JP2016043418A - Connection failure detection system and connection failure detection method of connection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットアームに取り付けられる接続装置のコンタクト間における接続不良検知システム及び接続不良検知方法に関する。 The present invention relates to a connection failure detection system and a connection failure detection method between contacts of a connection device attached to a robot arm.
特許文献1には、ロボットアームに取り付けられる第1ユニットと、工具が取り付け可能であり、第1ユニットに着脱可能な第2ユニットとを有する自動工具交換装置(接続装置)について記載されている。自動工具交換装置の第1及び第2ユニットには、両ユニットが連結されているときに互いに電気的に接続可能な複数対のコンタクトが設けられており、ロボット側と工具側との信号伝達が可能に構成されている。
上記特許文献1には、コンタクト同士の接続形態について詳細に記載されていないが、対となるコンタクト同士を良好に接続するために、例えば、対となるコンタクト同士が互いに近づくように、一方のコンタクトを他方のコンタクトに向けて付勢することがある。このような自動工具交換装置において、例えば、ロボットアームの速度変化が大きいと、第2ユニット(工具側)が第1ユニット(ロボット側)から離れるように移動し、対となるコンタクト同士の瞬間的な接続不良(瞬時断線)が生じる。このような瞬間的な接続不良が比較的多く生じる場合、第1ユニットと第2ユニットとの間で信号伝達不良が生じ、工具の制御不良などが生じる。このような不具合は、自動工具交換装置に限らず、例えば、ロボットアームに接続された第1ユニットと当該第1ユニットと相対移動可能に連結された第2ユニットを有するスリップリングなどの接続装置であっても、上述と同様に、第1ユニットのコンタクトと第2ユニットとのコンタクトとの間で信号伝達不良が生じることがある。このため、コンタクト間の瞬時断線を検知する必要があり、このコンタクト間の瞬時断線を検知する方法としては、例えば、一定電流を流してコンタクト間に生じる電圧変化から抵抗値を導出し、当該抵抗値の変動を検知することで接続不良を検知する抵抗測定方式などがある。
Although the above-mentioned
しかしながら、この抵抗測定方式においては、ノイズ電圧とコンタクトの抵抗値(抵抗変動電圧)とがどちらもアナログ量であるため、これらを区別することが非常に困難となる。この結果、測定した値をそのまま抵抗値として扱うことができない。仮に抵抗値として扱っても、その抵抗値はノイズ電圧を含んでいるため、接続不良を発生させるものであるか否かを精度良く判定することができない。つまり、接続不良が生じていないにもかかわらず、ノイズ電圧の影響で接続不良が生じていると検知したり、接続不良が生じているのに、ノイズ電圧の影響で接続不良が生じていないと検知したりする可能性が非常に大きい。したがって、コンタクト間の接続不良を検知する精度が非常に悪くなるという問題が生じる。 However, in this resistance measurement method, since the noise voltage and the contact resistance value (resistance variation voltage) are both analog quantities, it is very difficult to distinguish them. As a result, the measured value cannot be directly used as the resistance value. Even if it is treated as a resistance value, since the resistance value includes a noise voltage, it cannot be accurately determined whether or not a connection failure occurs. In other words, even if there is no connection failure, it is detected that a connection failure has occurred due to the influence of the noise voltage, or a connection failure has occurred, but there is no connection failure due to the noise voltage. The possibility to detect is very large. Therefore, there arises a problem that the accuracy of detecting a connection failure between the contacts becomes very poor.
そこで、本発明の目的は、第1及び第2コンタクト間の接続不良を精度良く検知することが可能な接続装置の接続不良検知システム及び接続不良検知方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a connection failure detection system and a connection failure detection method for a connection device that can accurately detect a connection failure between first and second contacts.
本発明の接続装置の接続不良検知システムは、第1コンタクトを有し、ロボットアームに接続される第1ユニットと、前記第1ユニットと連結されているときに前記第1コンタクトと電気的に接続可能な第2コンタクトを有する第2ユニットとを含む接続装置のコンタクト間における接続不良を検知するための接続不良検知システムにおいて、前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの一方のコンタクトと電気的に接続される第1信号線と、前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの他方のコンタクトと電気的に接続される第2信号線と、前記第1信号線に電圧パルス信号を連続的に供給する送信器と、前記第2信号線に接続された終端抵抗と、前記第1信号線及び前記第2信号線の少なくとも一方に接続され、当該接続された信号線に連続的に供給された前記電圧パルス信号を検出する電圧検出部とを備えている。 The connection failure detection system for a connection device according to the present invention has a first contact, and is electrically connected to the first contact when the first unit is connected to the robot arm, and the first unit is connected to the first unit. In a connection failure detection system for detecting a connection failure between contacts of a connection device including a second unit having a possible second contact, one of the first contact and the second contact is electrically connected A first signal line connected to the second signal line; a second signal line electrically connected to the other one of the first contact and the second contact; and a voltage pulse signal continuously applied to the first signal line Connected to at least one of the first signal line and the second signal line, a transmitter connected to the second signal line, and a terminal resistor connected to the second signal line. And a voltage detector for detecting the voltage pulse signal is continuously supplied to the signal line.
これによると、送信器から連続的な電圧パルス信号を供給しロボットアームを動作させているときに、第1及び第2コンタクト間において瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部が検出する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部が検出した検出値に基づいて、当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。 According to this, when a continuous voltage pulse signal is supplied from the transmitter and the robot arm is operated, an instantaneous connection failure (ie, instantaneous disconnection) occurs between the first and second contacts. The voltage detector detects a large change in the pulse signal. Even if noise has entered the voltage pulse signal, the pulse waveform by the voltage pulse signal and the noise waveform by the noise are greatly different from each other, so that the first and second are based on the detection value detected by the voltage detection unit. It is possible to accurately detect an instantaneous connection failure between contacts.
本発明において、前記第1ユニットは、前記第1コンタクトを複数有しており、前記第2ユニットは、前記第2コンタクトを複数有しており、複数の前記第1信号線が、前記一方のコンタクトとそれぞれ電気的に接続され、複数の前記第2信号線が、前記他方のコンタクトとそれぞれ電気的に接続され、前記送信器が、前記複数の第1信号線のうちの組となる2つの前記第1信号線のそれぞれに位相が反転した2つの電圧パルス信号を連続的に供給し、前記終端抵抗が、前記組となる2つの第1信号線に接続された2つの前記一方のコンタクトに対応する2つの前記他方のコンタクトに接続された、組となる2つの前記第2信号線に接続され、前記電圧検出部が、前記組となる2つの第1信号線及び前記組となる2つの第2信号線の少なくとも一方に接続され、当該接続された2つの信号線に連続的に供給された前記2つの電圧パルス信号の差分を検出することが好ましい。これにより、電圧検出部は、送信器から連続的に供給された位相が反転した2つの電圧パルス信号の差分を検出するため、供給された各電圧パルス信号にノイズが侵入していてもノイズ同士が互いに打ち消されて小さくなり、ノイズの影響が小さいより信頼性の高い検出値を検出することが可能となる。 In the present invention, the first unit includes a plurality of the first contacts, the second unit includes a plurality of the second contacts, and a plurality of the first signal lines are connected to the one of the first contacts. Each of the second signal lines is electrically connected to a contact, the plurality of second signal lines are each electrically connected to the other contact, and the transmitter is a pair of the plurality of first signal lines. Two voltage pulse signals whose phases are inverted are continuously supplied to each of the first signal lines, and the termination resistor is connected to the two one contacts connected to the two first signal lines forming the set. Connected to the corresponding two other contacts, connected to the two second signal lines forming a set, and the voltage detection unit includes the two first signal lines forming the set and the two forming the sets At least the second signal line On the other hand, is connected, it is preferable to detect a difference between the two connected signal line continuously supplied said two voltage pulse signals. As a result, the voltage detection unit detects the difference between two voltage pulse signals that are continuously supplied from the transmitter and whose phases are inverted. Therefore, even if noise enters the supplied voltage pulse signals, Cancel each other and become smaller, and it becomes possible to detect a detection value with higher reliability that is less affected by noise.
