JP2007222992A

JP2007222992A - ロボットのブレーキ解除装置

Info

Publication number: JP2007222992A
Application number: JP2006047592A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Yasukawa; 裕介安川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: JP4516635B2

Abstract

【課題】複数のスイッチで非常停止とブレーキ解除を行うロボットのブレーキ解除装置に関し、ロボットに複数のスイッチを設け、電源ＯＮ時に１つ以上が押下されると非常停止し、電源ＯＦＦ時に２つ以上が押下されるとブレーキを解除し、簡単なスイッチ構成で電源ＯＮ時の非常停止と電源ＯＦＦ時のブレーキ解除を実現し、安全性を確保した上で簡易にロボットの運搬、移動を可能にできるブレーキを解除する手段を提供すること。
【解決手段】ロボットを非常停止させる複数のスイッチと、ロボットの電源ＯＮ時に、複数のスイッチの１つ以上が押下されたときにロボットの駆動モータを非常停止する手段と、ロボットの電源ＯＦＦ時に、複数のスイッチの２つ以上が押下されたときにロボットの駆動モータのブレーキを解除する手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のスイッチで非常停止とブレーキ解除を行うロボットのブレーキ解除装置に関するものである。

従来、ロボットは、坂道や不意の外力で移動しないように安全のためにブレーキがかかっている。

しかし、係員がロボットを運搬や移動するときには、押している間だけブレーキがＯＦＦになるブレーキ解除スイッチを押下しつつ搬送していた。

また、ロボットに作業教示時に、教示箱に設けた非常スイッチを押下するとロボット作業教示を中断し、非常スイッチを復旧させるとロボット作業教示を再開させる技術がある（特許文献１）。
特開平０６−２０６１８３号公報

上述した従来の技術では、係員がロボットを移動、運搬する場合、押している間だけブレーキがＯＦＦになるスイッチ（ブレーキ解除スイッチなど）を押下しつづける必要があり、長時間の移動が大変であるという問題があった。

また、上述した特許文献１の技術では、教示箱に非常スイッチを設けて教示作業を中断できるのみで搬送時などの電源ＯＦＦ時にロボットのブレーキを解除して搬送し得ないという問題があった。

本発明は、これらの問題を解決するため、ロボットに複数のスイッチを設け、電源ＯＮ時に１つ以上が押下されると非常停止し、電源ＯＦＦ時に２つ以上が押下されるとブレーキを解除するようにしている。

本発明は、ロボットに複数のスイッチを設け、電源ＯＮ時に１つ以上が押下されると非常停止し、電源ＯＦＦ時に２つ以上が押下されるとブレーキを解除することにより、簡単なスイッチ構成で電源ＯＮ時の非常停止と電源ＯＦＦ時のブレーキ解除を実現し、安全性を確保した上で簡易にロボットの運搬、移動を可能にしている。

本発明は、ロボットに複数のスイッチを設け、電源ＯＮ時に１つ以上が押下されると非常停止し、電源ＯＦＦ時に２つ以上が押下されるとブレーキを解除し、簡単なスイッチ構成で電源ＯＮ時の非常停止と電源ＯＦＦ時のブレーキ解除を実現し、安全性を確保した上で簡易にロボットの運搬、移動を実現した。

図１は、本発明の回路例を示す。これは、後述する図２のロボット１１に組み込まれた回路例を示し、ここでは、電源スイッチ２２のＯＮ時（電源ＯＮ時）にスイッチ１，２のいずれか一方が押下されたときにロボット１１が非常停止し、電源スイッチ２２のＯＦＦ時（電源ＯＦＦ時）にスイッチ１，２の両者が押下されたときにロボット１１のブレーキ解除する場合の回路部分を示したものである。ロボット１１に２つのスイッチ１，２を設けた場合について以下詳細に説明する。

