JP2016155212A - ロボット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接点を増やさずに接点における接触状態の判定を可能とし、小型化かつコストダウンを図る。【解決手段】接点４２３，４２４がハンド本体に設けられている。ツール本体がハンド本体に装着されたときに接点４２３，４２４にそれぞれ接触する接点５２３，５２４が、ツール本体に設けられている。接点５２３，５２４の電圧を検出する電圧検出回路５３５が、ツール本体に設けられている。制御回路１０１は、電圧検出回路５３５により検出された電圧の値を用いて、接点４２３，４２４と接点５２３，５２４との接触状態を判定する。【選択図】図２

Description

本発明は、ツール本体がハンド本体に装着されるロボット装置に関する。

現在、工場の生産装置にロボットを適用し、ロボットを用いて部品の搬送や組立を行っている。この種のロボットは、多軸多関節のロボットアーム（アーム）や直行型のアームの先端に、電動のロボットハンド（ハンド）が取り付けられて構成されている。

多品種少量生産のため、複数の作業を１台のロボットで行う必要があり、そのための方法として、ハンドでは行うことが困難な作業を行うことが可能な電動のツールをハンドに把持させて、ツールで作業を行わせることがある。ツールは、例えば小さいワークや薄いワークを搬送または組付けを行うピンセットツールや、吸着してワークを取得する吸着ツールである。

ツールへの電力供給や信号の送信は、ハンドがツールを把持したときにハンドの接点とツールの接点とを電気的に接続することにより可能となる。このように、電力と信号の供給をハンドから行うことで、ツールを駆動することができる。

しかしながら、ハンドの接点と、ツールの接点との接続部分は、接触不良や経年劣化などによって、接点抵抗が上昇し、電圧降下が大きくなり、十分な電力供給と信号伝達ができなくなることがあった。

これに対し、接点の接続部分の接触不良や経年劣化による装置の停止を回避するために、接点の接点抵抗を検出する方法が提案されている（特許文献１）。

特許文献１の方法では、本体側の接点と負荷側の接点との接触抵抗を測定するために、本体側の接点に基準抵抗を直列接続し、本体側に測定用接点、負荷側に測定用接点をそれぞれ設け、負荷側で接点と測定用接点とを短絡している。そして、本体側に配置した検出部で、基準抵抗に生じる電位差と、本体側の接点、負荷側の接点、負荷側の測定用接点及び本体側の接点の直列回路に生じる電位差とを検出し、これら検出結果に基づいて接触抵抗を把握している。

特開２００７−２９８２８８号公報

しかし、特許文献１の構成をハンド及びツールを有するロボット装置に適用することも考えられるが、ハンド及びツールは、それぞれ複数の接点を有しているため、各接点に対してそれぞれ測定用接点を増やす必要があった。そして、接点の数を増やす必要があるので、ハンド及びツールが大型化し、また部品点数が増えるためコストアップとなっていた。

そこで、本発明は、接点を増やさずに接点における接触状態の判定を可能とし、小型化かつコストダウンを図ることを目的とする。

本発明のロボット装置は、ハンド本体と、前記ハンド本体に設けられ、電圧が印加されるハンド側接点と、前記ハンド本体に着脱可能なツール本体と、前記ツール本体に設けられ、前記ツール本体が前記ハンド本体に装着されたときに前記ハンド側接点に接触するツール側接点と、前記ツール本体に設けられ、前記ツール側接点の電圧を検出するツール側電圧検出部と、前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値を用いて、前記ハンド側接点と前記ツール側接点との接触状態を判定する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、接点の数を増やすことなく、接点における接触状態を判定できるため、小型化かつコストダウンすることが可能となる。

第１実施形態に係るロボット装置を示す説明図である。 第１実施形態に係るロボット装置の統括制御装置、ハンド及びツールを示すブロック図である。 第１実施形態に係るロボット装置で接点の接触状態を判定する際のフローチャートである。 第１実施形態において経過時間と電圧の差分値との関係を示す模式図である。 第１実施形態に係るロボット装置におけるツールの解放時を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るロボット装置の統括制御装置、ハンド及びツールを示すブロック図である。 第２実施形態に係るロボット装置で接点の接触状態を判定する際のフローチャートである。 第２実施形態において経過時間と接触抵抗の値との関係を示す模式図である。 （ａ）は第２実施形態においてハンドによるツールの取得回数と、接触抵抗の値との関係を示すグラフである。（ｂ）は（ａ）の一部区間を拡大したグラフである。 第３実施形態においてツール停止時とツールによるワーク把持完了後の電源電流値の実験値を示すグラフである。 第４実施形態に係るロボット装置の統括制御装置、ハンド及びツールを示すブロック図である。 第５実施形態に係るロボット装置を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボット装置を示す説明図である。ロボット装置１０は、ロボットアーム（以下「アーム」という）３００及びロボットハンド（以下「ハンド」という）４００を有するロボット２００と、ハンド４００に着脱可能なツール５００と、これらを統括的に制御する統括制御装置１００と、を備えている。

