JP2011062792A

JP2011062792A - Robot system

Info

Publication number: JP2011062792A
Application number: JP2009217252A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Yatani; 徳孝八谷
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: JP5370039B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot system detecting a disconnection failure of an indication lamp indicating the drive condition of a motor without adding an exclusive hardware constitution. SOLUTION: A lamp 13 is interposingly arranged in a voltage supply path to a brake B1. A control unit feedback-controlling drive of the motors M1-M6 estimates a required torque value required to generate in the motor M1 in order to make the robot perform a predetermined motion using a command rotation angle, calculates a present torque value generated by the motor M1 using a value of a current flowing through the motor M1, indicates the disconnection failure of the lamp 13 when the present torque value becomes greater than the required torque value by a predetermined value or more, and stops drive of the motors M1-M6. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロボットに設けられる複数の軸をそれぞれ駆動する複数のモータと、当該モータの駆動状態を表示する表示灯とを備えたロボットシステムに関する。 The present invention relates to a robot system including a plurality of motors that respectively drive a plurality of axes provided in a robot, and an indicator lamp that displays a driving state of the motors.

複数の軸を備えた多軸型のロボットにおいて、各軸は複数のモータにより個別に駆動される。また、ロボットには、モータの通電状態（駆動状態）を表すためのランプ（表示灯）が設けられている。このランプは、モータの通電期間には点灯され、非通電期間には消灯される。また、上記ランプは、ロボットの筐体外側において外部から視認し易い部位に設けられる。このため、ロボットの周囲にいる人（例えば作業者など）は、ランプの点灯状態を確認することでロボットが動作中（姿勢維持中も含む）であるか否かを判断できる。作業者は、ロボットが動作中であると判断した場合には不用意にロボットに近づくことはない。このように、モータの駆動状態を表示するランプを設けることで、ロボットシステムの安全性の向上が図られている。 In a multi-axis type robot having a plurality of axes, each axis is individually driven by a plurality of motors. In addition, the robot is provided with a lamp (indicator) for indicating the energized state (driving state) of the motor. This lamp is turned on during the energization period of the motor and is turned off during the non-energization period. Further, the lamp is provided at a site that is easily visible from the outside outside the robot casing. For this reason, a person (for example, an operator) around the robot can determine whether or not the robot is operating (including maintaining the posture) by checking the lighting state of the lamp. When the operator determines that the robot is operating, the worker does not carelessly approach the robot. Thus, the safety of the robot system is improved by providing the lamp for displaying the driving state of the motor.

従って、ランプに給電を行うための電源線が断線したり、ランプ自体が断線故障した場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、モータの駆動期間中であってもランプが点灯されないことになるため、ロボットが動作中であるにもかかわらず、作業者が動作中でないと判断してしまうことが考えられる。このようにロボットの動作状態を誤って判断した場合、作業者の安全が脅かされる事態が生じてしまう可能性があった。 Therefore, when the power supply line for supplying power to the lamp is disconnected or when the lamp itself is broken, the following problems occur. That is, since the lamp is not lit even during the motor drive period, it is conceivable that the operator may determine that the robot is not operating even though the robot is operating. Thus, when the operation state of the robot is erroneously determined, there is a possibility that a situation where the worker's safety is threatened may occur.

このような問題は、ランプの断線故障を検出することで回避することができる。その検出方法としては、例えば、上記電源線に流れる電流値を常時監視し、その電流値の変化に基づいてランプの断線故障を検出する構成を設けることが考えられる。また、例えば特許文献１に記載された技術をロボットシステムに適用することも考えられる。すなわち、ランプの給電ライン上にフォトカプラの一次側の発光ダイオードを挿入し、その二次側のトランジスタのオンオフ状態に応じた検出信号に基づいてランプの断線を検出する構成を設けることも考えられる。 Such a problem can be avoided by detecting a disconnection failure of the lamp. As a detection method, for example, it is conceivable to provide a configuration that constantly monitors the current value flowing through the power supply line and detects a disconnection failure of the lamp based on a change in the current value. For example, it is conceivable to apply the technique described in Patent Document 1 to a robot system. In other words, it is conceivable to provide a configuration in which a light-emitting diode on the primary side of the photocoupler is inserted on the power supply line of the lamp, and the disconnection of the lamp is detected based on a detection signal corresponding to the on / off state of the secondary-side transistor. .

特許第２９３６３０１号公報Japanese Patent No. 2936301

上記従来技術では、ロボットシステムの構成に対し、ランプの断線故障を検出するための専用のハード構成を新たに追加的に設ける必要がある。従って、上記従来技術を採用した場合には、ロボットシステムの製造コストが増大するという問題が生じてしまう。 In the above-described prior art, it is necessary to additionally provide a dedicated hardware configuration for detecting a lamp disconnection failure with respect to the configuration of the robot system. Therefore, when the conventional technology is adopted, there arises a problem that the manufacturing cost of the robot system increases.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、専用のハード構成を追加することなく、モータの駆動状態を表示する表示灯の断線故障を検出することができるロボットシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a robot system capable of detecting a disconnection failure of an indicator lamp that displays a motor driving state without adding a dedicated hardware configuration. There is to do.

請求項１記載の手段によれば、制御部は、電流検出部により検出されるモータに流れる電流値を指令電流値に一致させるとともに回転角度検出部により検出されるモータの回転軸の回転角度を指令回転角度に一致させるように、ロボットに設けられる複数の軸をそれぞれ駆動する複数のモータの駆動をフィードバック制御してロボットの位置制御を行う。直流電源部は、一対の直流電源線を介して直流電圧を出力する出力状態と、直流電圧の出力を停止する停止状態とを切替可能に構成されている。複数のブレーキは、複数のモータの回転軸をそれぞれロックするように動作する。これらブレーキは、一対の直流電源線間に互いに並列に設けられ、上記直流電圧の供給を受けるとロック状態が解除されるようになっている。また、ロボットには、モータの駆動状態（通電状態）を表示する表示灯が設けられている。この表示灯は、複数のブレーキのうち少なくとも１つの所定のブレーキに対する電圧供給経路に介在して設けられ、直流電圧の供給を受けることにより点灯する。 According to the first aspect of the present invention, the control unit matches the value of the current flowing through the motor detected by the current detection unit with the command current value and determines the rotation angle of the rotation shaft of the motor detected by the rotation angle detection unit. The position of the robot is controlled by feedback control of the driving of a plurality of motors that respectively drive a plurality of axes provided in the robot so as to coincide with the command rotation angle. The DC power supply unit is configured to be switchable between an output state in which a DC voltage is output via a pair of DC power supply lines and a stop state in which the output of the DC voltage is stopped. The plurality of brakes operate so as to lock the rotation shafts of the plurality of motors, respectively. These brakes are provided in parallel with each other between a pair of DC power supply lines, and are unlocked when supplied with the DC voltage. In addition, the robot is provided with an indicator lamp that displays the driving state (energization state) of the motor. The indicator lamp is provided in a voltage supply path for at least one predetermined brake among the plurality of brakes, and is lit by receiving supply of a DC voltage.

一般に、複数の軸を備えた多軸型ロボットは、その動作中、駆動されない軸が存在する場合でも全ての軸に対応するブレーキのロック状態を解除する。その理由は、ロボットが動作することによって駆動されない軸に対しても所定の外力が加わり、その外力により駆動されないはずの軸が動いてしまわないようにするための補正制御を行うためである。 In general, a multi-axis robot having a plurality of axes releases the locked state of brakes corresponding to all axes even when there are axes that are not driven during the operation. The reason is that a predetermined external force is applied to an axis that is not driven by the operation of the robot, and correction control is performed to prevent the axis that should not be driven by the external force from moving.

このようなことから、制御部は、モータを駆動する期間にあっては直流電源部を出力状態に切り替える。ここで、表示灯が故障していない通常の状態であれば、一対の直流電源線を介して複数のブレーキに直流電圧が供給され、複数のブレーキのロック状態が全て解除される。これにより、モータの駆動に応じてロボットに設けられた複数の軸が駆動されてロボットが動作する。また、このとき、一対の直流電源線を介して表示灯にも直流電圧が供給され、表示灯が点灯される。つまり、ロボットが動作している期間に表示灯が点灯することになり、表示灯がロボットの動作状態を正しく表示することになる。 For this reason, the control unit switches the DC power supply unit to the output state during the period of driving the motor. Here, if the indicator lamp is in a normal state where there is no failure, a DC voltage is supplied to the plurality of brakes via the pair of DC power supply lines, and the locked states of the plurality of brakes are all released. As a result, the robot operates by driving a plurality of axes provided in the robot in accordance with the drive of the motor. At this time, a DC voltage is also supplied to the indicator lamp via the pair of DC power supply lines, and the indicator lamp is turned on. That is, the indicator lamp is lit during the period when the robot is operating, and the indicator lamp correctly displays the operation state of the robot.

