算出第一关节部171的关节角度及机器人2的姿态，也可以根据参数和第一编码器值E1及第二编码器值E2双方算出第一关节部171的关节角度及机器人2的姿态。

图4所示的第二运算处理部84具有第二姿态比较部844。第二姿态比较部844根据与机器人2相关的参数和第一编码器值E1算出第一关节部171的关节角度及机器人2的姿态。并且，第二姿态比较部844进行关节角度与其允许范围的比较处理、以及姿态与其允许范围的比较处理，并输出第二姿态比较结果。第二切断信号输出部848根据第二姿态比较结果输出切断信号B2。

具体而言，第二姿态比较部844进行与第一姿态比较部834相同的比较处理。并且，当输出了算出的关节角度及算出的姿态分别处于允许范围的内侧这样的第二姿态比较结果时，第二切断信号输出部848判断为机器人2的姿态正常，不输出切断信号B2。另一方面，当输出了算出的关节角度及算出的姿态分别处于允许范围的外侧这样的第二姿态比较结果时，机器人2的姿态发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第二切断信号输出部848输出切断信号B2。

第二切断部852接收该切断信号B2，并切断电力供给路91。由此，能够使驱动部401～406的动作停止。

此外，第二姿态比较部844既可以根据参数和第二编码器值E2算出第一关节部171的关节角度及机器人2的姿态，也可以根据参数和第一编码器值E1及第二编码器值E2双方算出第一关节部171的关节角度及机器人2的姿态。

如上所述，本实施方式涉及的机器人控制装置8具有如下功能：进行根据与机器人2相关的参数和第一编码器值E1或者第二编码器值E2算出的关节角度及姿态与预先设定的关节角度及姿态的允许范围的比较处理，并根据比较结果输出切断信号B1、B2。即，机器人监视部82例如诊断机器人2的姿态等是否脱离用户指定的允许范围，当确认脱离时，使机器人2的动作停止。这样，在本实施方式中，由于用户等可以指定允许范围，因此，能够根据机器人2的动作事后设定适当的允许范围。由此，不需要统一设定宽的允许范围，可以设定与动作相应的不会过宽的允许范围。其结果是，能够抑制输出切断信号B1、B2的频率，并且能够提高机器人系统1的安全性能。

此外，上述比较处理能够以机器人监视部82的控制周期、例如几毫秒周期进行。因此，在确认到某些异常时，能够迅速地捕捉该异常并使机器人2的动作停止。

3.3.编码器值彼此的比较处理

第一编码器部421输出表示电机401M的输出轴的角度位置的第一编码器值E1。第二编码器部422输出表示电机401M的输出轴的角度位置的第二编码器值E2。因此，第一编码器值E1及第二编码器值E2通常相等。

图4所示的机器人控制装置8具备设置于第一关节部171的编码器值比较部86。

编码器值比较部86进行第一编码器值E1与第二编码器值E2的比较处理，获得编码器值比较结果。具体而言，在对第一编码器值E1与第二编码器值E2进行比较，并获得两者相等这样的编码器值比较结果时，编码器值比较部86判断为角度传感器411正常，不输出切断信号B3。另一方面，在获得第一编码器值E1与第二编码器值E2不同这样的编码器值比较结果时，角度传感器411发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而编码器值比较部86输出切断信号B3。

第一切断部851及第二切断部852分别接收该切断信号B3，并切断电力供给路91。由此，能够使驱动部401～406的动作停止。

另外，图4所示的第一运算处理部83具有第一信号中继部835。第一信号中继部835在接收到切断信号B3时，使第一切断信号输出部838输出切断信号B1。也就是说，第一信号中继部835具有与对切断信号B3进行中继同等的功能。其结果是，第一切断部851接收切断信号B1，并切断电力供给路91。

进而，图4所示的第二运算处理部84具有第二信号中继部845。第二信号中继部845在接收到切断信号B3时，使第二切断信号输出部848输出切断信号B2。也就是说，第二信号中继部845具有与对切断信号B3进行中继同等的功能。其结果是，第二切断部852接收切断信号B2，并切断电力供给路91。