また、本発明において、前記送信器、前記終端抵抗、及び、前記電圧検出部のそれぞれと接続された第3信号線をさらに備えている。そして、前記送信器が、前記第1信号線に供給する前記電圧パルス信号と位相が反転した電圧パルス信号を前記第3信号線に連続的に供給し、前記電圧検出部は、前記接続された信号線及び前記第3信号線に連続的に供給された2つの前記電圧パルス信号の差分を検出することが好ましい。これにより、電圧検出部は、送信器から連続的に供給された位相が反転した2つの電圧パルス信号の差分を検出するため、供給された各電圧パルス信号にノイズが侵入していてもノイズ同士が互いに打ち消されて小さくなり、ノイズの影響が小さいより信頼性の高い検出値を検出することが可能となる。 The present invention further includes a third signal line connected to each of the transmitter, the termination resistor, and the voltage detection unit. The transmitter continuously supplies a voltage pulse signal whose phase is inverted to that of the voltage pulse signal supplied to the first signal line to the third signal line, and the voltage detector is connected to the first signal line. It is preferable to detect a difference between the two voltage pulse signals continuously supplied to the signal line and the third signal line. As a result, the voltage detection unit detects the difference between two voltage pulse signals that are continuously supplied from the transmitter and whose phases are inverted. Therefore, even if noise enters the supplied voltage pulse signals, Cancel each other and become smaller, and it becomes possible to detect a detection value with higher reliability that is less affected by noise.
また、本発明において、前記電圧検出部は、前記組となる2つの前記第1信号線、及び、前記組となる2つの前記第2信号線のそれぞれにおいて、供給された前記2つの電圧パルス信号の差分を検出する2つの電圧計を有することが好ましい。これにより、電圧検出部は、2組の第1及び第2コンタクトにおいて、第1信号線側における検出値と、第2信号線側における検出値との両方を検出することが可能となる。このため、各組における第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知しやすくなる。 In the present invention, the voltage detection unit may supply the two voltage pulse signals supplied to each of the two first signal lines forming the set and the two second signal lines forming the set. It is preferable to have two voltmeters that detect the difference between the two. Accordingly, the voltage detection unit can detect both the detection value on the first signal line side and the detection value on the second signal line side in the two sets of first and second contacts. For this reason, it becomes easy to accurately detect an instantaneous connection failure between the first and second contacts in each group.
また、本発明において、前記電圧検出部は、前記第1信号線及び前記第3信号線と、前記第2信号線及び前記第3信号線とのそれぞれにおいて、供給された2つの前記電圧パルス信号の差分を検出する2つの電圧計を有することが好ましい。これにより、電圧検出部は、第1信号線側における検出値と、第2信号線側における検出値との両方を検出することが可能となる。このため、第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知しやすくなる。 In the present invention, the voltage detection unit may supply the two voltage pulse signals supplied to each of the first signal line, the third signal line, and the second signal line and the third signal line. It is preferable to have two voltmeters that detect the difference between the two. As a result, the voltage detection unit can detect both the detection value on the first signal line side and the detection value on the second signal line side. For this reason, it becomes easy to detect an instantaneous connection failure between the first and second contacts with high accuracy.
また、本発明において、前記第1コンタクト及び第2コンタクト間の接続不良を示す閾値を記憶する記憶部と、前記電圧検出部が検出した検出値と前記閾値とを比較して接続不良が生じているか否かを判定する判定部とをさらに備えていることが好ましい。これにより、判定部で検出値と閾値とを比較することで、当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良が生じているか否かをより精度良く判定することができる。 In the present invention, a storage unit that stores a threshold value indicating a connection failure between the first contact and the second contact, and a detection value detected by the voltage detection unit and the threshold value are compared to cause a connection failure. It is preferable to further include a determination unit that determines whether or not there is. As a result, by comparing the detection value with the threshold value in the determination unit, it is possible to determine with higher accuracy whether or not there is an instantaneous connection failure between the first and second contacts.
また、本発明において、前記判定部は、前記接続不良の発生回数が所定時間内に所定回数に達したときに、接続エラーが生じていると判定することが好ましい。これにより、第1及び第2コンタクト間に接続エラーが生じているか否かをより一層精度良く判定することができる。 In the present invention, it is preferable that the determination unit determines that a connection error has occurred when the number of occurrences of the connection failure reaches a predetermined number within a predetermined time. Thereby, it can be determined with higher accuracy whether or not a connection error has occurred between the first and second contacts.
また、本発明において、前記電圧検出部が検出した検出値に基づく電圧パルス波形を表示する表示器をさらに備えていることが好ましい。これにより、作業者が第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良をより精度良く検知しやすくなる。 Moreover, in this invention, it is preferable to further provide the indicator which displays the voltage pulse waveform based on the detected value which the said voltage detection part detected. This makes it easier for the operator to detect an instantaneous connection failure between the first and second contacts with higher accuracy.
また、本発明の接続装置の接続不良検知方法は、第1コンタクトを有し、ロボットアームに接続される第1ユニットと、前記第1ユニットと連結されているときに前記第1コンタクトと電気的に接続可能な第2コンタクトを有する第2ユニットとを含む接続装置のコンタクト間における接続不良を検知するための接続不良検知方法において、第1信号線と、第2信号線と、前記第1信号線に接続された送信器と、前記第2信号線に接続された終端抵抗と、前記第1信号線及び前記第2信号線の少なくとも一方に接続された電圧検出部とを備えた接続不良検知システムの前記第1信号線を前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの一方のコンタクトと電気的に接続し、且つ、前記第2信号線を前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの他方のコンタクトであって前記一方のコンタクトに対応する前記他方のコンタクトと電気的に接続する準備工程と、前記送信器から電圧パルス信号を連続的に供給し、前記ロボットアームを動作させる動作工程と、前記電圧検出部に接続された信号線に連続的に供給された前記電圧パルス信号を前記電圧検出部が検出する検出工程とを備えている。 Further, the connection failure detection method of the connection device according to the present invention includes a first contact, a first unit connected to a robot arm, and an electrical connection between the first contact and the first unit when connected to the first unit. In a connection failure detection method for detecting a connection failure between contacts of a connection device including a second unit having a second contact connectable to a first signal line, a first signal line, and the first signal Connection failure detection comprising: a transmitter connected to a line; a termination resistor connected to the second signal line; and a voltage detection unit connected to at least one of the first signal line and the second signal line Electrically connecting the first signal line of the system to one of the first contact and the second contact; and connecting the second signal line to the first contact and the second contactor. A preparatory step of electrically connecting to the other contact corresponding to the one contact, and continuously supplying a voltage pulse signal from the transmitter to operate the robot arm. And a detection step in which the voltage detection unit detects the voltage pulse signal continuously supplied to a signal line connected to the voltage detection unit.
これによると、動作工程で送信器から連続的に電圧パルス信号を供給し、ロボットアームを動作させる。そして、検出工程で、電圧検出部が供給された電圧パルス信号を検出する。このとき、第1及び第2コンタクト間において瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部が検出する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部が検出した検出値に基づいて、当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。 According to this, a voltage pulse signal is continuously supplied from the transmitter in the operation process, and the robot arm is operated. In the detection step, the voltage pulse signal supplied from the voltage detection unit is detected. At this time, when an instantaneous connection failure (that is, instantaneous disconnection) occurs between the first and second contacts, the voltage detector detects a large change in the voltage pulse signal. Even if noise has entered the voltage pulse signal, the pulse waveform by the voltage pulse signal and the noise waveform by the noise are greatly different from each other, so that the first and second are based on the detection value detected by the voltage detection unit. It is possible to accurately detect an instantaneous connection failure between contacts.