また、制御部は、モータの駆動を停止する期間にあっては直流電源部を停止状態に切り替える。その結果、複数のブレーキおよび表示灯には直流電圧は供給されない。これにより、全てのブレーキがロック状態になるとともに表示灯は消灯する。つまり、ロボットが動作されていない期間に表示灯が消灯することになり、表示灯がロボットの動作状態を正しく表示することになる。 In addition, the control unit switches the DC power supply unit to a stopped state during a period in which the driving of the motor is stopped. As a result, no DC voltage is supplied to the plurality of brakes and indicator lights. As a result, all brakes are locked and the indicator lights are turned off. That is, the indicator lamp is turned off during the period when the robot is not operated, and the indicator lamp correctly displays the operation state of the robot.

これに対し、表示灯が断線故障している状態では、制御部が直流電源部を出力状態に切り替えたとしても、表示灯の断線故障により上記所定のブレーキに対する電圧供給経路が断電されているので所定のブレーキに対して直流電圧が供給されない。このため、所定のブレーキがロック状態となる。このような状態となっていても、制御部は、上記位置制御を行うためにモータの駆動をフィードバック制御する。この場合、所定のブレーキがロック状態であるために、全てのブレーキのロックが解除されている通常の状態において同様の位置制御を行う場合に発生させるトルクと比較して大きなトルクを所定のブレーキに対応するモータに発生させる必要がある。従って、表示灯が断線故障した状態でモータが駆動される期間には、上記モータは通常よりも大きなトルクを発生する。本手段では、このような点に着目して以下のように表示灯の断線故障を検出するようにしている。 On the other hand, in the state where the indicator light is broken, even if the control unit switches the DC power supply unit to the output state, the voltage supply path for the predetermined brake is cut off due to the broken indicator light. Therefore, no DC voltage is supplied to the predetermined brake. For this reason, a predetermined brake will be in a locked state. Even in such a state, the control unit feedback-controls driving of the motor in order to perform the position control. In this case, since the predetermined brake is in the locked state, a torque larger than the torque generated when the same position control is performed in the normal state where all the brakes are unlocked is applied to the predetermined brake. It must be generated in the corresponding motor. Therefore, during a period in which the motor is driven in a state where the indicator lamp is broken, the motor generates a larger torque than usual. In this means, paying attention to such points, the disconnection failure of the indicator lamp is detected as follows.

すなわち、制御部は、位置制御を行うためにモータに発生させる必要があるトルクの値である必要トルク値を指令回転角度または指令電流値を用いて推定する。また、制御部は、モータが発生する現在のトルクの値である現在トルク値を電流検出部により検出される電流値を用いて演算する。表示灯が断線故障している状態で、モータを駆動させようとした場合には、上述したように所定のブレーキに対するモータに通常よりも大きなトルクが発生するため現在トルク値は大きくなる。そこで、制御部は、上記モータの現在トルク値が通常発生すると推定される必要トルク値よりも所定値以上大きくなった場合には、表示灯が断線故障していると判断して複数のモータの駆動を停止させる。このようにすれば、表示灯が断線故障し、点灯させることができない状態であるとしても、全てのモータの駆動が停止されるので、表示灯がロボットの動作状態を正しく表示することになる。 That is, the control unit estimates a necessary torque value, which is a torque value that needs to be generated by the motor to perform position control, using the command rotation angle or the command current value. Further, the control unit calculates a current torque value, which is a value of the current torque generated by the motor, using the current value detected by the current detection unit. When an attempt is made to drive the motor in a state where the indicator lamp is broken, a torque larger than usual is generated in the motor for a predetermined brake as described above, so that the current torque value is increased. Therefore, when the current torque value of the motor is larger than a required torque value that is normally estimated to be generated, the control unit determines that the indicator lamp is broken and determines that the plurality of motors Stop driving. In this way, even if the indicator lamp is broken and cannot be turned on, all the motors are stopped, so that the indicator lamp correctly displays the operation state of the robot.

また、上記検出方法では、例えばロボットが停止している期間など、所定のブレーキに対応するモータの駆動を停止させている期間中に表示灯が断線故障した場合、その時点では故障を検出することはできない。しかし、その後、上記モータの駆動が開始されると直ちに上記検出方法により、表示灯の断線故障が検出されるので問題が生じることはない。 In the above detection method, if the indicator light breaks during a period in which the motor corresponding to a predetermined brake is stopped, such as a period in which the robot is stopped, the failure is detected at that time. I can't. However, since the disconnection failure of the indicator lamp is detected by the detection method immediately after the driving of the motor is started thereafter, no problem occurs.

このように、本手段では、表示灯を所定のブレーキに対する電圧供給経路に介在して設けるとともに、モータの駆動をフィードバック制御するために必須となる構成を用いて、表示灯が断線故障したことにより生じる上記所定のブレーキに対応するモータが発生するトルク値の変化を検出し、これに基づいて表示灯の断線故障を検出するようにしている。従って、ロボットシステムに新たなハード構成を追加的に設けることなく、モータの駆動状態を表示する表示灯の断線故障を検出することができる。 As described above, in this means, the indicator lamp is provided in the voltage supply path for a predetermined brake, and the indicator lamp is broken by using a configuration essential for feedback control of the motor drive. A change in the torque value generated by the motor corresponding to the predetermined brake generated is detected, and based on this, a disconnection failure of the indicator lamp is detected. Therefore, it is possible to detect a disconnection failure of the indicator lamp that displays the driving state of the motor without additionally providing a new hardware configuration in the robot system.

請求項２記載の手段によれば、一対の直流電源線間に複数のブレーキのうち１つのブレーキと直列に表示灯が設けられている。このような構成において、表示灯が断線故障すると、１つのブレーキに対する電圧供給経路のみが断電されることになる。制御部は、位置制御を行うために上記１つのブレーキに対応する１つのモータの必要トルク値を推定し、そのモータが発生する現在トルク値を演算し、これらトルク値を比較して断線故障の検出を行う。このようにすれば、制御部が行う必要トルク値の推定および現在トルク値の演算を必要最低限にとどめることができ、制御部の制御負荷を軽減することができる。 According to the means of claim 2, the indicator lamp is provided in series with one brake among the plurality of brakes between the pair of DC power supply lines. In such a configuration, when the indicator lamp breaks, only the voltage supply path for one brake is cut off. The control unit estimates a necessary torque value of one motor corresponding to the one brake to perform position control, calculates a current torque value generated by the motor, compares these torque values, and detects a disconnection failure. Perform detection. In this way, the estimation of the necessary torque value and the calculation of the current torque value performed by the control unit can be kept to the minimum necessary, and the control load on the control unit can be reduced.

請求項３記載の手段によれば、一対の直流電源線の少なくとも一方に直列に介在して表示灯が設けられている。このような構成において、表示灯が断線故障すると、全てのブレーキに対する電圧供給経路が断電されることになる。制御部は、位置制御を行うために複数のモータの必要トルク値を全て推定し、複数のモータが発生する現在トルク値を全て演算し、これらトルク値を比較して断線故障の検出を行う。このようにすれば、少なくとも１つのモータが駆動されている状態であれば、表示灯の断線故障に応じてそのモータの現在トルク値が大きくなるので、その変化により故障を検出することができる。従って、表示灯の断線故障の検出精度を高めることができる。 According to the means described in claim 3, the indicator lamp is provided in series with at least one of the pair of DC power supply lines. In such a configuration, when the indicator lamp breaks, the voltage supply paths for all the brakes are cut off. The control unit estimates all the necessary torque values of the plurality of motors for performing position control, calculates all the current torque values generated by the plurality of motors, compares these torque values, and detects a disconnection failure. In this way, if at least one motor is being driven, the current torque value of the motor increases in response to the disconnection failure of the indicator lamp, so that the failure can be detected by the change. Therefore, the detection accuracy of the disconnection failure of the indicator lamp can be increased.

請求項４記載の手段によれば、表示灯を複数設ける場合、それら複数の表示灯を直列に接続するので、少なくとも１つの表示灯が断線故障した場合には、上記検出方法によりその故障が検出され、全てのモータの駆動が停止される。つまり、ロボットが動作されていない期間に全ての表示灯が消灯することになり、全ての表示灯がロボットの動作状態を正しく表示することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when a plurality of indicator lamps are provided, the plurality of indicator lamps are connected in series. Therefore, when at least one indicator lamp breaks down, the failure is detected by the above detection method. Then, the driving of all the motors is stopped. That is, all the indicator lights are turned off during the period when the robot is not operated, and all the indicator lights can correctly display the operation state of the robot.