図１において、スイッチ１，２は、ロボット１１に設けた複数のスイッチとして、ここでは、２つのスイッチ１，２を設けたときのものであって、電源スイッチ２２のＯＮ時（電源ＯＮ時）に当該スイッチ１，２のいずれか一方が押下されたときにロボット１１が非常停止し、電源スイッチ２２のＯＦＦ時（電源ＯＦＦ時）に当該スイッチ１，２の両者が押下されたときにロボット１１のブレーキ解除するものである。尚、スイッチ１，２は、押下あるいは押下しつつ回転すると押下された状態を保持し、次に押下あるいは回転すると元の状態に戻るスイッチである。ＮＣはノーマルクローズを示す（スイッチ１，２を押下しないときに接点が閉となり、押下すると接点が開となる状態を示す、他の接点も同じ）。

バッテリ２１は、ロボット１１を動作させる電池である。
電源スイッチ２２は、バッテリ２１からの電源をＯＮ／ＯＦＦに切り替えるスイッチである。

駆動モータ２３は、ロボット１１を駆動するモータである。
リレー２４は、電源スイッチ２２をＯＮにしたときにバッテリ２１からの電源を供給し、当該リレー２４を動作させるものである（電源ＯＮ時に接点をＮＣから他のＮＯに切り替えるものである）。

ＭＰＵ２５は、プログラムに従い各種制御を行うものであって、ここでは、駆動モータ２３に駆動信号を生成してロボット１１を移動させるものである。

モータドライバ２６は、ＭＰＵ２５からのモータ駆動信号をもとに駆動モータ３を駆動する電力を供給するものである。

次に、動作を説明する。
（１）電源スイッチ２２をＯＮにしてバッテリ２１からの電源を供給した状態の場合の動作を詳細に説明する。

（１−１）電源スイッチ２２を介して供給された電源はスイッチ１，２のＮＣ端子を経由し右端のモータ電源（２４Ｖ），ロジック電源として出力されると共に、リレー２４に供給して当該リレー２４の接点をＮＯ（ノーマルオープン）の側に接してモータドライバ２６からの電力が駆動モータ２３に供給される状態に接続される。

（１−２）（１−１）の状態で、ＭＰＵ２５で生成された駆動信号は、モータドライバ２６、更に、電源の供給されたリレー２４の接点（ＮＯ）を介して駆動モータ２３に供給し、ロボット１１は移動可能な状態となっている。

（１−３）（１−２）の状態で、スイッチ１，２のいずれか一方が押下されてロックされると、電源スイッチ２２から供給されたモータ電源が遮断され、右端のモータ電源がＯＦＦとなり、駆動モータ２３に供給される電源がＯＦＦとなり、非常停止する（電磁ブレーキで非常停止する）。

以上によって、電源スイッチ２２がＯＮのとき（電源ＯＮ時）にはモータ電源が供給され、ＭＰＵ２５からの駆動信号をもとに駆動モータ２３が動作してロボット１１が移動可能である。この移動可能な状態のときに、スイッチ１，２のいずれか一方が押下されてロックされると、モータ電源がＯＦＦとなり駆動モータ２３にモータ電源が供給されなくなり当該駆動モータ２３に電磁ブレーキがかかりロボット１１を非常停止させることが可能となる。

（２）電源スイッチ２２をＯＦＦにしてバッテリ２１からの電源を遮断した状態の場合の動作を詳細に説明する。

（２−１）電源スイッチ２２で電源が遮断され、右端のモータ電源（２４Ｖ），ロジック電源が出力されなくなると共に、リレー２４に電源が供給されなくなり当該リレー２４の接点をＮＣ（ノーマルクローズ）の側に接してスイッチ１，２との間に図示のように接続され、駆動モータ２３のコイルを短絡して電磁ブレーキがかかる状態となる。

（２−２）（２−１）の状態では、駆動モータ２３に電磁ブレーキがかかり、ブレーキング状態となる。

（２−３）（１−２）のブレーキング状態で、スイッチ１，２の両方が押下されてロックされると、駆動モータ２３のコイルを短絡していた経路が開となり、電磁ブレーキがかからない状態となり、ブレーキが解除される。