また、本発明において、前記電圧検出部が検出した検出値と、前記第1コンタクト及び第2コンタクト間の接続不良を示す閾値とを比較して接続不良が生じているか否かを判定する判定工程をさらに備えていることが好ましい。これにより、判定工程で検出値と閾値とを比較することで、当該第1及び第2コンタクト間に瞬間的な接続不良が生じているか否かをより精度良く判定することができる。 In the present invention, the determination step of determining whether or not a connection failure has occurred by comparing a detection value detected by the voltage detection unit with a threshold value indicating a connection failure between the first contact and the second contact. Is preferably further provided. Thereby, it is possible to more accurately determine whether or not an instantaneous connection failure has occurred between the first and second contacts by comparing the detection value and the threshold value in the determination step.
また、本発明において、前記判定工程において、前記接続不良の発生回数が所定時間内に所定回数に達したときに、接続エラーが生じていると判定することが好ましい。これにより、第1及び第2コンタクト間に接続エラーが生じているか否かをより一層精度良く判定することができる。 In the present invention, in the determination step, it is preferable to determine that a connection error has occurred when the number of occurrences of the connection failure reaches a predetermined number within a predetermined time. Thereby, it can be determined with higher accuracy whether or not a connection error has occurred between the first and second contacts.
本発明の接続装置の接続不良検知システムによると、送信器から連続的な電圧パルス信号を供給しロボットアームを動作させているときに、第1及び第2コンタクト間において瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部が検出する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部が検出した検出値に基づいて、当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。
また、本発明の接続装置の接続不良検知方法によると、動作工程で送信器から連続的に電圧パルス信号を供給し、ロボットアームを動作させる。そして、検出工程で、電圧検出部が供給された電圧パルス信号を検出する。このとき、第1及び第2コンタクト間において瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部が検出する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部が検出した検出値に基づいて、当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。
According to the connection failure detection system of the connection device of the present invention, when the robot arm is operated by supplying a continuous voltage pulse signal from the transmitter, an instantaneous connection failure between the first and second contacts (ie, When the instantaneous disconnection occurs, the voltage detector detects a large change in the voltage pulse signal. Even if noise has entered the voltage pulse signal, the pulse waveform by the voltage pulse signal and the noise waveform by the noise are greatly different from each other, so that the first and second are based on the detection value detected by the voltage detection unit. It is possible to accurately detect an instantaneous connection failure between contacts.
Further, according to the connection failure detection method of the connection device of the present invention, a voltage pulse signal is continuously supplied from the transmitter in the operation process to operate the robot arm. In the detection step, the voltage pulse signal supplied from the voltage detection unit is detected. At this time, when an instantaneous connection failure (that is, instantaneous disconnection) occurs between the first and second contacts, the voltage detector detects a large change in the voltage pulse signal. Even if noise has entered the voltage pulse signal, the pulse waveform by the voltage pulse signal and the noise waveform by the noise are greatly different from each other, so that the first and second are based on the detection value detected by the voltage detection unit. It is possible to accurately detect an instantaneous connection failure between contacts.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の第1実施形態に係る接続不良検知システム100は、図1に示すように、例えば、産業用ロボット1に採用される。先ずは、ロボット1の概略構成について説明する。ロボット1は、ロボットアーム2、制御装置4及び外部配線8で構成されている。なお、産業用ロボット1は、液体、気体及び固体などをロボットアーム2に供給する供給装置を含んでいてもよい。
The connection
制御装置4は、作業者の入力に従ってロボットアーム2を動作させるとともに、所定のプログラムに従ってロボットアーム2を自動的に動作させる。本実施形態における制御装置4は、ロボットアーム2を動作させるための電源装置を内蔵しているが、電源装置が、制御装置4と分離されたものであってもよい。外部配線8は、制御装置4からロボットアーム2まで駆動電力及び制御信号を伝送する複数の配線で構成されている。
The
ロボットアーム2は、本体部9と、工具部3と、これら本体部9及び工具部3と接続する接続装置としての自動工具交換装置5とから構成されている。本体部9は、多自由度の動作を実現する複数の関節を有し、所定範囲内で姿勢変更することにより、工具部3を移動及び動作させる。本体部9には、外部配線8から供給された駆動電力及び制御信号を伝送するための内部配線が配設されている。なお、本体部9には、内部配線に代えて、本体部9の外側に外部配線を配設してもよい。
The
工具部3は、本体部9の先端に自動工具交換装置5を介して着脱可能に接続されており、加工対象物に対して各種加工を施す。本実施形態の工具部3は、例えば、スポット溶接を実現するものである。工具部3に設けられた溶接ガン及びエンコーダの動作に必要な駆動電力及び制御信号は、本体部9から供給される。なお、別の工具部3を本体部9に取り付けることにより、溶接、切断、把持、屈曲、組立、搬送、塗装、検査、研磨又は洗浄などの加工を実現することができる。ロボットアーム2は、当該加工のいくつかを選択的に実行できるものであってもよいし、別の加工を実行できるものであってもよい。
The
自動工具交換装置5は、本体部9と工具部3を着脱可能に接続し、自動で工具部3を交換可能に構成されている。自動工具交換装置5は、本体部9に対して工具部3を固定又は相対的に回転可能に接続してもよい。自動工具交換装置5は、本体部9と工具部3の間で駆動電力及び制御信号を伝送する。なお、自動工具交換装置5は、本体部9と工具部3の間で、気体、液体及び固体などを搬送可能な構成をもつものであってもよい。
The
また、自動工具交換装置5は、第1ユニット6と、第2ユニット7とを有している。第1ユニット6は、ボルトによって本体部9に接続されている。第2ユニット7は、ボルトによって工具部3に接続されている。これら第1及び第2ユニット6,7は、互いを強固に連結する連結機構(図示しない)を有し、第2ユニット7が第1ユニット6に対して着脱可能に構成されている。連結機構としては、例えば、エアによって係合部材を動作させることで、両ユニット6,7同士の着脱を実現する。
The
第1ユニット6の上面6aには、図2(a)に示すように、制御信号を伝送するためのコネクタ11aと、駆動電力を伝送するためのコネクタ12aとが設けられている。第2ユニット7の上面7aには、図2(b)に示すように、コネクタ11aと嵌合可能なコネクタ11bと、コネクタ12aと嵌合可能なコネクタ12bとが設けられている。そして、第2ユニット7を第1ユニット6に連結するとき、第2ユニット7の図2中上面7aと第1ユニット6の図2中上面6aとが対向し、コネクタ11a,11b同士が嵌合し、コネクタ12a,12b同士が嵌合する。コネクタ11aは、図2(a)及び図3に示すように、上下方向に延在する複数の第1コンタクト11a1を有する。コネクタ11bは、図2(b)及び図3に示すように、上下方向に延在し且つ上下方向に伸縮可能なスプリングピンからなる複数の第2コンタクト11b1を有する。なお、コネクタ12aはコネクタ11aと同様な複数の第1コンタクト12a1を有し、コネクタ12bはコネクタ11bと同様な複数の第2コンタクト12b1を有する。このため、両ユニット6,7が連結されることで、第2コンタクト11b1,12b1が対応する第1コンタクト11a1,12a1を押圧し、コンタクト11a1,11b1同士及びコンタクト12a1,12b1同士が突き合わせ接触して電気的に接続され、駆動電力及び制御信号の伝送が可能となる。また、各第1コンタクト11a1,12a1は、本体部9の内部配線と電気的に接続されており、各第2コンタクト11b1,12b1は、工具部3の内部配線と電気的に接続されている。なお、駆動電力及び制御信号を伝送するコンタクトの構造は、本実施形態で示した構造に限られず、両ユニット6,7を連結したときに、両コンタクト同士が単に接触する構成であってもよい。つまり、第2コンタクト11b1,12b1がスプリングピンから構成されていなくてもよい。