本発明の第１の実施形態を示すロボットシステムの電気構成図The electric block diagram of the robot system which shows the 1st Embodiment of this invention ランプおよびブレーキに対する給電に係る電気構成を示す図The figure which shows the electric structure which concerns on electric power feeding with respect to a lamp and a brake モータ制御の内容を等価的に示すブロック図Block diagram equivalently showing the contents of motor control ロボットシステムの構成を概略的に示す図A diagram schematically showing the configuration of the robot system ブレーキロックの有無によるモータ発生トルクの違いを表す図A diagram showing the difference in torque generated by the motor with and without brake lock 本発明の第２の実施形態を示す図２相当図FIG. 2 equivalent view showing the second embodiment of the present invention 本発明の第３の実施形態を示す図２相当図FIG. 2 equivalent view showing the third embodiment of the present invention 本発明の第４の実施形態を示す図２相当図FIG. 2 equivalent view showing a fourth embodiment of the present invention

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図５を参照しながら説明する。
図４は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。この図４に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２を制御するコントローラ３と、コントローラ３に接続されたティーチングペンダント４とから構成されている。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 shows a system configuration of a general industrial robot. The robot system 1 shown in FIG. 4 includes a robot 2, a controller 3 that controls the robot 2, and a teaching pendant 4 connected to the controller 3.

ロボット２は、例えば６軸の垂直多関節型ロボットとして構成されている。ロボット２は、ベース５と、このベース５に水平方向に回転可能に支持されたショルダ部６と、このショルダ部６に上下方向に回転可能に支持された下アーム７と、この下アーム７に上下方向に回転可能に支持された第１の上アーム８と、この第１の上アーム８に捻り回転可能に支持された第２の上アーム９と、この第２の上アーム９に上下方向に回転可能に支持された手首１０と、この手首１０に捻り回転可能に支持されたフランジ１１とから構成されている。 The robot 2 is configured as, for example, a 6-axis vertical articulated robot. The robot 2 includes a base 5, a shoulder portion 6 that is rotatably supported by the base 5 in the horizontal direction, a lower arm 7 that is rotatably supported by the shoulder portion 6 in the vertical direction, and a lower arm 7. A first upper arm 8 rotatably supported in the vertical direction, a second upper arm 9 rotatably supported by the first upper arm 8, and a vertical direction on the second upper arm 9 The wrist 10 is rotatably supported on the wrist 10 and the flange 11 is rotatably supported on the wrist 10 by twisting.

ベース５、ショルダ部６、下アーム７、第１の上アーム８、第２の上アーム９、手首１０およびフランジ１１は、ロボット２のアームとして機能し、アーム先端であるフランジ１１には、図示はしないが、エンドエフェクタ（手先）が取り付けられる。ロボット２に設けられる複数の軸はそれぞれモータ（図１および図２に符号Ｍ１〜Ｍ６を付して示す）により駆動される。各モータの近傍には、それぞれの回転軸の回転角度を検出するための位置検出器（図１に符号Ｅ１〜Ｅ６を付して示す）が設けられている。第１の上アーム８を構成するカバーの外周側面には、ロボット２の運転状態を示すランプ１３（表示灯に相当）が取り付けられている。このランプ１３は、ロボット２が動作されている期間には点灯され、動作が停止されている期間には消灯されるようになっている。 The base 5, the shoulder portion 6, the lower arm 7, the first upper arm 8, the second upper arm 9, the wrist 10 and the flange 11 function as an arm of the robot 2. Although not, an end effector (hand) is attached. A plurality of shafts provided in the robot 2 are each driven by a motor (indicated by reference numerals M1 to M6 in FIGS. 1 and 2). In the vicinity of each motor, there are provided position detectors (indicated by reference numerals E1 to E6 in FIG. 1) for detecting the rotation angle of each rotation shaft. A lamp 13 (corresponding to an indicator lamp) indicating the operation state of the robot 2 is attached to the outer peripheral side surface of the cover constituting the first upper arm 8. The lamp 13 is turned on while the robot 2 is operating, and is turned off when the operation is stopped.

なお、ロボット２が動作されている期間とは、実際にアームが移動してロボット２が動いている期間だけでなく、アームの移動はないがロボット２が現状の姿勢を維持しているという期間も含む。すなわち、モータＭ１〜Ｍ６がロボット２の姿勢維持のためのブレーキトルクを発生させている期間も含む。従って、ランプ１３は、モータＭ１〜Ｍ６が通電（駆動）されている期間に点灯するようになっている。 The period during which the robot 2 is operated is not only a period during which the arm is actually moved and the robot 2 is moving, but also a period during which the robot 2 is maintaining the current posture although there is no movement of the arm. Including. That is, a period during which the motors M1 to M6 generate brake torque for maintaining the posture of the robot 2 is also included. Accordingly, the lamp 13 is lit while the motors M1 to M6 are energized (driven).

図１は、ロボットシステム１の電気構成を概略的に示すブロック図である。ロボット２には、モータＭ１〜Ｍ６と、これらモータＭ１〜Ｍ６にそれぞれ対応するブレーキＢ１〜Ｂ６および位置検出器Ｅ１〜Ｅ６と、ランプ１３とが設けられる。モータＭ１〜Ｍ６はいずれもブラシレスＤＣモータである。コントローラ３には、交流電源２１より供給される交流を整流および平滑して出力する直流電源装置２２、モータＭ１〜Ｍ６を駆動するインバータ装置２３、電流検出部２４、回転角度検出部２５、直流電源部２６およびこれら各装置の制御などを行う制御部２７が設けられている。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of the robot system 1. The robot 2 is provided with motors M1 to M6, brakes B1 to B6 and position detectors E1 to E6 corresponding to the motors M1 to M6, and a lamp 13, respectively. The motors M1 to M6 are all brushless DC motors. The controller 3 includes a DC power supply 22 that rectifies and smoothes and outputs AC supplied from the AC power supply 21, an inverter 23 that drives the motors M1 to M6, a current detector 24, a rotation angle detector 25, a DC power supply. A control unit 27 that controls the unit 26 and each of these devices is provided.

直流電源装置２２は、整流回路２８と平滑用のコンデンサ２９とから構成されている。整流回路２８は、ダイオードをブリッジの形態に接続してなる周知構成のものである。例えば３相２００Ｖの交流電源２１の各相出力は、整流回路２８の交流入力端子に接続されている。整流回路２８の直流出力端子は、それぞれ直流電源線３０、３１に接続されている。これら直流電源線３０、３１間にはコンデンサ２９が接続されている。 The DC power supply device 22 includes a rectifier circuit 28 and a smoothing capacitor 29. The rectifier circuit 28 has a known configuration in which a diode is connected in the form of a bridge. For example, each phase output of the three-phase 200 V AC power supply 21 is connected to the AC input terminal of the rectifier circuit 28. The DC output terminals of the rectifier circuit 28 are connected to DC power supply lines 30 and 31, respectively. A capacitor 29 is connected between the DC power supply lines 30 and 31.

インバータ装置２３は、直流電源線３０、３１間に６つのスイッチング素子例えばＩＧＢＴ（図１には２つのみ示す）を三相フルブリッジ接続して構成されたインバータ主回路と、その駆動回路とを６組備えている（図１には１組のみ示す）。ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間には還流ダイオードが接続されている。また、ＩＧＢＴのゲートには、駆動回路からゲート信号が与えられている。駆動回路は、制御部２７から与えられる指令信号に基づいてパルス幅変調されたゲート信号を出力して各ＩＧＢＴを駆動する。 The inverter device 23 includes an inverter main circuit constituted by three-phase full-bridge connection of six switching elements such as IGBT (only two are shown in FIG. 1) between the DC power supply lines 30 and 31, and a drive circuit thereof. Six sets are provided (only one set is shown in FIG. 1). A free-wheeling diode is connected between the collector and emitter of the IGBT. The gate signal is given to the gate of the IGBT from the drive circuit. The driving circuit drives each IGBT by outputting a gate signal that is pulse-width modulated based on a command signal given from the control unit 27.