以上によって、電源スイッチ２２がＯＦＦのとき（電源ＯＦＦ時）にはリレー２４にも電源が供給されず、駆動モータ２３のコイルがスイッチ１，２によって短絡され、電磁ブレーキがかかっている。このブレーキング状態のときに、スイッチ１，２の両者が押下されてロックされると、駆動モータ２３のコイルの短絡が開放され、電磁ブレーキが解除され、作業者がロボット１１を自由に移動可能となる。

図２は、本発明のスイッチ例を示す。
図２において、スイッチは、ロボット１１の図示の背面にスイッチ１、正面にスイッチ２、更に、右側面にスイッチ３、左側面にスイッチ４を設けた例を示す。この例では、スイッチ１，２，３，４の４つを設けた例を示す。既述した図１のスイッチ１，２は、図２のスイッチ１，２，３，４の４つのスイッチのうち、任意の２つのスイッチを設けた例である。

移動装置１２は、ロボット１１を移動させるものであって、既述した図１の駆動モータ２３を複数設けて任意の方向（前、後、左、右の任意の方向）に移動させるための移動装置である。

図３は、本発明の状態遷移例を示す。これは、既述した図１のスイッチ１，２を設けた場合の状態遷移例を示す。ここで、電源は図１の電源スイッチ２２をＯＮあるいはＯＦＦにしてモータ電源をＯＮあるいはＯＦＦにした状態を示す。スイッチ１，２は図１のスイッチ１，２の０（押下しない状態）、１（押下してロックした状態）を示す。非常停止は電源ＯＮ（正確にはモータ電源ＯＮ時）に０（駆動モータ２３の駆動可能状態）、１（駆動モータ２３のモータ電源をＯＦＦにして電磁ブレーキをかけてロボット１１を非常停止させた状態）を示す。ブレーキ解除は電源ＯＦＦ時（正確にはモータ電源ＯＦＦ時）
に０（駆動モータ２３のコイルを短絡して電磁ブレーキをかけたブレーキング状態）、１（駆動モータ２３のコイルを開放して電磁ブレーキを解除し、ブレーキを解除させた状態）を示す。

（１）電源ＯＮ時に、スイッチ１，２のいずれか一方を押下してロックすると、非常停止となり（非常停止の欄が”１”（非常停止））、作業者が非常時にロボット１１を非常停止させて安全を確保することが可能となる。そして、スイッチ１，２のロックを解除して戻すと、ロボット１１を自走可能な状態に戻す（非常停止の欄が”０”）ことが可能となる。

（２）電源ＯＦＦ時に、スイッチ１，２の両者を押下してロックすると、ブレーキ解除となり（ブレーキ解除欄が”１”）、作業者がロボット１１を自由に移動させることが可能となる。そして、スイッチ１，２の両者のロックを解除して戻すと、ロボット１１をブレーキング状態に戻す（ブレーキ解除欄が”０”）ことが可能となる。

尚、図２のように、スイッチ１，２，３，４の４つを設けた場合にも図３の２つを設けた場合と同様に、図３のスイッチ１，２の欄に加えて更にスイッチ３，４の欄を設け、
（１）電源ＯＮ時に、スイッチ１，２，３，４のいずれか１つ以上を押下してロックすると、非常停止となり（非常停止の欄が”１”（非常停止））、作業者は非常時にロボット１１を非常停止させて安全を確保することが可能となる。そして、スイッチ１，２、３，４の全てのロックを解除して戻すと、ロボット１１を自走可能な状態に戻す（非常停止の欄が”０”）ことが可能となる。

（２）電源ＯＦＦ時に、スイッチ１，２、３，４の全てを押下してロックすると、ブレーキ解除となり（ブレーキ解除欄が”１”）、作業者がロボット１１を自由に移動させることが可能となる。そして、スイッチ１，２、３，４の全てのロックを解除して戻すと、ロボット１１をブレーキング状態に戻す（ブレーキ解除欄が”０”）ことが可能となる。ここで、スイッチ１，２，３，４の全てを押下してロックしたときにブレーキ解除となるとしたが、いずれかの２つあるいは３つあるいは４つを押下してロックしたときにブレーキ解除となるように予め設定してもよい。更に、スイッチ１，２，３，４の４つと異なる他の任意の複数のスイッチを設けた場合も同様に、全てのスイッチを押下してロックした場合あるいは任意の複数のスイッチを押下してロックした場合に、ブレーキ解除するようにしてもよい。