这样，机器人监视部82在接收到切断信号B3时，输出切断信号B1、B2。由此，即使在由于某些障碍而使动力切断部85无法接收切断信号B3时，也可以通过接收切断信号B1、B2而切断电力供给路91。其结果是，即使在动力切断部85无法接收切断信号B3的情况下，当第一编码器部421或者第二编码器部422有可能发生异常时，也可以使驱动部401～406的动作停止。

如上所述，本实施方式涉及的机器人控制装置8具有进行第一编码器值E1与第二编码器值E2的比较处理，并根据比较结果输出切断信号B1、B2的功能。即，机器人监视部82诊断第一编码器部421和第二编码器部422双方是否健全，当在至少一方发现异常时，使机器人2的动作停止。由此，能够提高机器人系统1的安全性能。

另外，图4所示的机器人监视部82不仅接收切断信号B3，还接收第一编码器值E1及第二编码器值E2。

第一运算处理部83进行第一编码器值E1与第二编码器值E2的比较处理。并且，第一运算处理部83在编码器值E1、E2彼此相同时，不使第一切断信号输出部838输出切断信号B1，而在编码器值E1、E2彼此不同时，输出切断信号B1。

第二运算处理部84也进行第一编码器值E1与第二编码器值E2的比较处理。并且，第二运算处理部84在编码器值E1、E2彼此相同时，不使第二切断信号输出部848输出切断信号B2，而在编码器值E1、E2彼此不同时，输出切断信号B2。

机器人监视部82通过具有这样的功能，即使在编码器值比较部86发生异常而无法获得编码器值比较结果时、或者在连接第一关节部171与动力切断部85的信号路发生异常而动力切断部85无法接收切断信号B3的情况下，当第一编码器值E1与第二编码器值E2不同时，也可以输出用于切断电力供给路91的切断信号B1、B2。由此，即使同时发生角度传感器411的异常及切断信号B3的信号路的异常这样的多个异常，也能够确保机器人系统1的安全性能。

此外，上述比较处理能够以机器人监视部82的控制周期、例如几毫秒周期进行。因此，在发现某些异常时，能够迅速地捕捉该异常并使机器人2的动作停止。

另外，在不需要角度传感器411的复用时，也可以省略第二编码器部422。

3.4.相互监视处理

图4所示的第一运算处理部83具有第一相互监视部836。第一相互监视部836从第二运算处理部84接收第二指令值比较部842输出的第二指令值比较结果。第一相互监视部836进行对上述的第一指令值比较部832输出的第一指令值比较结果与接收到的第二指令值比较结果进行比较的指令值相互监视处理，并输出指令值相互监视结果。当输出了第一指令值比较结果与第二指令值比较结果相等这样的指令值相互监视结果时，第一运算处理部83判断为第一指令值比较部832及第二指令值比较部842双方健全，第一切断信号输出部838不输出切断信号B1。另一方面，当输出了第一指令值比较结果与第二指令值比较结果不同这样的指令值相互监视结果时，第一指令值比较部832或第二指令值比较部842发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第一切断信号输出部838输出切断信号B1。

另外，第一相互监视部836从第二运算处理部84接收第二姿态比较部844输出的第二姿态比较结果。第一相互监视部836进行对上述的第一姿态比较部834输出的第一姿态比较结果与接收到的第二姿态比较结果进行比较的姿态相互监视处理，并输出姿态相互监视结果。当输出了第一姿态比较结果与第二姿态比较结果相等这样的姿态相互监视结果时，第一运算处理部83判断为第一姿态比较部834及第二姿态比较部844双方健全，第一切断信号输出部838不输出切断信号B1。另一方面，当输出了第一姿态比较结果与第二姿态比较结果不同这样的姿态相互监视结果时，第一姿态比较部834或第二姿态比较部844发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第一切断信号输出部838输出切断信号B1。