制御部２７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。電流検出部２４は、モータＭ１〜Ｍ６に流れる電流を検出する電流検出器（図示せず）からの検出信号を制御部２７に入力可能なデータに変換して出力する。回転角度検出部２５は、モータＭ１〜Ｍ６の回転角度を検出する位置検出器Ｅ１〜Ｅ６からの検出信号を制御部２７に入力可能なデータに変換して出力する。制御部２７は、電流検出部２４から出力されるデータを元にモータＭ１〜Ｍ６に流れる電流の値を取得するとともに、回転角度検出部２５から出力されるデータを元にモータＭ１〜Ｍ６の回転角度を取得する。詳細は後述するが、制御部２７は、このようにして取得した電流値および回転角度を用いてインバータ装置２３によるモータＭ１〜Ｍ６の駆動をフィードバック制御する。 The control unit 27 is mainly composed of a microcomputer provided with a CPU, ROM, RAM, I / O, and the like. The current detection unit 24 converts a detection signal from a current detector (not shown) that detects currents flowing through the motors M1 to M6 into data that can be input to the control unit 27 and outputs the data. The rotation angle detection unit 25 converts detection signals from position detectors E1 to E6 that detect rotation angles of the motors M1 to M6 into data that can be input to the control unit 27 and outputs the data. The control unit 27 acquires the value of the current flowing through the motors M1 to M6 based on the data output from the current detection unit 24, and rotates the motors M1 to M6 based on the data output from the rotation angle detection unit 25. Get the angle. Although details will be described later, the control unit 27 feedback-controls the driving of the motors M1 to M6 by the inverter device 23 using the current value and the rotation angle acquired in this way.

直流電源部２６は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータを主体として構成されている。直流電源部２６は、例えば直流電源線３０、３１を介して入力される直流電圧を降圧し、所定レベルとした直流電圧を直流電源線３２、３３を介して出力する。直流電源部２６は、直流電圧を出力する出力状態と、直流電圧の出力を停止する停止状態とを切替可能に構成されている。直流電源部２６から出力される直流電圧は、ロボット２のブレーキＢ１〜Ｂ６およびランプ１３に供給される。 The DC power supply unit 26 is configured mainly with, for example, a DC / DC converter. The DC power supply unit 26 steps down the DC voltage input through the DC power supply lines 30 and 31, for example, and outputs the DC voltage having a predetermined level through the DC power supply lines 32 and 33. The DC power supply unit 26 is configured to be switchable between an output state for outputting a DC voltage and a stop state for stopping the output of the DC voltage. The DC voltage output from the DC power supply unit 26 is supplied to the brakes B1 to B6 and the lamp 13 of the robot 2.

図２は、ブレーキＢ１〜Ｂ６およびランプ１３に対する給電に係る電気構成を示している。ブレーキＢ１〜Ｂ６は、例えば電磁ブレーキにより構成されている。ブレーキＢ１〜Ｂ６は、その励磁コイルに直流電圧が印加されていない状態において、モータＭ１〜Ｍ６の回転軸をロックするように動作する。従って、通常、モータＭ１〜Ｍ６が駆動される際には、ブレーキＢ１〜Ｂ６の励磁コイルに対して直流電圧が印加されてそのロック状態が解除されるようになっている。ブレーキＢ１〜Ｂ６は、アームの自重や振動等により軸が動いてしまうことを防ぐための保持用ブレーキとして設けられている。また、ランプ１３は、直流電圧が印加されると点灯するものであり、例えばＬＥＤや電球が用いられる。 FIG. 2 shows an electrical configuration relating to power feeding to the brakes B1 to B6 and the lamp 13. Brake B1-B6 is comprised by the electromagnetic brake, for example. The brakes B1 to B6 operate so as to lock the rotation shafts of the motors M1 to M6 in a state where no DC voltage is applied to the excitation coils. Therefore, normally, when the motors M1 to M6 are driven, a DC voltage is applied to the exciting coils of the brakes B1 to B6 so that the locked state is released. The brakes B1 to B6 are provided as holding brakes for preventing the shaft from moving due to the weight of the arm, vibration, or the like. The lamp 13 is lit when a DC voltage is applied, and for example, an LED or a light bulb is used.

直流電源部２６は、電圧源４１およびスイッチ４２を有している。電圧源４１の正側出力端子はスイッチ４２を介して直流電源線３２に接続され、負側出力端子は直流電源線３３に接続されている。ブレーキＢ１〜Ｂ６は、直流電源線３２、３３間に互いに並列に接続されている。ただし、ブレーキＢ１と直流電源線３３との間は、ランプ１３を介して接続されている。なお、ランプ１３は、直流電源線３２とブレーキＢ１との間に設けてもよい。すなわち、ランプ１３は、１つのブレーキＢ１に対する電圧供給経路に介在して設けられる。 The DC power supply unit 26 includes a voltage source 41 and a switch 42. The positive output terminal of the voltage source 41 is connected to the DC power supply line 32 via the switch 42, and the negative output terminal is connected to the DC power supply line 33. The brakes B1 to B6 are connected between the DC power supply lines 32 and 33 in parallel with each other. However, the brake B 1 and the DC power supply line 33 are connected via the lamp 13. The lamp 13 may be provided between the DC power supply line 32 and the brake B1. That is, the lamp 13 is provided in the voltage supply path for one brake B1.

スイッチ４２は、例えばリレーなどにより構成されており、その開閉は、制御部２７により次のように制御される。すなわち、制御部２７は、ロボット２の動作を開始する際、モータＭ１〜Ｍ６の駆動開始とほぼ同時にスイッチ４２を閉鎖し、ブレーキＢ１〜Ｂ６およびランプ１３に対して直流電圧が印加される状態（出力状態）とする。制御部２７は、ロボット２が動作されている期間（モータＭ１〜Ｍ６が駆動される期間）中はスイッチ４２の閉鎖状態を維持する。 The switch 42 is configured by a relay, for example, and its opening / closing is controlled by the control unit 27 as follows. That is, when starting the operation of the robot 2, the control unit 27 closes the switch 42 almost simultaneously with the start of driving of the motors M1 to M6, and the DC voltage is applied to the brakes B1 to B6 and the lamp 13 ( Output state). The control unit 27 maintains the closed state of the switch 42 during the period in which the robot 2 is operated (period in which the motors M1 to M6 are driven).

また、制御部２７は、ロボット２の動作を停止する際、モータＭ１〜Ｍ６の駆動停止とほぼ同時にスイッチ４２を開放し、ブレーキＢ１〜Ｂ６およびランプ１３に対する直流電圧の印加が停止された状態（停止状態）とする。制御部２７は、ロボット２が停止されている期間（モータＭ１〜Ｍ６が駆動されていない期間）中は、スイッチ４２の開放状態を維持する。なお、ロボット２の動作を開始する際、モータＭ１〜Ｍ６の駆動開始とスイッチ４２の閉鎖とをほぼ同時に行うと記載したが、詳細には、モータＭ１〜Ｍ６の駆動を開始させた後、現状の姿勢維持に必要なトルクが発生するまでの時間が経過した後、スイッチ４２の閉鎖を行うようにしている。 Further, when stopping the operation of the robot 2, the control unit 27 opens the switch 42 almost simultaneously with the stop of driving of the motors M1 to M6, and the application of the DC voltage to the brakes B1 to B6 and the lamp 13 is stopped ( Stop state). The control unit 27 maintains the open state of the switch 42 during the period when the robot 2 is stopped (the period when the motors M1 to M6 are not driven). In addition, when starting operation | movement of the robot 2, although it described that the drive start of the motors M1-M6 and the closing of the switch 42 were performed substantially simultaneously, after starting the drive of the motors M1-M6, in detail, The switch 42 is closed after a lapse of time until the torque necessary for maintaining the posture is generated.

このような構成により、ロボット２が動作される期間には、全てのブレーキＢ１〜Ｂ６のロック状態が解除されるとともにランプ１３が点灯される。一方、ロボット２の動作が停止されている期間（モータＭ１〜Ｍ６が駆動されていない期間）には、全てのブレーキＢ１〜Ｂ６をロック状態にするとともに、ランプ１３が消灯される。 With such a configuration, all the brakes B1 to B6 are unlocked and the lamp 13 is turned on during the period in which the robot 2 is operated. On the other hand, during the period in which the operation of the robot 2 is stopped (the period in which the motors M1 to M6 are not driven), all the brakes B1 to B6 are locked and the lamp 13 is turned off.

さて、複数の軸を備えたロボット２が動作する期間には、たとえ駆動されない軸（モータ）が存在する場合であっても、上述したとおり全てのブレーキＢ１〜Ｂ６のロック状態を解除する。その理由は以下のとおりである。すなわち、ロボット２が動作すると、駆動されないはずの軸に対しても所定の外力が加わる。外力が加わるとその軸が動いてしまうおそれがある。このような事態を未然に防止するため、上記軸が外力の影響により動くことを抑制する補正制御を行う必要がある。補正制御を行うには、上記軸に対するブレーキをも解除する必要がある。従って、本実施形態では、全てのブレーキＢ１〜Ｂ６のロック状態を解除するようにしている。 Now, during the period in which the robot 2 having a plurality of axes operates, even if there is an axis (motor) that is not driven, all the brakes B1 to B6 are unlocked as described above. The reason is as follows. That is, when the robot 2 is operated, a predetermined external force is applied to an axis that should not be driven. If an external force is applied, the shaft may move. In order to prevent such a situation, it is necessary to perform correction control that suppresses the movement of the shaft due to the influence of an external force. In order to perform the correction control, it is necessary to release the brake for the shaft. Therefore, in this embodiment, all the brakes B1 to B6 are unlocked.