（付記１）
非常停止させるスイッチを設けたロボットにおいて、
前記ロボットを非常停止させる複数のスイッチと、
前記ロボットの電源ＯＮ時に、前記複数のスイッチの１つ以上が押下されたときに当該ロボットの駆動モータを非常停止する手段と、
前記ロボットの電源ＯＦＦ時に、前記複数のスイッチの２つ以上が押下されたときに当該ロボットの駆動モータのブレーキを解除する手段と
を備えたことを特徴とするロボットのブレーキ解除装置。（１）
（付記２）
前記ロボットの駆動モータのブレーキを解除するとして、当該駆動モータへ電源を供給する電源供給端子を開放して電磁ブレーキがかからないようにしたことを特徴とする付記１記載のロボットのブレーキ解除装置。（２）
（付記３）
前記ロボットの電源ＯＮ時に、前記複数のスイッチの１つ以上が押下されたときに前記駆動モータへの電源ＯＦＦにして電磁ブレーキをかけて非常停止させたことを特徴とする付記１あるいは付記２記載のロボットのブレーキ解除装置。

（付記４）
前記ロボットの電源ＯＦＦ時に、前記複数のスイッチの２つ以上が押下されたときに前記駆動モータの電源供給端子を開放にして電磁ブレーキがかからないようにしたことを特徴とする付記１から付記３のいずれかに記載のロボットのブレーキ解除装置。（３）
（付記５）
前記複数のスイッチは、押下あるいは押下して回転させると当該押下状態を保持し、次に押下あるいは回転させると元の状態に戻るスイッチとしたことを特徴とする付記１から付記４のいずれかに記載のロボットのブレーキ解除装置。（４）
（付記６）
前記複数のスイッチを２個のスイッチとしたことを特徴とする付記１から付記５のいずれかに記載のロボットのブレーキ解除装置。（５）

本発明は、ロボットに複数のスイッチを設け、電源ＯＮ時に１つ以上が押下されると非常停止し、電源ＯＦＦ時に２つ以上が押下されるとブレーキを解除することにより、簡単なスイッチ構成で電源ＯＮ時の非常停止と電源ＯＦＦ時のブレーキ解除を実現し、安全性を確保した上で簡易にロボットの運搬、移動を可能にするロボットのブレーキ解除装置に関するものである。

本発明の回路例である。本発明のスイッチ例である。本発明の状態遷移例である。

符号の説明

１、２，３，４：スイッチ
１１：ロボット
２１：バッテリ
２２：電源スイッチ
２３：駆動モータ
２４：リレー
２５：ＭＰＵ
２６：モータドライバ

Claims

非常停止させるスイッチを設けたロボットにおいて、
前記ロボットを非常停止させる複数のスイッチと、
前記ロボットの電源ＯＮ時に、前記複数のスイッチの１つ以上が押下されたときに当該ロボットの駆動モータを非常停止する手段と、
前記ロボットの電源ＯＦＦ時に、前記複数のスイッチの２つ以上が押下されたときに当該ロボットの駆動モータのブレーキを解除する手段と
を備えたことを特徴とするロボットのブレーキ解除装置。
前記ロボットの駆動モータのブレーキを解除するとして、当該駆動モータへ電源を供給する電源供給端子を開放して電磁ブレーキがかからないようにしたことを特徴とする請求項１記載のロボットのブレーキ解除装置。
前記ロボットの電源ＯＦＦ時に、前記複数のスイッチの２つ以上が押下されたときに前記駆動モータの電源供給端子を開放にして電磁ブレーキがかからないようにしたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のロボットのブレーキ解除装置。
前記複数のスイッチは、押下あるいは押下して回転させると当該押下状態を保持し、次に押下あるいは回転させると元の状態に戻るスイッチとしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のロボットのブレーキ解除装置。
前記複数のスイッチを２個のスイッチとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のロボットのブレーキ解除装置。