第一切断部851接收该切断信号B1，并切断电力供给路91。由此，能够使驱动部401～406的动作停止。

图4所示的第二运算处理部84具有第二相互监视部846。第二相互监视部846从第一运算处理部83接收第一指令值比较部832输出的第一指令值比较结果。第二相互监视部846进行对上述的第二指令值比较部842输出的第二指令值比较结果与接收到的第一指令值比较结果进行比较的指令值相互监视处理，并输出指令值相互监视结果。当输出了第二指令值比较结果与第一指令值比较结果相等这样的指令值相互监视结果时，第二运算处理部84判断为第二指令值比较部842及第一指令值比较部832双方健全，第二切断信号输出部848不输出切断信号B2。另一方面，当输出了第二指令值比较结果与第一指令值比较结果不同这样的指令值相互监视结果时，第二指令值比较部842或第一指令值比较部832发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第二切断信号输出部848输出切断信号B2。

另外，第二相互监视部846从第一运算处理部83接收第一姿态比较部834输出的第一姿态比较结果。第二相互监视部846进行对上述的第二姿态比较部844输出的第二姿态比较结果与接收到的第一姿态比较结果进行比较的姿态相互监视处理，并输出姿态相互监视结果。当输出了第二姿态比较结果与第一姿态比较结果相等这样的姿态相互监视结果时，第二运算处理部84判断为第二姿态比较部844及第一姿态比较部834双方健全，第二切断信号输出部848不输出切断信号B1。另一方面，当输出了第二姿态比较结果与第一姿态比较结果不同这样的姿态相互监视结果时，第二姿态比较部844或第一姿态比较部834发生异常的可能性高。由于该状态不正常，因而第二切断信号输出部848输出切断信号B2。

第二切断部852接收该切断信号B2，并切断电力供给路91。由此，能够使驱动部401～406的动作停止。

如上所述，本实施方式涉及的机器人控制装置8具有如下功能：进行对第一运算处理部83的处理结果与第二运算处理部84的处理结果进行比较的相互监视处理，并根据相互监视结果输出切断信号B1、B2。即，机器人监视部82诊断第一运算处理部83和第二运算处理部84双方是否健全，当在至少一方发现异常时，使机器人2的动作停止。由此，能够提高机器人系统1的安全性能。

此外，上述那样的相互监视处理能够以机器人监视部82的控制周期、例如几毫秒周期进行。因此，在发现某些异常时，能够迅速地捕捉该异常并使机器人2的动作停止。

另外，机器人控制装置8除了上述的进行相互监视处理的功能之外，例如还可以具有对第一运算处理部83接收到的编码器值比较结果和第二运算处理部84接收到的编码器值比较结果进行相互监视的功能。由此，机器人控制装置8能够诊断第一关节部171与第一运算处理部83之间的信号路、以及第一关节部171与第二运算处理部84之间的信号路双方是否健全。并且，当发现异常时，机器人监视部82只要输出切断信号B1、B2即可。

如上所述，本实施方式涉及的机器人控制装置8是对具备臂11～16、驱动部401～406以及第一编码器部421的机器人2的动作进行控制的装置。驱动部401～406根据动作指令值M1驱动臂11～16。第一编码器部421检测驱动部401的动作并输出第一编码器值E1。机器人控制装置8具有第一运算处理部83、第二运算处理部84以及动力切断部85。第一运算处理部83具有第一指令值比较部832及第一相互监视部836。第二运算处理部84具有第二指令值比较部842及第二相互监视部846。第一指令值比较部832进行动作指令值M1与第一编码器值E1的比较处理，并输出第一指令值比较结果。第二指令值比较部842进行动作指令值M1与第一编码器值E1的比较处理，并输出第二指令值比较结果。第一相互监视部836及第二相互监视部846进行对第一指令值比较结果与第二指令值比较结果进行比较的指令值相互监视处理。并且，第一运算处理部83及第二运算处理部84根据指令值相互监视处理的结果输出切断信号B1、B2。动力切断部85根据切断信号B1、B2切断驱动部401的动力(电力)。

根据这样的构成，由于机器人控制装置8具备的机器人监视部82具有第一指令值比较部832及第二指令值比较部842、以及第一相互监视部836及第二相互监视部846，因此，能够进行对第一指令值比较结果与第二指令值比较结果进行比较的指令值相互监视处理。因此，即使在机器人监视部82的一部分、具体为第一相互监视部836或者第二相互监视部846发生了异常时、或者在第一编码器部421发生了异常时，机器人控制装置8也能够切断驱动部401的动力而使臂11的动作停止。由此，当机器人监视部82不健全时，能够使机器人2的动作停止，因而能够实现安全性能高的机器人系统1。