図３は、ロボットシステム１におけるモータ制御の内容を等価的に示したブロック図である。この図３に示すように、制御部２７は、位置制御部５１、速度制御部５２、電流制御部５３、必要トルク値推定部５４および現在トルク値演算部５５を備えている。さて、一般に産業用のロボットは、予めティーチングなどを実施することにより作成される所定の動作プログラムに従って動作するようになっている。制御部２７は、与えられる動作プログラムを解釈し、ロボット２に対し所定の動作を行わせるためのモータ制御に関する指令値（ここでは、指令回転角度ｐｃ）を抽出する。 FIG. 3 is a block diagram equivalently showing the contents of motor control in the robot system 1. As shown in FIG. 3, the control unit 27 includes a position control unit 51, a speed control unit 52, a current control unit 53, a necessary torque value estimation unit 54, and a current torque value calculation unit 55. In general, an industrial robot operates according to a predetermined operation program created by performing teaching or the like in advance. The control unit 27 interprets a given operation program, and extracts a command value (here, a command rotation angle pc) related to motor control for causing the robot 2 to perform a predetermined operation.

位置制御部５１は、上記指令回転角度ｐｃに対する現在の回転角度ｐ＊の偏差を求める減算器５６と、この減算器５６の出力（偏差）をゼロに近づけるように指令回転速度ｖｃを出力する位置制御アンプ５７とから構成されている。この位置制御アンプ５７のゲインはＫｐとなっている。
速度制御部５２は、現在の回転角度ｐ＊から現在の回転速度ｖ＊を求める微分器５８と、指令回転速度ｖｃに対する現在の回転速度ｖ＊の偏差を求める減算器５９と、この減算器５９の出力（偏差）をゼロに近づけるように指令電流ｉｃを出力する速度制御アンプ６０とから構成されている。この速度制御アンプ６０のゲインはＫｖとなっている。 The position control unit 51 obtains a deviation of the current rotation angle p * from the command rotation angle pc, and a position at which the command rotation speed vc is output so that the output (deviation) of the subtractor 56 approaches zero. And a control amplifier 57. The gain of this position control amplifier 57 is Kp.
The speed control unit 52 includes a differentiator 58 that obtains the current rotational speed v * from the current rotational angle p *, a subtractor 59 that obtains a deviation of the current rotational speed v * from the command rotational speed vc, and the subtractor 59. And a speed control amplifier 60 that outputs a command current ic so that the output (deviation) of the signal is close to zero. The gain of this speed control amplifier 60 is Kv.

電流制御部５３は、指令電流ｉｃ（指令電流値）に対する現在のモータＭ１〜Ｍ６に流れる電流ｉ＊（電流値）の偏差を求める減算器６１と、この減算器６１の出力（偏差）をゼロに近づけるようにインバータ装置２３に対する指令信号を出力する電流制御アンプ６２とから構成されている。この電流制御アンプ６２のゲインはＫｉとなっている。このような構成により、制御部２７は、電流フィードバック、速度フィードバックおよび位置フィードバックを行い、モータＭ１〜Ｍ６の駆動をフィードバック制御してロボット２の位置制御を行うようになっている。 The current control unit 53 calculates a deviation of the current i * (current value) flowing through the current motors M1 to M6 with respect to the command current ic (command current value), and sets the output (deviation) of the subtractor 61 to zero. And a current control amplifier 62 that outputs a command signal to the inverter device 23 so as to be close to each other. The gain of the current control amplifier 62 is Ki. With this configuration, the control unit 27 performs current feedback, speed feedback, and position feedback, and controls the position of the robot 2 by feedback control of the driving of the motors M1 to M6.

必要トルク値推定部５４は、ロボット２が所定の動作プログラムに基づいて行う動作の開始から終了までの間にモータＭ１に発生させる必要があるトルクの値である必要トルク値を、指令回転角度ｐｃを用いて一括して推定する。この推定方法としては、例えば、所定の指令回転角度からその次の指令回転角度まで軸を回転させるためにモータＭ１に発生させる必要があるトルク値を運動方程式を用いて推定するという方法が挙げられる。なお、必要トルク値推定部５４は、ロボット２が現在の位置からその次の位置まで移動するためにモータＭ１に発生させる必要がある必要トルク値を逐次推定するようにしてもよい。 The required torque value estimation unit 54 calculates a required torque value, which is a torque value that the motor M1 needs to generate between the start and end of the operation performed by the robot 2 based on a predetermined operation program, as a command rotation angle pc. Estimate all at once using. As this estimation method, for example, there is a method of estimating a torque value that needs to be generated in the motor M1 to rotate the shaft from a predetermined command rotation angle to the next command rotation angle using an equation of motion. . The necessary torque value estimation unit 54 may sequentially estimate the necessary torque value that the motor M1 needs to generate in order for the robot 2 to move from the current position to the next position.

現在トルク値演算部５５は、モータＭ１に流れる現在の電流ｉ＊に対し、モータＭ１のトルク定数Ｋｔを乗算することにより、モータＭ１が発生する現在のトルクの値である現在トルク値を求めるものである。詳細は後述するが、制御部２７は、モータＭ１の現在トルク値が必要トルク値よりも所定値以上大きくなった場合には、インバータ装置２３を介して全てのモータＭ１〜Ｍ６の駆動を停止させる制御を行うようになっている。 The current torque value calculation unit 55 obtains a current torque value that is a value of the current torque generated by the motor M1 by multiplying the current current i * flowing through the motor M1 by the torque constant Kt of the motor M1. It is. Although details will be described later, the control unit 27 stops driving of all the motors M1 to M6 via the inverter device 23 when the current torque value of the motor M1 becomes larger than the required torque value by a predetermined value or more. It comes to perform control.

次に、本実施形態の作用および効果について図５も参照して説明する。
まず、ランプ１３が故障していない通常の状態における動作について説明する。ロボット２を動作させる際、制御部２７は、直流電源部２６を出力状態に切り替える。その結果、直流電源線３２、３３を介してブレーキＢ１〜Ｂ６に直流電圧が供給され、ブレーキＢ１〜Ｂ６のロック状態が全て解除される。これにより、モータＭ１〜Ｍ６の駆動に応じてロボット２に設けられた各軸が駆動されてロボット２が動作する。また、このとき、直流電源線３２、３３を介してランプ１３に対しても直流電圧が供給されるため、ランプ１３は点灯する。従って、ロボット２が動作している期間にランプ１３が点灯することになり、ランプ１３がロボット２の動作状態を正しく表示していることになる。 Next, the operation and effect of the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, an operation in a normal state where the lamp 13 is not broken will be described. When operating the robot 2, the control unit 27 switches the DC power supply unit 26 to the output state. As a result, a DC voltage is supplied to the brakes B1 to B6 via the DC power supply lines 32 and 33, and all the brakes B1 to B6 are unlocked. Thereby, each axis | shaft provided in the robot 2 is driven according to the drive of motor M1-M6, and the robot 2 operate | moves. At this time, since the DC voltage is also supplied to the lamp 13 through the DC power supply lines 32 and 33, the lamp 13 is lit. Therefore, the lamp 13 is lit during the period in which the robot 2 is operating, and the lamp 13 correctly displays the operating state of the robot 2.

ロボット２の動作を停止させる際、制御部２７は、直流電源部２６を停止状態に切り替える。その結果、ブレーキＢ１〜Ｂ６およびランプ１３には直流電圧が供給されず、ブレーキＢ１〜Ｂ６が全てロック状態になるとともにランプ１３は消灯する。従って、ロボット２が動作していない期間にランプ１３が消灯することになり、ランプ１３がロボット２の動作状態を正しく表示していることになる。 When stopping the operation of the robot 2, the control unit 27 switches the DC power supply unit 26 to a stopped state. As a result, no DC voltage is supplied to the brakes B1 to B6 and the lamp 13, and the brakes B1 to B6 are all locked and the lamp 13 is turned off. Accordingly, the lamp 13 is turned off during the period when the robot 2 is not operating, and the lamp 13 correctly displays the operating state of the robot 2.