As shown in FIG. 2A, the
このようなロボット1の構成において、制御装置4から供給された駆動電力は、外部配線8を通じてロボットアーム2に供給される。外部配線8からロボットアーム2に供給された駆動電力は、本体部9内の内部配線、自動工具交換装置5の第1ユニット6及び第2ユニット7を順に通って工具部3に供給される。そして、ロボットアーム2(本体部9、自動工具交換装置5及び工具部3)が、制御装置4からの制御信号に基づいて動作し、加工対象物に対する各種加工が実行される。なお、ロボットアーム2の制御としては、工具部3などのエンコーダからのフィードバック信号に基づくフィードバック制御が行われる。
In such a configuration of the
続いて、接続不良検知システム100について、以下に説明する。接続不良検知システム100(以下、検知システム100という。)は、上述のロボット1の自動工具交換装置5の両コンタクト11a1,11b1間の接続不良を検知するためのシステムである。この検知システム100は、図1に示すように、自動工具交換装置5に接続される2本のケーブル31,32と、送信器40と、電圧検出部45と、検知装置50とを有する。
Next, the connection
ケーブル31は、図3に示すように、第1ユニット6の2つの第1コンタクト11a1と接続された2つの第1信号線31aを有する。ケーブル32は、2つの第2信号線32aを有する。これら2つの第2信号線32aは、第1信号線31aがそれぞれ接続された2つの第1コンタクト11a1に対応する2つの第2コンタクト11b1と接続されている。これら2つの第2信号線32aの第2コンタクト11b1とは反対側の端部(終端)には、終端抵抗44が接続されている。この終端抵抗44は、後述の電圧パルス信号を第2信号線32aの終端で吸収する(すなわち、反射させない)ために設けられている。
As shown in FIG. 3, the
送信器40は、図3に示すように、差動ドライバ41と、クロック発生器42とを有し、2つの第1信号線31aと電気的に接続されている。送信器40は、差動ドライバ41とクロック発生器42とが協働して、組となる2つの第1信号線31aのそれぞれに位相が反転した2つの電圧パルス信号を連続的に供給する。なお、本実施形態においては、第1信号線31aが2つであるが、3つ以上であってもよい。この場合、複数の第1信号線31aのうちの組となる2つの第1信号線31aに上述の2つの電圧パルス信号を供給すればよい。
As shown in FIG. 3, the
電圧検出部45は、2つの電圧計46,47を有する。電圧計46は、組となる2つの第1信号線31aに配線46aを介して接続され、検知装置50と配線46bを介して接続されている。また、電圧計46は、第1信号線31aのそれぞれに供給された2つの電圧パルス信号の差分を検出する。電圧計47は、組となる2つの第2信号線32aに配線47aを介して接続され、検知装置50と配線47bを介して接続されている。また、電圧計47は、第2信号線32aのそれぞれに供給された2つの電圧パルス信号の差分を検出する。第2信号線32aに供給された電圧パルス信号とは、送信器40から第1信号線31aに供給された電圧パルス信号であって、両コンタクト11a1,11b1同士が電気的に接続されている場合、第1信号線31a及び両コンタクト11a1,11b1を介して第2信号線32aに供給される信号である。
The
検知装置50は、図1に示すように、表示モニタ51と、制御部52とを有する。制御部52は、CPU(Central Processing Unit)、CPUが実行するプログラム及びこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶するROM(Read Only Memory)、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)などを含み、これらが協働して、制御部52の各機能部が構築されている。制御部52は、記憶部53、及び、判定部54を有する。
As illustrated in FIG. 1, the
記憶部53は、第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1との間において、瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)を示す際の閾値を記憶している。判定部54は、電圧検出部45が検出した検出値と閾値とを比較して、瞬時断線が生じているか否かを判定する。また、判定部54は、瞬時断線の発生回数が所定時間内に所定回数に達したか否かを判定する。ここでいう所定回数は、第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1との間において、所定時間内に繰り返し瞬時断線が生じ、このままの状態では実質的に使用困難な状態を示す接続エラーと判定するための回数である。なお、このときの所定回数も記憶部53に記憶されている。そして、判定部54が、所定時間内に生じた瞬時断線の発生回数と、記憶部53に記憶された所定回数とを比較して判定する。
The
表示モニタ(表示器)51は、電圧検出部45が検出した検出値に基づいて、電圧パルス波形を表示する。
The display monitor (display device) 51 displays a voltage pulse waveform based on the detection value detected by the
次に、検知システム100で第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1間の接続不良検知を行うときの接続不良検知方法について、図3〜図6を参照しつつ以下に説明する。
Next, a connection failure detection method for detecting a connection failure between the first contact 11a1 and the second contact 11b1 in the
図4に示すように、先ずは、ステップS1において、準備工程を実行する。準備工程においては、図3に示すように、上述の検知システム100の2つの第1信号線31a1,31a2を2つの第1コンタクト11a1に電気的に接続し、2つの第2信号線32a1,32a2を第1信号線31a1,31a2がそれぞれ接続された2つの第1コンタクト11a1に対応する2つの第2コンタクト11b1に電気的に接続する。なお、2つの第1信号線31aを2つの第2コンタクト11b1に電気的に接続し、2つの第2信号線32aを2つの第1コンタクト11a1に電気的に接続してもよい。
As shown in FIG. 4, first, in step S1, a preparation process is executed. In the preparation step, as shown in FIG. 3, the two first signal lines 31a1 and 31a2 of the
次に、ステップS2において、動作工程を実行する。動作工程においては、作業者が送信器40を操作し、当該送信器40から2つの第1信号線31a1,31a2に連続的な電圧パルス信号の供給を開始する。一方の第1信号線31a1に供給される電圧パルス信号は、図5(a)に示すような上に向かって凸となる電圧パルス波形W1に基づいて生成される。本実施形態においては、上電位に5Vが印加され下電位に1Vが印加された電圧パルス信号が供給されるが、特に限定するものでない。他方の第1信号線31a2に供給される電圧パルス信号は、一方の第1信号線31a1に供給された電圧パルス信号の位相が反転された信号であって、図5(b)に示すような下に向かって凸となる電圧パルス波形W2に基づいて生成される。本実施形態においては、上電位に5Vが印加され下電位に1Vが印加された電圧パルス信号が供給されるが、特に限定するものではない。なお、図5(a)及び図5(b)においては、単位パルス波形を例示しているが、当該単位パルス波形に基づいて生成された電圧パルス信号が所定周波数で連続的に供給される。この後、作業者の入力に従って制御装置4が、ロボットアーム2の姿勢を種々変化させるように動作させる。なお、第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1とが接続されている場合は、第2信号線32a1は第1信号線31a1に供給された電圧パルス信号が供給され、第2信号線32a2は第1信号線31a2に供給された電圧パルス信号が供給される。
Next, an operation process is performed in step S2. In the operation process, the operator operates the
次に、ステップS3においては、動作工程の実行中に検出工程を実行する。これにより、ロボットアーム2の動作中に生じる第1及び第2コンタクト11a1,11b1間の瞬時断線を検知することが可能となる。検出工程においては、2つの第1信号線31a1,31a2に供給された2つの電圧パルス信号の差分を電圧計46が検出し、2つの第2信号線32a1,32a2に供給された2つの電圧パルス信号の差分を電圧計47が検出する。このとき、表示モニタ51が、各電圧計46,47が検出した検出値に基づいて、それぞれの電圧パルス波形を表示する。各電圧計46,47が検出した検出値に基づく電圧パルス波形は、図5(c)に示すように、図5(a)及び図5(b)に示す電圧パルス波形を合成した合成電圧パルス波形W3となり、上電位が4Vを示し、下電位が−4Vを示す。仮に、図5(a)及び図5(b)に示すように、2つの電圧パルス信号にノイズNがのっていても、各電圧計46,47で差分することで、ノイズが互いに打ち消されて小さくなる。このため、各電圧計46,47が検出した検出値に基づく電圧パルス波形(すなわち、合成電圧パルス波形)W3は、図5(c)に示すようにノイズの影響をほとんど受けない。したがって、ノイズの影響をほとんど受けていない電圧パルス波形W3を表示モニタ51で表示することができる。
Next, in step S3, the detection process is executed during the operation process. This makes it possible to detect an instantaneous disconnection between the first and second contacts 11a1 and 11b1 that occurs during the operation of the
第1コンタクト11a1及び第2コンタクト11b1に接続不良、すなわち瞬時断線が生じていない場合、図5(c)に示す電圧パルス波形W3が表示モニタ51に連続的に表示される。このため、作業者は第1及び第2コンタクト11a1,11b1間に瞬時断線が生じていないと認識することができる。