另外，在本实施方式中，第一运算处理部83根据第一指令值比较结果输出切断信号B1，第二运算处理部84根据第二指令值比较结果输出切断信号B2。

根据这样的构成，机器人控制装置8不仅能够根据指令值相互监视处理的结果输出切断信号B1、B2，还能够根据第一指令值比较结果输出切断信号B1、或者根据第二指令值比较结果输出切断信号B2。由此，能够更加提高机器人系统1的安全性能。

另外，机器人2具备检测驱动部401的动作并输出第二编码器值E2的第二编码器部422。并且，本实施方式涉及的机器人控制装置8具有编码器值比较部86。编码器值比较部86进行第一编码器值E1与第二编码器值E2的比较处理，并根据编码器值比较结果输出切断信号B3。

根据这样的构成，编码器值比较部86进行第一编码器值E1与第二编码器值E2的比较处理这样的负荷小的处理，并根据其结果输出切断信号B3。通过具备这样的编码器值比较部86，机器人控制装置8具有如下功能：诊断第一编码器部421和第二编码器部422双方是否健全，并在至少一方发现异常时，使机器人2的动作停止。另外，编码器值比较部86由于构成容易简化，因而故障概率低，并且能够在短时间内输出切断信号B3。因此，能够进一步提高机器人系统1的安全性能。

另外，第一运算处理部83及第二运算处理部84根据编码器值比较结果输出切断信号B1、B2。由此，即使在由于某些障碍而使动力切断部85无法接收切断信号B3时，也可以通过接收切断信号B1、B2而切断电力供给路91。其结果是，即使在动力切断部85无法接收切断信号B3的情况下，当第一编码器部421或者第二编码器部422有可能发生异常时，也可以使驱动部401的动作停止。

另外，第一运算处理部83具有第一姿态比较部834。第一姿态比较部834根据第一编码器值E1算出机器人2的姿态。并且，第一姿态比较部834进行机器人2的姿态与关于姿态的允许范围的比较处理，并输出第一姿态比较结果。

根据这样的构成，当第一姿态比较结果是例如机器人2的姿态处于允许范围的外侧这样的结果时，机器人控制装置8判断为机器人2的姿态发生了异常，并输出切断信号B1。由此，能够更加提高机器人系统1的安全性能。

另外，第二运算处理部84具有第二姿态比较部844。第二姿态比较部844根据第一编码器值E1算出机器人2的姿态。并且，第二姿态比较部844进行机器人2的姿态与关于姿态的允许范围的比较处理，并输出第二姿态比较结果。

根据这样的构成，当第二姿态比较结果是例如机器人2的姿态处于允许范围的外侧这样的结果时，机器人控制装置8判断为机器人2的姿态发生了异常，并输出切断信号B2。由此，能够更加提高机器人系统1的安全性能。

另外，第一相互监视部836及第二相互监视部846进行对第一姿态比较结果与第二姿态比较结果进行比较的姿态相互监视处理。并且，第一运算处理部83及第二运算处理部84根据姿态相互监视处理的结果输出切断信号B1、B2。

根据这样的构成，机器人控制装置8具备的机器人监视部82具有如下功能：不仅根据对第一指令值比较结果与第二指令值比较结果进行比较的指令值相互监视处理的结果，还根据对第一姿态比较结果与第二姿态比较结果进行比较的姿态相互监视处理的结果输出切断信号B1、B2。因此，能够实现机器人监视部82的高功能化，即使在第一姿态比较部834或第二姿态比较部844发生了异常时，也能够切断驱动部401的动力而使臂11的动作停止。由此，能够进一步提高机器人系统1的安全性能。

另外，动力切断部85具备切断驱动部401～406的动力的第一切断部851和与第一切断部851串联连接的第二切断部852。第一切断部851根据从第一运算处理部83输出的切断信号B1进行动作。第二切断部852根据从第二运算处理部84输出的切断信号B2进行动作。