続いて、ランプ１３が断線故障している状態における動作について説明する。ランプ１３が断線故障していると、制御部２７が直流電源部２６を出力状態に切り替えたとしても、ブレーキＢ１に対する電圧供給経路が断電されているのでブレーキＢ１に対して直流電圧が印加されずにロック状態となる。このような状態であっても、制御部２７は、ロボット２を動作させるためにモータＭ１〜Ｍ６の駆動をフィードバック制御する。この場合、ブレーキＢ１がロック状態であるために、ブレーキＢ１に対応するモータＭ１に発生させるトルクが通常時よりも大きくなる。 Subsequently, an operation in a state where the lamp 13 is broken is described. If the lamp 13 is broken, even if the control unit 27 switches the DC power supply unit 26 to the output state, a DC voltage is applied to the brake B1 because the voltage supply path to the brake B1 is disconnected. Without being locked. Even in such a state, the control unit 27 performs feedback control of driving of the motors M1 to M6 in order to operate the robot 2. In this case, since the brake B1 is in the locked state, the torque generated by the motor M1 corresponding to the brake B1 becomes larger than normal.

図５は、ロボット２に所定の動作をさせる際にモータＭ１に発生するトルクの一例を示している。図５中、実線はブレーキＢ１のロックが解除されている場合の発生トルクを示しており、一点鎖線はブレーキＢ１がロック状態である場合の発生トルクを示している。この図５に示すように、ブレーキＢ１がロック状態である場合には、ブレーキＢ１のロックが解除されている通常の状態において発生するトルクと比べて大きなトルクが常に発生することになる。 FIG. 5 shows an example of torque generated in the motor M1 when the robot 2 performs a predetermined operation. In FIG. 5, the solid line indicates the generated torque when the brake B1 is unlocked, and the alternate long and short dash line indicates the generated torque when the brake B1 is in the locked state. As shown in FIG. 5, when the brake B1 is in a locked state, a torque that is larger than that generated in a normal state where the brake B1 is unlocked is always generated.

本実施形態では、上述したブレーキＢ１のロック状態に応じてそれに対応するモータＭ１に発生するトルクが変化するという点に着目し、以下のようにランプ１３の断線故障を検出する。すなわち、必要トルク値推定部５４は、ロボット２が所定の動作を行う間におけるモータＭ１の必要トルク値を推定する。現在トルク値演算部５５は、モータＭ１に流れる現在の電流ｉ＊を用いた演算によりモータＭ１が発生する現在トルク値を逐次求める。 In the present embodiment, focusing on the fact that the torque generated in the motor M1 corresponding to the locked state of the brake B1 changes, the disconnection failure of the lamp 13 is detected as follows. That is, the necessary torque value estimation unit 54 estimates the necessary torque value of the motor M1 while the robot 2 performs a predetermined operation. The current torque value calculation unit 55 sequentially obtains the current torque value generated by the motor M1 by calculation using the current i * flowing through the motor M1.

ランプ１３が断線故障している状態でモータＭ１を駆動させようとした場合には、上述したとおりモータＭ１に通常よりも大きなトルクが発生するため、演算により求めたモータＭ１の現在トルク値が大きくなる。そこで、制御部２７は、モータＭ１の現在トルク値が、発生すると推定されるモータＭ１の必要トルク値よりも所定値以上大きくなった場合には、ランプ１３が断線故障していると判断し、全てのモータＭ１〜Ｍ６の駆動を停止させる。このようにすれば、ランプ１３が断線故障し、点灯させることができない状態であるとしても、全てのモータＭ１〜Ｍ６の駆動が停止されるので、ランプ１３がロボット２の動作状態を正しく表示していることになる。 When the motor M1 is to be driven in a state where the lamp 13 is broken, a larger torque than usual is generated in the motor M1 as described above. Therefore, the current torque value of the motor M1 obtained by calculation is large. Become. Therefore, when the current torque value of the motor M1 is larger than the required torque value of the motor M1 estimated to be generated by the control unit 27, the control unit 27 determines that the lamp 13 is broken. The drive of all the motors M1 to M6 is stopped. In this way, even if the lamp 13 is broken and cannot be turned on, the driving of all the motors M1 to M6 is stopped, so that the lamp 13 correctly displays the operation state of the robot 2. Will be.

なお、上記所定値は、小さく設定し過ぎるとランプ１３の断線故障を誤検出する可能性があり、大きく設定し過ぎるとランプ１３の断線故障を検出できない可能性がある。そこで、ロボット２に対し、使用する予定の各動作プログラムに基づく動作を行わせ、ブレーキＢ１をロックした状態とブレーキＢ１のロックを解除した状態とにおけるモータＭ１に発生するトルクを事前に測定しておき、その測定結果に基づいて、誤検出や検出不能となる事態が発生し難いと考えられる値に上記所定値を設定するとよい。 If the predetermined value is set too small, there is a possibility that a disconnection failure of the lamp 13 will be erroneously detected, and if it is set too large, a disconnection failure of the lamp 13 may not be detected. Therefore, the robot 2 is caused to perform an operation based on each operation program to be used, and the torque generated in the motor M1 in the state where the brake B1 is locked and the state where the brake B1 is unlocked is measured in advance. In addition, based on the measurement result, the predetermined value may be set to a value that is unlikely to cause a situation where erroneous detection or detection becomes impossible.

上述したトルク値を比較する検出方法では、例えばロボット２の動作が停止されている期間など、モータＭ１が駆動されていない期間（モータＭ１が発生するトルク値がゼロである期間）にランプ１３が断線故障した場合、その時点では故障を検出できない。しかし、このような場合にはロボット２の動作が停止されているため、ランプ１３が点灯できない状態でも特に問題はない。また、その後、ロボット２の動作が開始されると、モータＭ１が駆動されてトルクが発生するため、上記トルク値を比較する検出方法によりランプ１３の断線故障が直ちに検出される。つまり、ロボット２が動作を開始すれば、断線故障を確実に検出できるので問題は生じない。 In the detection method for comparing the torque values described above, the lamp 13 is turned on during a period in which the motor M1 is not driven (a period in which the torque value generated by the motor M1 is zero), such as a period in which the operation of the robot 2 is stopped. When a disconnection failure occurs, the failure cannot be detected at that time. However, in such a case, since the operation of the robot 2 is stopped, there is no particular problem even if the lamp 13 cannot be lit. After that, when the operation of the robot 2 is started, the motor M1 is driven and torque is generated. Therefore, the disconnection failure of the lamp 13 is immediately detected by the detection method for comparing the torque values. That is, if the robot 2 starts operation, a disconnection failure can be reliably detected, so that no problem occurs.

以上説明したように、本実施形態のロボットシステム１では、ランプ１３をブレーキＢ１に対する電圧供給経路に介在して設けるとともに、モータＭ１〜Ｍ６の駆動をフィードバック制御するために必須となる構成を用いて、ランプ１３が断線故障したことにより生じるブレーキＢ１に対応するモータＭ１が発生するトルク値の変化に基づいてランプ１３の断線故障を検出するようにしている。従って、ロボットシステム１に新たなハード構成を追加的に設けることなく、ランプ１３の電気的な接続位置を工夫するだけで、モータＭ１〜Ｍ６の駆動状態（ロボット２の動作状態）を表示するランプ１３の断線故障を検出することができる。特に、ロボット２が動作している期間においてランプ１３が断線故障により消灯する事態が生じることを確実に回避できる。これにより、ロボット２が動作中であるにもかかわらず、作業者が不用意にロボット２に近づいてしまうことを未然に防止でき、ロボットシステム１の安全性を高めることができる。 As described above, in the robot system 1 of the present embodiment, the lamp 13 is provided in the voltage supply path for the brake B1, and the configuration essential for feedback control of the driving of the motors M1 to M6 is used. The disconnection failure of the lamp 13 is detected based on the change in the torque value generated by the motor M1 corresponding to the brake B1 caused by the disconnection failure of the lamp 13. Accordingly, a lamp that displays the driving state of the motors M1 to M6 (the operating state of the robot 2) simply by devising the electrical connection position of the lamp 13 without additionally providing a new hardware configuration in the robot system 1. 13 disconnection faults can be detected. In particular, it is possible to reliably avoid a situation in which the lamp 13 is turned off due to a disconnection failure during the period in which the robot 2 is operating. Thereby, it is possible to prevent the operator from inadvertently approaching the robot 2 even when the robot 2 is in operation, and the safety of the robot system 1 can be improved.