When connection failure, that is, instantaneous disconnection does not occur in the first contact 11a1 and the second contact 11b1, the voltage pulse waveform W3 shown in FIG. 5C is continuously displayed on the
第1信号線31a1と接続される第1コンタクト11a1とこれに接続される第2コンタクト11b1との間において瞬時断線が生じた場合、供給された電圧パルス信号が第1コンタクト11a1から反射して戻ってくる。このため、第1信号線31a1において、反射して戻ってきた電圧パルス信号と送信器40からの電圧パルス信号とがある場所で重なって合成される。この場合、当該合成電圧パルス信号の波形が、図6(a)に示すように、略2倍に増幅された電圧パルス波形W4となる。一方、第2信号線32a1に供給される電圧パルス信号は当該信号の供給が遮断される。
When an instantaneous disconnection occurs between the first contact 11a1 connected to the first signal line 31a1 and the second contact 11b1 connected thereto, the supplied voltage pulse signal is reflected from the first contact 11a1 and returned. Come. Therefore, in the first signal line 31a1, the voltage pulse signal reflected and returned and the voltage pulse signal from the
また、第1信号線31a2と接続される第1コンタクト11a1とこれに接続される第2コンタクト11b1との間において瞬時断線が生じた場合、これにおいても供給された電圧パルス信号が第1コンタクト11a1から反射して戻ってくる。このため、第1信号線31a2における電圧パルス信号の波形もある場所では、図6(b)に示すように、略2倍に増幅された電圧パルス波形W5となる。一方、第2信号線32a2に供給される電圧パルス信号は当該信号の供給が遮断される。 Further, when an instantaneous disconnection occurs between the first contact 11a1 connected to the first signal line 31a2 and the second contact 11b1 connected to the first contact 11a1, the supplied voltage pulse signal is also supplied to the first contact 11a1. Reflected back from. For this reason, in a place where the waveform of the voltage pulse signal in the first signal line 31a2 is also present, as shown in FIG. 6B, a voltage pulse waveform W5 amplified approximately twice is obtained. On the other hand, the voltage pulse signal supplied to the second signal line 32a2 is cut off.
第1信号線31a1と接続される第1コンタクト11a1とこれに接続される第2コンタクト11b1とにおいてのみ、瞬時断線が生じた場合、電圧計46の検出値に基づく電圧パルス波形が、図6(c)に示すような合成電圧パルス波形W6となり、上電位が9Vを示し、下電位が−3Vを示す。つまり、図5(b)に示す電圧パルス波形W2と、図6(a)に示す電圧パルス波形W4とが合成された波形となる。このとき、電圧計47の検出値に基づく電圧パルス波形は、図5(b)に示す電圧パルス波形W2となる。
When an instantaneous disconnection occurs only in the first contact 11a1 connected to the first signal line 31a1 and the second contact 11b1 connected thereto, the voltage pulse waveform based on the detection value of the
第1信号線31a2と接続される第1コンタクト11a1とこれに接続される第2コンタクト11b1とにおいてのみ、瞬時断線が生じた場合、電圧計46の検出値に基づく電圧パルス波形が、図6(d)に示すような合成電圧パルス波形W7となり、上電位が3Vを示し、下電位が−9Vを示す。つまり、図5(a)に示す電圧パルス波形W1と、図6(b)に示す電圧パルス波形W5とが合成された波形となる。このとき、電圧計47の検出値に基づく電圧パルス波形は、図5(a)に示す電圧パルス波形W1となる。
When an instantaneous disconnection occurs only in the first contact 11a1 connected to the first signal line 31a2 and the second contact 11b1 connected thereto, the voltage pulse waveform based on the detection value of the
2つの信号線31a1,31a2が接続される2つの第1コンタクト11a1が第2コンタクト11b1に対して両方とも瞬時断線が生じた場合、電圧計46の検出値に基づく電圧パルス波形が、図6(e)に示すような合成電圧パルス波形W8となり、上電位が8Vを示し、下電位が−8Vを示す。つまり、図6(a)に示す電圧パルス波形W4と、図6(b)に示す電圧パルス波形W5とが合成された波形となる。このとき、2つの信号線32a1,32a2には、電圧パルス信号が遮断されて供給されないので、電圧計47からの検出値に基づく電圧パルス波形はほぼ0Vを示す波形となる。
When the two first contacts 11a1 to which the two signal lines 31a1 and 31a2 are connected are both instantaneously disconnected from the second contact 11b1, the voltage pulse waveform based on the detected value of the
これにより、表示モニタ51には、電圧計46が検出した検出値に基づいて、4つの電圧パルス波形W3,W6,W7,W8のうちのいずれかの波形が表示される。また、表示モニタ51には、電圧計47が検出した検出値に基づいて、3つの電圧パルス波形W1,W2,W3及びほぼ0Vを示す電圧パルス波形のうちのいずれかの波形が表示される。このため、2つの第1コンタクト11a1と2つの第2コンタクト11b1との間において、どこに瞬時断線が生じているか否かを作業者が認識することが可能となる。
As a result, the display monitor 51 displays one of the four voltage pulse waveforms W3, W6, W7, and W8 based on the detection value detected by the
次に、ステップS4において、判定工程を実行する。判定工程では、判定部54が、各電圧計46,47が検出した検出値と閾値とを比較して、瞬時断線が生じているか否かを判定する。ここでいう閾値としては、電圧計46の検出値に対して4V〜8Vの範囲の上電位及び−4V〜−8Vの範囲の下電位を記憶している。この上電位の閾値により、電圧パルス波形W3,W7と、電圧パルス波形W6,W8との2組に区別することができ、下電位の閾値により、各組におけるいずれの電圧パルス波形であるかを区別することが可能となる。また、閾値としては、電圧計47の検出値に対して4V〜5Vの上電位及び0Vを除く4V〜−4Vの範囲の下電位を記憶している。この上電位の閾値により、電圧パルス波形W1,W2と、電圧パルス波形W3及び0Vを示す電圧パルス波形との2組に区別することができ、下電位の閾値により、電圧パルス波形W3と0Vを示す電圧パルス波形とのいずれかを区別することが可能となる。このように、各電圧計46,47が検出した検出値と閾値とを比較することで、瞬時断線が生じていない、及び、どのような瞬時断線が生じているのかを判定することができる。そして、制御部52は、判定部54の判定結果に基づいて、瞬時断線が生じている場合は当該瞬時断線が生じていることを知らせるメッセージを表示モニタ51に表示する。なお、瞬時断線が生じていることを作業者に報知する手段としてはこれに限らず、ブザーで知らせてもよいし、別の表示をしてもよい。これにより、作業者は瞬時断線が生じているか否かを精度良く認識することができる。また、判定部54によって自動的に瞬時断線が生じているか否かを判定することができるため、作業者が、瞬時断線が生じているか否かを判定するよりも精度良く判定することができる。
Next, a determination process is performed in step S4. In the determination step, the
また、判定部54は、判定工程において、動作工程を開始してから所定時間内に生じた瞬時断線の発生回数が記憶部53に記憶された所定回数に達したか否かを判定する。そして、制御部52は、判定部54の判定結果に基づいて、瞬時断線の発生回数が所定回数に達した場合は、接続エラーであることを知らせるメッセージを表示モニタ51に表示する。なお、接続エラーが生じていることを作業者に報知する手段としてはこれに限らず、ブザーで知らせてもよいし、別の表示をしてもよい。これにより、作業者は接続エラーが生じているか否かを精度良く認識することができる。また、判定部54によって自動的に接続エラーが生じているか否かを判定することができるため、作業者が、接続エラーが生じているか否かを判定するよりも精度良く判定することができる。
In the determination step, the
そして、上述の動作工程におけるロボットアーム2の一連の動作が終了すると、作業者が送信器40を操作し、送信器40から連続的に供給される電圧パルス信号の供給を停止する。こうして、第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1間の接続不良検知が終了する。このような接続不良検知を、別の第1及び第2コンタクト11a1,11b1間においても実施してもよい。つまり、準備工程において、2つの第1信号線31a1,31a2を別の2つの第1コンタクト11a1に接続し、2つの第2信号線32a1,32a2を当該第1信号線31a1,31a2がそれぞれ接続された2つの第1コンタクト11a1に対応する2つの第2コンタクト11b1に接続する。このような接続不良検知を繰り返すことで、すべての第1及び第2コンタクト11a1,11b1間及びすべての第1及び第2コンタクト12a1,12b1間の接続不良検知を実施することができる。
When a series of operations of the