根据这样的构成，只要第一切断部851及第二切断部852的至少一方进行动作，便能够切断向驱动部401～406的电力供给。因此，能够实现动力切断部85的冗余化。

另外，本实施方式涉及的机器人系统1具有机器人控制装置8和机器人2。机器人控制装置8具备具有第一相互监视部836及第二相互监视部846的机器人监视部82，该第一相互监视部836及第二相互监视部846具有相互监视功能，因此，通过掌握第一相互监视部836或者第二相互监视部846的异常，能够诊断机器人监视部82的健全性。由此，能够实现具有在机器人监视部82不健全时使机器人2的动作停止的功能的安全性能高的机器人系统1。

以上，根据图示的实施方式对本发明的机器人控制装置及机器人系统进行了说明，但本发明的机器人控制装置及机器人系统并不限定于上述实施方式，各部的构成可以替换为具有相同功能的任意构成。另外，也可以对上述实施方式涉及的机器人控制装置及机器人系统附加其他任意的构成物。

Claims (9)

1.一种机器人控制装置，其特征在于，控制机器人的动作，

所述机器人具备：

臂；

驱动部，根据动作指令值驱动所述臂；以及

第一编码器部，检测所述驱动部的动作并输出第一编码器值，

所述机器人控制装置具备：

第一运算处理部，具有第一指令值比较部及第一相互监视部；

第二运算处理部，具有第二指令值比较部及第二相互监视部；以及

动力切断部，根据切断信号切断所述驱动部的动力，

所述第一指令值比较部进行所述动作指令值与所述第一编码器值的比较处理，并输出第一指令值比较结果，

所述第二指令值比较部进行所述动作指令值与所述第一编码器值的比较处理，并输出第二指令值比较结果，

所述第一相互监视部及所述第二相互监视部进行对所述第一指令值比较结果与所述第二指令值比较结果进行比较的指令值相互监视处理，

所述第一运算处理部及所述第二运算处理部根据所述指令值相互监视处理的结果输出所述切断信号。

2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其中，

所述第一运算处理部根据所述第一指令值比较结果输出所述切断信号，

所述第二运算处理部根据所述第二指令值比较结果输出所述切断信号。

3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其中，

所述机器人具备第二编码器部，所述第二编码器部检测所述驱动部的动作并输出第二编码器值，

所述机器人控制装置具有编码器值比较部，所述编码器值比较部进行所述第一编码器值与所述第二编码器值的比较处理，并根据编码器值比较结果输出所述切断信号。

4.根据权利要求3所述的机器人控制装置，其中，

所述第一运算处理部及所述第二运算处理部根据所述编码器值比较结果输出所述切断信号。

5.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其中，

所述第一运算处理部具有根据所述第一编码器值算出所述机器人的姿态的第一姿态比较部，

所述第一姿态比较部进行算出的所述姿态与关于所述姿态的允许范围的比较处理，并输出第一姿态比较结果。

6.根据权利要求5所述的机器人控制装置，其中，

所述第二运算处理部具有根据所述第一编码器值算出所述机器人的姿态的第二姿态比较部，

所述第二姿态比较部进行算出的所述姿态与关于所述姿态的允许范围的比较处理，并输出第二姿态比较结果。

7.根据权利要求6所述的机器人控制装置，其中，

所述第一相互监视部及所述第二相互监视部进行对所述第一姿态比较结果与所述第二姿态比较结果进行比较的姿态相互监视处理，

所述第一运算处理部及所述第二运算处理部根据所述姿态相互监视处理的结果输出所述切断信号。

8.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其中，

所述动力切断部具备切断所述驱动部的动力的第一切断部和与所述第一切断部串联连接的第二切断部，

所述第一切断部根据从所述第一运算处理部输出的所述切断信号进行动作，

所述第二切断部根据从所述第二运算处理部输出的所述切断信号进行动作。

9.一种机器人系统，其特征在于，具有：

权利要求1至8中任一项所述的机器人控制装置；以及

所述机器人。

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