また、直流電源線３２、３３間にブレーキＢ１およびランプ１３を直列に接続する構成とした。このような構成において、ランプ１３が断線故障すると、ブレーキＢ１に対する電圧供給経路のみが断電される。従って、制御部２７は、ブレーキＢ１に対応するモータＭ１の必要トルク値と現在トルク値とを比較するだけで、ランプ１３の断線故障を検出することができる。このため、必要トルク値推定部５４および現在トルク値演算部５５における制御負荷が軽減され、ひいては制御部２７全体としての制御負荷が軽減される。 The brake B1 and the lamp 13 are connected in series between the DC power supply lines 32 and 33. In such a configuration, when the lamp 13 is disconnected, only the voltage supply path for the brake B1 is disconnected. Therefore, the control unit 27 can detect the disconnection failure of the lamp 13 only by comparing the required torque value of the motor M1 corresponding to the brake B1 with the current torque value. For this reason, the control load in the required torque value estimation unit 54 and the current torque value calculation unit 55 is reduced, and as a result, the control load as the entire control unit 27 is reduced.

（第２の実施形態）
以下、第１の実施形態に対し、ランプ１３の接続位置を変更した第２の実施形態について図６を参照しながら説明する。
図６は、第１の実施形態における図２相当図である。この図６に示すように、ランプ１３は、直流電源線３３に直列に介在して設けられている。なお、ランプ１３は、全てのブレーキＢ１〜Ｂ６に対する電圧供給経路に介在して設けられていればよく、直流電源線３２に直列に介在して設けることも可能である。 (Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the connection position of the lamp 13 is changed with respect to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 in the first embodiment. As shown in FIG. 6, the lamp 13 is provided in series with the DC power supply line 33. The lamp 13 need only be provided in the voltage supply path for all the brakes B 1 to B 6, and can be provided in series with the DC power supply line 32.

このような構成によれば、ランプ１３が断線故障すると、全てのブレーキＢ１〜Ｂ６に対する電圧供給経路が断電される。従って、制御部２７は、第１の実施形態と同様、ブレーキＢ１に対応するモータＭ１の必要トルク値と現在トルク値とを比較することにより、ランプ１３の断線故障を検出することができる。 According to such a configuration, when the lamp 13 is disconnected, the voltage supply path for all the brakes B1 to B6 is disconnected. Therefore, as in the first embodiment, the control unit 27 can detect the disconnection failure of the lamp 13 by comparing the required torque value of the motor M1 corresponding to the brake B1 with the current torque value.

また、本実施形態の構成によれば、制御部２７による故障検出方法を次のように変更することも可能である。すなわち、必要トルク値推定部５４がモータＭ１〜Ｍ６の必要トルク値を全て推定するように変更し、現在トルク値演算部５５がモータＭ１〜Ｍ６の現在トルク値を全て演算するように変更する。そして、制御部２７は、これら全てのモータＭ１〜Ｍ６の必要トルク値と現在トルク値とを比較し、ランプ１３の断線故障を検出する。このようにすれば、ランプ１３が正常な場合と、断線故障した場合とにおけるトルク値の差が大きくなるため、誤検出が発生するおそれが小さくなる。 Further, according to the configuration of the present embodiment, the failure detection method by the control unit 27 can be changed as follows. That is, the necessary torque value estimating unit 54 is changed so as to estimate all the necessary torque values of the motors M1 to M6, and the current torque value calculating unit 55 is changed so as to calculate all the current torque values of the motors M1 to M6. And the control part 27 compares the required torque value of all these motors M1-M6, and the present torque value, and detects the disconnection failure of the lamp | ramp 13. FIG. In this way, the difference in torque value between the case where the lamp 13 is normal and the case where a disconnection failure occurs becomes large, so that the possibility of erroneous detection is reduced.

第１の実施形態では、モータＭ１が駆動されていない期間にランプ１３の断線故障が発生した場合、その時点では故障を検出することはできなかった。一方、本実施形態の上記方法よれば、少なくとも１つのモータが駆動されていれば、必要トルク値の大きさと現在トルク値の大きさとに差が生じるため、モータＭ１〜Ｍ６が全て駆動されていない期間を除く期間は、ランプ１３の断線故障が発生した時点で検出することが可能となる。このように、本実施形態によれば、ランプ１３の断線故障の検出精度を高めることができる。 In the first embodiment, when a disconnection failure of the lamp 13 occurs during a period in which the motor M1 is not driven, the failure cannot be detected at that time. On the other hand, according to the above-described method of the present embodiment, if at least one motor is driven, a difference occurs between the required torque value and the current torque value, so that all the motors M1 to M6 are not driven. The period excluding the period can be detected when a disconnection failure of the lamp 13 occurs. Thus, according to the present embodiment, the detection accuracy of the disconnection failure of the lamp 13 can be increased.

（第３の実施形態）
以下、第１の実施形態に対し、ロボットの動作状態を表すランプを複数設けるように変更した第３の実施形態について図７を参照しながら説明する。
図７は、第１の実施形態における図２相当図である。この図７に示すように、ランプ７１は、ランプ１３と直流電源線３３との間に接続されている。すなわち、直流電源線３２、３３間には、ブレーキＢ１、ランプ１３、７１が直列に接続されている。なお、ランプ７１は、直流電源線３２とブレーキＢ１との間に直列に接続してもよい。また、図示しないが、ランプ７１は、ロボット２に設けられており、例えば第１の上アーム８を構成するカバーにおいてランプ１３とは反対側に設けられている。 (Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to FIG. 7 in which the first embodiment is modified such that a plurality of lamps representing the operation state of the robot are provided.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 in the first embodiment. As shown in FIG. 7, the lamp 71 is connected between the lamp 13 and the DC power supply line 33. That is, between the DC power supply lines 32 and 33, the brake B1 and the lamps 13 and 71 are connected in series. The lamp 71 may be connected in series between the DC power supply line 32 and the brake B1. Although not shown, the lamp 71 is provided in the robot 2, and is provided, for example, on the opposite side of the lamp 13 in the cover constituting the first upper arm 8.

このような構成によれば、ランプ１３、７１の少なくともいずれか１つが断線故障すると、ブレーキＢ１に対する電圧供給経路が断電される。従って、制御部２７は、第１の実施形態と同様、ブレーキＢ１に対応するモータＭ１の必要トルク値と現在トルク値とを比較することにより、ランプ１３の断線故障を検出することができる。また、ランプ１３とランプ７１とは直列に接続されているので、いずれか一方が断線故障した時点で他方のランプは強制的に消灯されることになる。このため、ランプ１３、７１のいずれかが断線故障した場合、全てのランプ１３、７１が消灯されるとともにロボット２の動作が停止される。従って、使用者に対し、ランプ１３、７１によりロボット２の動作状態を正しく報知することができる。 According to such a configuration, when at least one of the lamps 13 and 71 is disconnected, the voltage supply path for the brake B1 is disconnected. Therefore, as in the first embodiment, the control unit 27 can detect the disconnection failure of the lamp 13 by comparing the required torque value of the motor M1 corresponding to the brake B1 with the current torque value. Further, since the lamp 13 and the lamp 71 are connected in series, the other lamp is forcibly turned off when one of them breaks down. For this reason, when any of the lamps 13 and 71 is broken, all the lamps 13 and 71 are turned off and the operation of the robot 2 is stopped. Therefore, the operating state of the robot 2 can be correctly notified to the user by the lamps 13 and 71.

（第４の実施形態）
以下、第２の実施形態に対し、ロボットの動作状態を表すランプを複数設けるように変更した第４の実施形態について図８を参照しながら説明する。
図８は、第１の実施形態における図２相当図である。この図８に示すように、ランプ８１は、直流電源線３２に直列に介在して設けられている。なお、ランプ８１は、直流電源線３３に介在させてランプ１３と直列に設けてもよい。また、図示しないが、ランプ８１は、ロボット２に設けられており、例えば第１の上アーム８を構成するカバーにおいてランプ１３とは反対側に設けられている。 (Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment in which a plurality of lamps representing the operation state of the robot are provided with respect to the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 2 in the first embodiment. As shown in FIG. 8, the lamp 81 is provided in series with the DC power supply line 32. The lamp 81 may be provided in series with the lamp 13 with the direct current power line 33 interposed therebetween. Although not shown, the lamp 81 is provided in the robot 2, and is provided, for example, on the opposite side of the lamp 13 in the cover constituting the first upper arm 8.

このような構成によれば、ランプ１３、８１の少なくともいずれか１つが断線故障すると、全てのブレーキＢ１〜Ｂ６に対する電圧供給経路が断電される。また、ランプ１３とランプ８１とは直流電源部２６を介して直列に接続されているので、いずれか一方が断線故障した時点で他方のランプは強制的に消灯されることになる。このため、ランプ１３、８１のいずれかが断線故障した場合、全てのランプ１３、８１が消灯されるとともにロボット２の動作が停止される。従って、使用者に対し、ランプ１３、８１によりロボット２の動作状態を正しく報知することができる。 According to such a configuration, when at least one of the lamps 13 and 81 is broken, the voltage supply paths for all the brakes B1 to B6 are disconnected. Further, since the lamp 13 and the lamp 81 are connected in series via the DC power supply unit 26, the other lamp is forcibly turned off when one of them breaks. For this reason, when one of the lamps 13 and 81 breaks down, all the lamps 13 and 81 are turned off and the operation of the robot 2 is stopped. Accordingly, the operating state of the robot 2 can be correctly notified to the user by the lamps 13 and 81.