以上に述べたように、本実施形態による接続不良検知システム100によると、送信器40から連続的な電圧パルス信号を供給しロボットアーム2を動作させているときに、第1及び第2コンタクト間において瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部が検出する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部45が検出した検出値に基づいて、システム100又は作業者が当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。
As described above, according to the connection
電圧検出部45は、送信器40から連続的に供給された位相が反転した2つの電圧パルス信号の差分を出力するため、供給された各電圧パルス信号にノイズが侵入していてもノイズ同士が互いに打ち消されて小さくなり、ノイズの影響が小さいより信頼性の高い検出値を検出することが可能となる。
The
判定部54が、電圧検出部45からの検出値と閾値とを比較して瞬時断線が生じているか否かを判定する。このため、第1コンタクト11a1及び第2コンタクト11b1間に瞬時断線が生じているか否かをより精度良く判定することができる。
The
また、判定部54が、電圧検出部45が検出した検出値と閾値とを比較して瞬時断線の発生回数が所定時間内に所定回数に達したときに、接続エラーが生じていると判定する。このため、第1コンタクト11a1及び第2コンタクト11b1間に接続エラーが生じているか否かをより一層精度良く判定することができる。
Further, the
電圧検出部45が2つの電圧計46,47を有していることで、電圧検出部45は、2組の第1及び第2コンタクト11a1,11b1において、第1信号線側における検出値と、第2信号線側における検出値との両方を出力することが可能となる。このため、各組における第1及び第2コンタクト11a1,11b1間の瞬時断線を精度良く検知しやすくなる。
Since the
電力出力部45が検出した検出値に基づく電圧パルス波形を表示する表示モニタ51が設けられている。これにより、作業者が第1及び第2コンタクト11a1,11b1間の瞬時断線をより精度良く検知しやすくなる。
A display monitor 51 that displays a voltage pulse waveform based on the detection value detected by the
本実施形態による自動工具交換装置の接続不良検知方法によると、動作工程で送信器40から連続的に位相が反転した2つの電圧パルス信号を供給し、ロボットアーム2を動作させる。そして、検出工程で、電圧検出部45が送信器40から連続的に供給された位相が反転した2つの電圧パルス信号の差分を検出する。このとき、第1及び第2コンタクト間において瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部45が検出する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部45が検出した検出値に基づいて、システム100又は作業者が当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。
According to the connection failure detection method of the automatic tool changer according to the present embodiment, two voltage pulse signals whose phases are continuously reversed are supplied from the
第1実施形態の検知システム100に代えて、例えば、工具部3のエンコーダと第2ユニット7の第2コンタクト11b1とを接続する2つの内部配線間に電圧計を設け、エンコーダから制御装置4に向けて送信される2つのフィードバック信号(電圧パルス信号)の差分を電圧計で検出し、上述の実施形態のように検出値に基づいて瞬時断線が生じているか否かを検知することも考えられる。しかしながら、フィードバック信号は、制御装置4から次の動作を制御するための制御信号を出力するまでの通信インターバル期間は送信されない。このため、瞬時断線を検知する期間が小さくなり、実際に瞬時断線が生じているか否かを精度良く検知することができない。この観点より、上述の実施形態においては、送信器40から連続的に電圧パルス信号を供給しているため、休止期間が存在せず、瞬時断線を検知期間中、常に検知することが可能となる。
Instead of the
変形例として、複数の第1コンタクト11a1のそれぞれに接続された複数の第1信号線31aを設け、組となる2つの第1信号線31a毎に電圧計(電圧検出部)を設けてもよい。この場合、送信器40から2つの第1信号線31a毎に位相が反転した2つの電圧パルス信号を連続的に供給する。この変形例においても、各電圧計が2つの電圧パルス信号の差分を検出するので、上述の実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、複数の第2コンタクト11b1、12b1や複数の第1コンタクト12a1についても、同様にすることで、すべての第1及び第2コンタクト11a1,11b1間及びすべての第1及び第2コンタクト12a1,12b1間の接続不良検知を実施することができる。
As a modification, a plurality of
続いて、本発明の第2実施形態に係る接続不良検知システム200について、図7を参照しつつ以下に説明する。本実施形態の検知システム200は、第1実施形態の検知システム100における第1信号線31a2及び第2信号線32a2に代えて第3信号線33aが設けられている。つまり、検知システム200は、図7に示すように、1つの第1信号線31aが1つの第1コンタクト11a1に接続され、1つの第2信号線32aが1つの第2コンタクト11b1に接続され、第3信号線33aが送信器40と終端抵抗44とを接続する。これ以外は、上述の第1実施形態とほぼ同様であるため、同じ構成のものについては同符号で示し説明を省略する。
Next, a connection
本実施形態における送信器40は、第1信号線31a及び第3信号線33aのそれぞれに位相が反転した2つの電圧パルス信号を連続的に供給する。具体的には、第3信号線33aには、第1実施形態における第1信号線31a2に供給されていた電圧パルス信号が供給される。
The
電圧計46は、第1信号線31a及び第3信号線33aに配線46aを介して接続され、第1信号線31a及び第3信号線33aのそれぞれに供給された2つの電圧パルス信号の差分を検出する。電圧計47は、第2信号線32a及び第3信号線33aに配線47aを介して接続され、第2信号線32a及び第3信号線33aのそれぞれに供給された2つの電圧パルス信号の差分を検出する。第2信号線32aに供給された電圧パルス信号とは、送信器40から第1信号線31aに供給された電圧パルス信号であって、両コンタクト11a1,11b1同士が電気的に接続されている場合、第1信号線31a及び両コンタクト11a1,11b1を介して第2信号線32aに供給される信号である。
The
次に、検知システム200で第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1間の接続不良検知を行うときの接続不良検知方法について、以下に説明する。
Next, a connection failure detection method used when the
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、準備工程、動作工程、検出工程、判定工程が順に実行される。準備工程においては、図7に示すように、上述の検知システム200の第1信号線31aを第1コンタクト11a1に電気的に接続し、第2信号線32aを第1信号線31aが接続された第1コンタクト11a1に対応する第2コンタクト11b1に電気的に接続する。なお、第3信号線33aは、予め、送信器40と終端抵抗44と接続されている。この実施形態においても、第1信号線31aを第2コンタクト11b1に電気的に接続し、第2信号線32aを第1コンタクト11a1に電気的に接続してもよい。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, a preparation process, an operation process, a detection process, and a determination process are executed in order. In the preparation step, as shown in FIG. 7, the
次に、動作工程においては、作業者が送信器40を操作し、当該送信器40から第1信号線31a及び第3信号線33aのそれぞれに連続的な電圧パルス信号の供給を開始する。第1信号線31aに供給される電圧パルス信号は、上述の電圧パルス波形W1に基づいて生成され、所定周波数で連続的に供給される。第3信号線33aに供給される電圧パルス信号は、第1信号線31aに供給された電圧パルス信号の位相が反転された信号であって、上述の電圧パルス波形W2に基づいて生成され、所定周波数で連続的に供給される。この後、作業者の入力に従って制御装置4が、ロボットアーム2の姿勢を種々変化させるように動作させる。なお、第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1とが接続されている場合は、第2信号線32aは第1信号線31aに供給された電圧パルス信号が供給される。
Next, in the operation process, the operator operates the
次に、動作工程の実行中に検出工程が実行される。これにより、ロボットアーム2の動作中に生じる第1及び第2コンタクト11a1,11b1間の瞬時断線を検知することが可能となる。検出工程においては、第1信号線31a及び第3信号線33aに供給された2つの電圧パルス信号の差分を電圧計46が検出し、第2信号線32a及び第3信号線33aに供給された2つの電圧パルス信号の差分を電圧計47が検出する。このとき、表示モニタ51が、各電圧計46,47が検出した検出値に基づいて、それぞれの電圧パルス波形を表示する。各電圧計46,47が検出した検出値に基づく電圧パルス波形は、上述の2つの電圧パルス波形W1,W2を合成した合成電圧パルス波形W3となる。本実施形態においても、図5(a)及び図5(b)に示すように、2つの電圧パルス信号にノイズNがのっていても、ノイズが互いに打ち消されて小さくなり、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。したがって、ノイズの影響をほとんど受けていない電圧パルス波形W3を表示モニタ51で表示することができる。
Next, the detection process is executed during the execution of the operation process. This makes it possible to detect an instantaneous disconnection between the first and second contacts 11a1 and 11b1 that occurs during the operation of the
第1信号線31aが接続された第1コンタクト11a1及び第2信号線32aが接続された第2コンタクト11b1に接続不良、すなわち瞬時断線が生じていない場合、図5(c)に示す電圧パルス波形W3が表示モニタ51に連続的に表示される。このため、作業者は第1及び第2コンタクト11a1,11b1間に瞬時断線が生じていないと認識することができる。
When the connection failure, that is, the instantaneous disconnection does not occur in the first contact 11a1 to which the