アーム３００は、電動のロボットアームである。アーム３００は、垂直多関節のロボットアームであり、６つの関節を有するロボットアーム、即ち６軸のロボットアームである。アーム３００の基端３０１が架台９００に固定されており、アーム３００の先端３０２が自由端となっている。アーム３００の先端３０２には、ハンド４００が取り付けられている。アーム３００の各関節を回転又は旋回させることで、ハンド４００の位置及び姿勢を変更することができる。

架台９００には、ハンド４００から外されたツール５００を支持するツール置き場６００が載置されている。

ハンド４００は、電動のロボットハンドである。ハンド４００は、ハンド本体４１０と、複数の接点を有するハンド側接点ユニット４２０と、ハンド本体４１０を制御するための制御基板４３０と、を有する。

ハンド本体４１０は、ベース部４０１と、ベース部４０１に支持された複数の爪４０２と、複数の爪４０２を開閉方向（ベース部４０１のベース面に対して半径方向）に駆動する電動モータ（以下、「モータ」という）４０３と、を有する。爪４０２の数は、本実施形態では２本とするが、これに限定するものではなく、３本以上であってもよい。複数の爪４０２を開閉駆動することで、複数の爪４０２にワークやツール５００を把持又は把持解放させることができる。

ハンド側接点ユニット４２０は、ハンド本体４１０、具体的にはベース部４０１に設けられている。モータ４０３は、例えばブラシレスＤＣモータ等のサーボモータである。モータ４０３及び制御基板４３０は、ベース部４０１の内部に設けられている。

ツール５００は、電動のツールである。ツール５００は、ツール本体５１０と、複数の接点を有するツール側接点ユニット５２０と、ツール本体５１０を制御するための制御基板５３０と、を有する。

ツール本体５１０は、ベース部５０１と、ベース部５０１に支持された複数の爪５０２と、複数の爪５０２を開閉方向（ベース部５０１のベース面に対して半径方向）に駆動する電動モータ（以下、「モータ」という）５０３と、を有する。爪５０２の数は、本実施形態では２本とするが、これに限定するものではなく、３本以上であってもよい。複数の爪５０２を開閉駆動することにより、複数の爪５０２にワークを把持又は把持解放させることができる。

ツール側接点ユニット５２０は、ツール本体５１０、具体的にはベース部５０１に設けられている。モータ５０３は、例えばブラシレスＤＣモータ等のサーボモータである。モータ５０３及び制御基板５３０は、ベース部５０１の内部に設けられている。

ハンド４００（ハンド本体４１０）がツール５００（ツール本体５１０）を把持又は把持解放することで、ツール５００（ツール本体５１０）がハンド４００（ハンド本体４１０）に着脱されることとなる。つまり、ツール本体５１０は、ハンド本体４１０に着脱可能となっている。

統括制御装置１００とアーム３００とは、アーム配線２０１によって接続されている。統括制御装置１００は、電力と信号を、アーム配線２０１を介してアーム３００に供給することで、アーム３００の各軸を制御する。

統括制御装置１００とハンド４００とは、アーム３００の内部に配置されたハンド配線２０２によって接続されている。統括制御装置１００は、電力と信号を、ハンド配線２０２を介してハンド４００に供給することで、ハンド４００の爪４０２の開閉を制御する。

統括制御装置１００がアーム３００を移動させ、ツール置き場６００に置かれているツール５００をハンド４００に把持させることで、ハンド側接点ユニット４２０の各接点とツール側接点ユニット５２０の各接点とが接触する。統括制御装置１００は、ハンド４００（ハンド配線２０２）を介して電力と信号をツール５００に供給することで、ツール５００の爪５０２の開閉を制御する。

ツール５００は、ハンド４００では難しい作業を行う役割を持つ。例えば、小さいワークや薄いワークを搬送または組付けを行うピンセットツールや、吸着してワークを取得する吸着ツールである。第１実施形態では、ツール５００がピンセットツールである場合について説明する。

図２は、本発明の第１実施形態に係るロボット装置の統括制御装置、ハンド及びツールを示すブロック図である。図２には、ツール５００（ツール本体５１０）がハンド４００（ハンド本体４１０）に装着された状態、即ちツール５００がハンド４００に把持された状態を示している。