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第１の実施形態において、ランプ１３は、ブレーキＢ１に対する電圧供給経路に介在するように設けたが、ブレーキＢ２〜Ｂ６のいずれか１つに対する電圧供給経路に介在するように設けてもよい。その場合には、制御部２７は、ランプ１３と同じ経路で給電されるブレーキに対応するモータの必要トルク値と現在トルク値の比較を行うように変更すればよい。第３、第４の実施形態では、２つのランプを設ける場合について説明したが、ランプの数は３つ以上でもよい。その場合、複数のランプを全て直列に接続すればよい。
必要トルク値推定部５４は、指令回転角度ｐｃを用いて必要トルク値を推定する構成としたが、例えば指令電流ｉｃを用いて必要トルク値を推定する構成としてもよい。すなわち、必要トルク値推定部５４は、ロボット２に所定の動作を行わせるためにモータに発生させる必要がある必要トルク値を、モータ制御に用いられる所定の指令値を用いて推定する構成であればよい。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
In the first embodiment, the lamp 13 is provided so as to be interposed in the voltage supply path for the brake B1, but may be provided so as to be interposed in the voltage supply path for any one of the brakes B2 to B6. In that case, the control unit 27 may be changed so as to compare the required torque value of the motor corresponding to the brake supplied with power through the same path as the lamp 13 and the current torque value. Although the case where two lamps are provided has been described in the third and fourth embodiments, the number of lamps may be three or more. In that case, all the lamps may be connected in series.
The required torque value estimation unit 54 is configured to estimate the required torque value using the command rotation angle pc, but may be configured to estimate the required torque value using the command current ic, for example. In other words, the necessary torque value estimation unit 54 is configured to estimate a necessary torque value that needs to be generated by the motor to cause the robot 2 to perform a predetermined operation using a predetermined command value used for motor control. That's fine.

ロボット２に対し所定の動作プログラムに従う所定の動作を繰り返し実行させる場合には、必要トルク値推定部５４は、次のようにして必要トルク値を推定するようにしてもよい。すなわち、現在トルク値演算部５５により求められた現在トルク値を記憶する記憶手段を設け、必要トルク値推定部５４は、ランプ１３の断線故障が発生していない状態で上記所定の動作が行われた期間に求められた現在トルク値を記憶手段から読み出し、その値が必要トルク値であるとして推定する。つまり、必要トルク値推定部５４は、過去に所定の動作を行った際に発生したトルクの値が、今後その所定の動作を行うために必要となる必要トルク値であると推定する。このように、実際にロボット２を動作させる環境での動作中に発生するトルクの値に基づいて必要トルク値を推定すれば、ロボット２の動作環境等に伴う推定値の誤差が軽減され、その推定値を用いた断線故障の検出精度を高めることができる。また、必要トルク値推定部５４の制御負荷を低減することができる。なお、この場合、必要トルク値の推定は、例えば、ティーチング直後に行われる初回の動作中に求められた現在トルク値を用いて１度だけ行うようにしてもよいし、前回の動作中に求められた現在トルク値を用いて毎回必要トルク値を更新するようにしてもよい。 When causing the robot 2 to repeatedly execute a predetermined operation according to a predetermined operation program, the required torque value estimation unit 54 may estimate the required torque value as follows. That is, a storage means for storing the current torque value obtained by the current torque value calculation unit 55 is provided, and the necessary torque value estimation unit 54 performs the predetermined operation in a state where no disconnection failure of the lamp 13 has occurred. The current torque value obtained during the specified period is read from the storage means, and the value is estimated as the necessary torque value. That is, the necessary torque value estimation unit 54 estimates that the torque value generated when a predetermined operation has been performed in the past is a necessary torque value necessary for performing the predetermined operation in the future. As described above, if the required torque value is estimated based on the torque value generated during the operation in the environment where the robot 2 is actually operated, the error of the estimated value associated with the operation environment of the robot 2 is reduced. The detection accuracy of the disconnection fault using the estimated value can be increased. Moreover, the control load of the required torque value estimation part 54 can be reduced. In this case, the required torque value may be estimated only once using the current torque value obtained during the first operation performed immediately after teaching, or obtained during the previous operation, for example. The required torque value may be updated every time using the obtained current torque value.

制御部２７は、現在トルク値が必要トルク値よりも所定値以上大きい状態が所定時間だけ継続すると、ランプが断線故障していると判断する構成としてもよい。また、制御部２７は、現在トルク値が必要トルク値よりも所定値以上大きい状態が、所定の単位時間内に所定回数以上発生すると、ランプが断線故障していると判断する構成としてもよい。
ランプ１３、７１、８１は、ロボット２において外部から視認し易い場所に設ければよく、その位置は適宜変更可能である。
上記各実施形態では、本発明を６軸の垂直多関節型のロボット２に適用した例を説明したが、本発明は、複数の軸を有する多軸型のロボット全般に適用可能である。 The control unit 27 may be configured to determine that the lamp is broken when the current torque value is greater than the required torque value by a predetermined value or more for a predetermined time. Further, the control unit 27 may be configured to determine that the lamp is broken when a state where the current torque value is larger than the required torque value by a predetermined value or more occurs a predetermined number of times within a predetermined unit time.
The lamps 13, 71, 81 may be provided in a place where the robot 2 can be easily visually recognized from the outside, and the positions thereof can be changed as appropriate.
In each of the above embodiments, the example in which the present invention is applied to the six-axis vertical articulated robot 2 has been described. However, the present invention is applicable to all multi-axis robots having a plurality of axes.

図面中、１はロボットシステム、２はロボット、１３、７１、８１はランプ（表示灯）、２４は電流検出部、２５は回転角度検出部、２６は直流電源部、２７は制御部、３２、３３は直流電源線、Ｂ１〜Ｂ６はブレーキ、Ｍ１〜Ｍ６はモータを示す。 In the drawings, 1 is a robot system, 2 is a robot, 13, 71 and 81 are lamps (indicator lamps), 24 is a current detector, 25 is a rotation angle detector, 26 is a DC power supply, 27 is a controller, 32, Reference numeral 33 denotes a DC power line, B1 to B6 denote brakes, and M1 to M6 denote motors.

Claims

A plurality of motors respectively driving a plurality of axes provided in the robot;
A DC power supply unit configured to be switchable between an output state of outputting a DC voltage via a pair of DC power supply lines and a stop state of stopping the output of the DC voltage;
The plurality of motors operate so as to lock the rotation shafts, and are provided in parallel with each other between the pair of DC power supply lines. When receiving the supply of the DC voltage, the lock state is released. Brakes,
An indicator lamp that displays a driving state of the motor, is provided in a voltage supply path for at least one predetermined brake among the plurality of brakes, and is lit by receiving supply of the DC voltage;
A current detection unit for detecting a current flowing through the motor;
A rotation angle detector that detects a rotation angle of the rotation shaft of the motor;
The drive of the motor is feedback controlled so that the current value detected by the current detection unit matches the command current value and the rotation angle detected by the rotation angle detection unit matches the command rotation angle. A control unit for performing position control,
The controller is
In the period for driving the motor, the DC power supply unit is switched to the output state, and in the period for stopping the motor driving, the DC power supply unit is switched to the stopped state,
Estimating a required torque value, which is a torque value that needs to be generated in the motor to perform the position control, using the command rotation angle or the command current value;
A current torque value that is a current torque value generated by the motor is calculated using a current value detected by the current detection unit;
A robot system, wherein the driving of the plurality of motors is stopped when the current torque value of the motor corresponding to the predetermined brake is larger than the required torque value by a predetermined value or more.

The indicator lamp is provided in series with one of the plurality of brakes between the pair of DC power supply lines.
The control unit estimates the necessary torque value of one motor corresponding to the one brake to perform the position control, and calculates the current torque value generated by the motor. Item 2. The robot system according to Item 1.

The indicator lamp is provided in series with at least one of the pair of DC power supply lines,
The control unit estimates all the necessary torque values of the plurality of motors to perform the position control, and calculates all the current torque values generated by the plurality of motors. Robot system.

4. The robot system according to claim 2, wherein when a plurality of the indicator lamps are provided, the plurality of indicator lamps are connected in series.