第1信号線31aが接続された第1コンタクト11a1と第2信号線32aが接続された第2コンタクト11b1との間において瞬時断線が生じた場合、上述の第1実施形態と同様に、供給された電圧パルス信号が第1コンタクト11a1から反射して戻ってくる。このため、第1信号線31aにおいて、反射して戻ってきた電圧パルス信号と送信器40からの電圧パルス信号とがある場所で重なって合成される。この場合、当該合成電圧パルス信号の波形が、上述の電圧パルス波形W4となる。一方、第2信号線32aに供給される電圧パルス信号は当該信号の供給が遮断される。なお、第3信号線33aには同じ電圧パルス信号が供給されたままとなる。これにより、電圧計46の検出値に基づく電圧パルス波形が、上述の合成電圧パルス波形W6となり、電圧計47の検出値に基づく電圧パルス波形が、上述の電圧パルス波形W2となる。
When an instantaneous disconnection occurs between the first contact 11a1 to which the
これにより、表示モニタ51には、電圧計46が検出した検出値に基づいて、2つの電圧パルス波形W3,W6のいずれかの波形が表示される。また、表示モニタ51には、電圧計47が検出した検出値に基づいて、2つの電圧パルス波形W2,W3のいずれかの波形が表示される。このため、第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1との瞬時断線が生じているか否かを作業者が認識することが可能となる。
Thereby, on the
次に、判定工程では、判定部54が、各電圧計46,47が検出した検出値と閾値とを比較して、瞬時断線か生じているか否かを判定する。ここでいう閾値としては、電圧計46の検出値に対して4V〜9Vの範囲の上電位又は−3V〜−4Vの範囲の下電位を記憶している。この上又は下電位により、電圧パルス波形W3,W6のいずれの電圧パルス波形であるかを区別することが可能となる。また、閾値としては、電圧計47の検出値に対して4V〜5Vの上電位又は1V〜−4Vの範囲の下電位を記憶している。この上又は下電位により、電圧パルス波形W2,W3のいずれの電圧パルス波形であるかを区別することが可能となる。このように、各電圧計46,47が検出した検出値と閾値とを比較することで、瞬時断線が生じているか否かを判定することができる。そして、制御部52は、判定部54の判定結果に基づいて、瞬時断線が生じている場合は第1実施形態と同様にメッセージを表示モニタ51に表示する。なお、瞬時断線が生じていることを作業者に報知する手段としてはこれに限らず、ブザーで知らせてもよいし、別の表示をしてもよい。これにより、作業者は瞬時断線が生じているか否かを精度良く認識することができる。また、判定部54によって自動的に瞬時断線が生じているか否かを判定することができるため、作業者が、瞬時断線が生じているか否かを判定するよりも精度良く判定することができる。
Next, in the determination step, the
また、判定部54は、判定工程において、動作工程を開始してから所定時間内に生じた瞬時断線の発生回数が記憶部53に記憶された所定回数に達したか否かを判定する。そして、制御部52は、判定部54の判定結果に基づいて、瞬時断線の発生回数が所定回数に達した場合は、接続エラーであることを知らせるメッセージを表示モニタ51に表示する。なお、接続エラーが生じていることを作業者に報知する手段としてはこれに限らず、ブザーで知らせてもよいし、別の表示をしてもよい。これにより、作業者は接続エラーが生じているか否かを精度良く認識することができる。また、判定部54によって自動的に接続エラーが生じているか否かを判定することができるため、作業者が、接続エラーが生じているか否かを判定するよりも精度良く判定することができる。
In the determination step, the
そして、上述の動作工程におけるロボットアーム2の一連の動作が終了すると、作業者が送信器40を操作し、送信器40から連続的に供給される電圧パルス信号の供給を停止する。こうして、第1コンタクト11a1と第2コンタクト11b1間の接続不良検知が終了する。このような接続不良検知を、別の第1及び第2コンタクト11a1,11b1間において実施してもよい。つまり、準備工程において、第1信号線31aを別の第1コンタクト11a1に接続し、第2信号線32aを当該第1信号線31aが接続された第1コンタクト11a1に対応する第2コンタクト11b1に接続する。このような接続不良検知を繰り返すことで、すべての第1及び第2コンタクト11a1,11b1間及びすべての第1及び第2コンタクト12a1,12b1間の接続不良検知を実施することができる。
When a series of operations of the
以上に述べたように、本実施形態による接続不良検知システム200によると、第1実施形態と同様に、送信器40から連続的な電圧パルス信号を供給しロボットアーム2を動作させているときに、第1及び第2コンタクト間において瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部が出力する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部45が検出した検出値に基づいて、システム200又は作業者が当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。また、第1実施形態と同様な構成については、同じ効果を得ることができる。さらに、本実施形態による自動工具交換装置の接続不良検知方法においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the connection
電圧検出部45は、送信器40から連続的に供給された位相が反転した2つの電圧パルス信号の差分を出力するため、供給された各電圧パルス信号にノイズが侵入していてもノイズ同士が互いに打ち消されて小さくなり、ノイズの影響が小さいより信頼性の高い検出値を検出することが可能となる。
The
また、電圧検出部45が2つの電圧計46,47を有していることで、電圧検出部45は、第1信号線31a側における検出値と、第2信号線32a側における検出値との両方を検出することが可能となる。このため、第1及び第2コンタクト11a1,11b1間の瞬時断線を精度良く検知しやすくなる。
In addition, since the
上述の第1及び第2実施形態における送信器40は、2つの信号線と接続されているが、第1コンタクト11a1及び第2コンタクト11b1のうちの一方のコンタクトと接続された1つの第1信号線と接続されていてもよい。この場合、第1信号線及び一方のコンタクトと対応する他方のコンタクトに接続された第2信号線の少なくとも一方と接続された電圧検出部が、送信器40から連続的に供給された電圧パルス信号を検出すればよい。これによると、送信器40から連続的な電圧パルス信号を供給しロボットアームを動作させているときに、第1及び第2コンタクト11a1,11b1間において瞬時断線が生じると、電圧パルス信号の大きな変化を電圧検出部が検出する。電圧パルス信号にノイズが侵入していても、電圧パルス信号によるパルス波形とノイズによるノイズ波形とはその形状が大きく異なるため、電圧検出部が検出した検出値に基づいて、第1及び第2実施形態と同様に、作業者などが当該第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良(すなわち、瞬時断線)を精度良く検知することが可能となる。
The
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の第1及び第2実施形態においては、接続装置として自動工具交換装置を採用していたが、自動工具交換装置に代えて、第1コンタクトを有し、ロボットアームに接続された第1ユニットと、第1コンタクトと電気的に接続された第2コンタクトを有し、第1ユニットに回転可能に連結された第2ユニットとを含む公知のスリップリングを採用してもよい。この場合においても、上述と同様な検知システム100,200によって、スリップリング(接続装置)の第1及び第2コンタクト間の瞬間的な接続不良を精度良く検知することが可能となる。なお、自動工具交換装置及びスリップリング以外の、第1コンタクトを有し、ロボットアームに接続される第1ユニットと、第1ユニットと連結されているときに第1コンタクトと電気的に接続可能な第2コンタクトを有する第2ユニットとを含む接続装置であっても、採用することが可能である。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, in the above-described first and second embodiments, the automatic tool changer is employed as the connecting device. However, instead of the automatic tool changer, the first contact is provided and connected to the robot arm. A known slip ring including one unit and a second unit having a second contact electrically connected to the first contact and rotatably connected to the first unit may be employed. Even in this case, instantaneous detection failure between the first and second contacts of the slip ring (connection device) can be accurately detected by the
また、検知装置50が設けられていなくてもよい。つまり、電圧検出部45の検出値に基づいて、作業者が、瞬時断線が生じているか否かを判定してもよい。また、検知装置50には、表示モニタ51、又は、記憶部53及び判定部54があればよい。また、電力出力部45が2つの電圧計46,47のいずれかから構成されていてもよいが、少なくとも第1信号線31aに接続される電圧計46から構成されていることが好ましい。また、第1信号線31aが第2コンタクト11b1,12b1に、第2信号線32aが第1コンタクト11a1,12a1に接続されてもよい。
Further, the
2 ロボットアーム
5 自動工具交換装置(接続装置)
6 第1ユニット
7 第2ユニット
11a1,12a1 第1コンタクト
11b1,12b1 第2コンタクト
31a,31a1,31a2 第1信号線
32a,32a1,32a2 第2信号線
33a 第3信号線
40 送信器
44 終端抵抗
45 電圧検出部
46,47 電圧計
51 表示モニタ(表示器)
53 記憶部
54 判定部
100,200 接続不良検知システム
2
6
53
Claims (11)
前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの一方のコンタクトと電気的に接続される第1信号線と、
前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの他方のコンタクトと電気的に接続される第2信号線と、
前記第1信号線に電圧パルス信号を連続的に供給する送信器と、
前記第2信号線に接続された終端抵抗と、