統括制御装置１００は、制御部としてロボット装置全体を統括的に制御する制御回路１０１と、記憶部として各種データ（情報）を記憶するメモリ１０２と、電源部としてロボット装置全体に電力供給するための電源回路１０３と、を有する。また、統括制御装置１００は、報知部として制御回路１０１の指令に従って画像を表示するモニタ１０４と、ツール本体５１０がハンド本体４１０に装着された回数をカウントするカウンタ１０５と、を有している。

電源回路１０３は、例えば商用電源の入力を受けて、一定の直流電圧（例えば２４［Ｖ］）を出力する。なお、電源部が、電源回路１０３である場合について説明するが、バッテリであってもよい。

ハンド４００の制御基板４３０（図１参照）は、図２に示す、ハンド制御部であるハンド制御装置４３１、降圧回路４３２、電源スイッチ回路４３３、モータドライバ回路４３４、電圧検出回路４３５、信号スイッチ回路４３６及び放電回路４３７を有する。ツール５００の制御基板５３０（図１参照）は、図２に示す、ツール制御部であるツール制御装置５３１、降圧回路５３２、モータドライバ回路５３４及び電圧検出回路５３５を有する。

ハンド側接点ユニット４２０は、複数（第１実施形態では４つ）の接点４２１〜４２４を有する。ツール側接点ユニット５２０は、複数（第１実施形態では４つ）の接点５２１〜５２４を有する。各接点４２１〜４２４は、ツール本体５１０がハンド本体４１０に装着されたときに、対応する各接点５２１〜５２４に接触する。これにより、各接点４２１〜４２４と各接点５２１〜５２４とが導通する。

統括制御装置１００の電源回路１０３とハンド４００の降圧回路４３２とは２つの電源線で接続されている。また、電源回路１０３とハンド側接点ユニット４２０の接点（ハンド側接点）４２３，４２４とは、電源スイッチ回路４３３を介して、２つの電源線４４３，４４４で接続されている。つまり、ハンド側接点ユニット４２０の接点４２３，４２４には、それぞれ電源線４４３，４４４が電気的に接続されている。

統括制御装置１００の制御回路１０１とハンド制御装置４３１とは、２つの信号線で接続されている。これにより、制御回路１０１とハンド制御装置４３１とは信号線を介して互いに信号の送受信（通信）を行うことができる。

ハンド制御装置４３１とハンド側接点ユニット４２０の接点（ハンド側信号接点）４４１，４４２とは、信号スイッチ回路４３６を介して、２つの信号線４４１，４４２で接続されている。つまり、ハンド側接点ユニット４２０の接点４２１，４２２には、それぞれ信号線４４１，４４２が電気的に接続されている。

ツール側接点ユニット５２０の接点（ツール側接点）５２３，５２４と降圧回路５３２とは２つの電源線５４３，５４４で接続されている。つまり、ツール側接点ユニット５２０の接点５２３，５２４には、それぞれ電源線５４３，５４４が電気的に接続されている。

また、ツール側接点ユニット５２０の接点（ツール側信号接点）５２１，５２２とツール制御装置５３１とは２つの信号線５４１，５４２で接続されている。詳述すると、ツール側接点ユニット５２０の接点５２１，５２２には、それぞれ信号線５４１，５４２が電気的に接続されている。

第１実施形態では、２つの電源線のうち、一方には電源電位（例えば＋２４［Ｖ］）が、他方にはグラウンド電位（例えば０［Ｖ］）が印加される。また、２つの信号線のうち、一方にはポジティブ側（＋）、他方にはネガティブ側（−）となる２つの信号が供給される。２つの信号の差分で差動信号となる。

ハンド４００の降圧回路４３２は、電源回路１０３により印加された直流電圧を、ハンド制御装置４３１の動作に用いる制御電圧に降圧して、制御電圧をハンド制御装置４３１に印加する。また、降圧回路４３２は、電源回路１０３により印加された直流電圧を、モータドライバ回路４３４の動作に用いるモータ電圧に降圧して、モータ電圧をモータドライバ回路４３４に印加する。

ハンド制御装置４３１は、制御回路１０１からの動作信号の入力を受けてハンド本体４１０、具体的には爪４０２（即ちモータ４０３）の動作を制御する。

具体的には、動作信号の入力を受けたハンド制御装置４３１は、モータドライバ回路４３４に制御信号を出力してモータドライバ回路４３４を制御する。モータドライバ回路４３４は、降圧回路４３２により印加されたモータ電圧を制御信号に応じてＰＷＭ変調してモータ４０３に印加する。このようにして電源回路１０３がモータ４０３の回転に必要な電力をモータ４０３に供給して、ハンド制御装置４３１がモータ４０３の回転を制御する。モータ４０３は爪４０２に接続され、モータ４０３が回転することで爪４０２が開閉する。