前記第1信号線及び前記第2信号線の少なくとも一方に接続され、当該接続された信号線に連続的に供給された前記電圧パルス信号を検出する電圧検出部とを備えていることを特徴とする接続装置の接続不良検知システム。 A first unit having a first contact and connected to a robot arm; and a second unit having a second contact electrically connected to the first contact when coupled to the first unit. In a connection failure detection system for detecting a connection failure between contacts of a connection device including
A first signal line electrically connected to one of the first contact and the second contact;
A second signal line electrically connected to the other one of the first contact and the second contact;
A transmitter for continuously supplying a voltage pulse signal to the first signal line;
A termination resistor connected to the second signal line;
And a voltage detection unit that is connected to at least one of the first signal line and the second signal line and detects the voltage pulse signal continuously supplied to the connected signal line. Connection failure detection system for connecting devices.
前記第2ユニットは、前記第2コンタクトを複数有しており、
複数の前記第1信号線が、前記一方のコンタクトとそれぞれ電気的に接続され、
複数の前記第2信号線が、前記他方のコンタクトとそれぞれ電気的に接続され、
前記送信器が、前記複数の第1信号線のうちの組となる2つの前記第1信号線のそれぞれに位相が反転した2つの電圧パルス信号を連続的に供給し、
前記終端抵抗が、前記組となる2つの第1信号線に接続された2つの前記一方のコンタクトに対応する2つの前記他方のコンタクトに接続された、組となる2つの前記第2信号線に接続され、
前記電圧検出部が、前記組となる2つの第1信号線及び前記組となる2つの第2信号線の少なくとも一方に接続され、当該接続された2つの信号線に連続的に供給された前記2つの電圧パルス信号の差分を検出することを特徴とする請求項1に記載の接続装置の接続不良検知システム。 The first unit has a plurality of the first contacts,
The second unit has a plurality of the second contacts,
A plurality of the first signal lines are electrically connected to the one contact, respectively;
A plurality of the second signal lines are electrically connected to the other contacts, respectively;
The transmitter continuously supplies two voltage pulse signals with inverted phases to each of the two first signal lines that form a set of the plurality of first signal lines;
The termination resistor is connected to the two second signal lines that are connected to the two other contacts that correspond to the two one contacts that are connected to the two first signal lines that are the set. Connected,
The voltage detection unit is connected to at least one of the two first signal lines forming the set and the two second signal lines forming the set, and is continuously supplied to the two connected signal lines. The connection failure detection system for a connection device according to claim 1, wherein a difference between two voltage pulse signals is detected.
前記送信器が、前記第1信号線に供給する前記電圧パルス信号と位相が反転した電圧パルス信号を前記第3信号線に連続的に供給し、
前記電圧検出部は、前記接続された信号線及び前記第3信号線に連続的に供給された2つの前記電圧パルス信号の差分を検出することを特徴とする請求項1に記載の接続装置の接続不良検知システム。 A third signal line connected to each of the transmitter, the termination resistor, and the voltage detector;
The transmitter continuously supplies a voltage pulse signal whose phase is inverted to that of the voltage pulse signal supplied to the first signal line to the third signal line,
The connection device according to claim 1, wherein the voltage detection unit detects a difference between the two voltage pulse signals continuously supplied to the connected signal line and the third signal line. Connection failure detection system.
前記電圧検出部が検出した検出値と前記閾値とを比較して接続不良が生じているか否かを判定する判定部とをさらに備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の接続装置の接続不良検知システム。 A storage unit for storing a threshold value indicating a connection failure between the first contact and the second contact;
6. The apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit that compares the detection value detected by the voltage detection unit with the threshold value to determine whether or not a connection failure has occurred. The connection failure detection system of the connection apparatus as described in the item.
第1信号線と、第2信号線と、前記第1信号線に接続された送信器と、前記第2信号線に接続された終端抵抗と、前記第1信号線及び前記第2信号線の少なくとも一方に接続された電圧検出部とを備えた接続不良検知システムの前記第1信号線を前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの一方のコンタクトと電気的に接続し、且つ、前記第2信号線を前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトのうちの他方のコンタクトであって前記一方のコンタクトに対応する前記他方のコンタクトと電気的に接続する準備工程と、
前記送信器から電圧パルス信号を連続的に供給し、前記ロボットアームを動作させる動作工程と、
前記電圧検出部に接続された信号線に連続的に供給された前記電圧パルス信号を前記電圧検出部が検出する検出工程とを備えていることを特徴とする接続装置の接続不良検知方法。 A first unit having a first contact and connected to a robot arm; and a second unit having a second contact electrically connected to the first contact when coupled to the first unit. In a connection failure detection method for detecting a connection failure between contacts of a connection device including:
A first signal line, a second signal line, a transmitter connected to the first signal line, a termination resistor connected to the second signal line, and the first signal line and the second signal line. Electrically connecting the first signal line of a connection failure detection system including a voltage detection unit connected to at least one of the first contact and the second contact; and A preparatory step of electrically connecting two signal lines to the other contact of the first contact and the second contact corresponding to the one contact;
An operation step of continuously supplying a voltage pulse signal from the transmitter and operating the robot arm;
And a detection step in which the voltage detection unit detects the voltage pulse signal continuously supplied to the signal line connected to the voltage detection unit.
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