モータ４０３にはエンコーダ（不図示）が接続されており、位置制御と、位置の差分値から速度制御とが可能になっている。また、モータ４０３の電流値を検出するモータ電流検出回路（不図示）がハンド本体４１０に設けられており、モータ４０３の電流制御が可能である。

ハンド制御装置４３１は、電源スイッチ回路４３３に制御信号を出力して電源スイッチ回路４３３のオン／オフを制御する。つまり、電源スイッチ回路４３３は、制御信号に応じて、接点４２３，４２４への電力の供給／非供給、換言すればツール５００への電力の供給／非供給を制御する。

ハンド制御装置４３１は、信号スイッチ回路４３６に制御信号を出力して信号スイッチ回路４３６のオン／オフを制御する。つまり、信号スイッチ回路４３６は、制御信号に応じて、接点４２１，４２２への信号の供給／非供給、換言すればツール５００への信号の供給／非供給を制御する。

ハンド４００（ハンド本体４１０）を動作させる場合、ハンド制御装置４３１は、電源スイッチ回路４３３及び信号スイッチ回路４３６をいずれもオフに制御して、電力及び信号がツール５００へ供給するのを遮断する。

これにより、ハンド制御装置４３１は、制御回路１０１から入力を受けた動作信号に従って、モータドライバ回路４３４を動作させ、モータ４０３の回転を制御する。これにより、ハンド制御装置４３１は、ハンド本体４１０（爪４０２）の動作を制御する。

ハンド４００がツール５００を把持した場合、即ちツール本体５１０がハンド本体４１０に装着された場合、ハンド側接点ユニット４２０の各接点４２１〜４２４とツール側接点ユニット５２０の各接点５２１〜５２４とが接触する。その後、ハンド制御装置４３１によって電源スイッチ回路４３３がオンされ、ツール５００の降圧回路５３２に電力が供給される。

降圧回路５３２には、電源線４４３，４４４、接点４２３，４２４、接点５２３，５２４及び電源線５４３，５４４を介して電源回路１０３により直流電圧が印加される。降圧回路５３２は、電源回路１０３により印加された直流電圧を、ツール制御装置５３１の動作に用いる制御電圧に降圧して、制御電圧をツール制御装置５３１に印加する。

また、降圧回路５３２は、電源回路１０３により印加された直流電圧を、モータドライバ回路５３４の動作に用いるモータ電圧に降圧して、モータ電圧をモータドライバ回路５３４に印加する。

ハンド制御装置４３１は、電力供給後に信号スイッチ回路４３６をオンに制御する。これにより、ハンド制御装置４３１とツール制御装置５３１とは相互に信号の送受信（通信）を行うことが可能となる。ツール制御装置５３１は、ハンド制御装置４３１を介して制御回路１０１からの動作信号の入力を受けてツール本体５１０、具体的には爪５０２（即ちモータ５０３）の動作を制御する。

具体的には、動作信号の入力を受けたツール制御装置５３１は、モータドライバ回路５３４に制御信号を出力してモータドライバ回路５３４を制御する。モータドライバ回路５３４は、降圧回路５３２により印加されたモータ電圧を制御信号に応じてＰＷＭ変調してモータ５０３に印加する。このようにして電源回路１０３がモータ５０３の回転に必要な電力をモータ５０３に供給して、ツール制御装置５３１がモータ５０３の回転を制御する。モータ５０３は爪５０２に接続され、モータ５０３が回転することで爪５０２が開閉する。

ここで、仮に、常にハンド側接点ユニット４２０の接点４２３，４２４に電力が供給されると、ツール側接点ユニット５２０の接点５２３，５２４に接触する際に、アーク放電などの接点の劣化現象が起こる。同様に、仮に、常にハンド側接点ユニット４２０の接点４２１，４２２に信号が供給されると、ツール側接点ユニット５２０の接点５２１，５２２に接触する際に、アーク放電などの接点の劣化現象が起こる。

これに対し、第１実施形態では、ハンド４００が、電源スイッチ回路４３３及び信号スイッチ回路４３６を有している。ハンド４００がツール５００を把持する際、即ちツール本体５１０がハンド本体４１０に装着される際、各スイッチ回路４３３，４３６はオフにされる。これにより、各接点ユニット４２０，５２０の各接点の劣化を抑制することができる。また、ワークや治具などがハンド側接点ユニット４２０に接触した際にワークや治具に電流が流れるのを防ぐことができる。

モータ５０３にはエンコーダ（不図示）が接続されており、位置制御と、位置の差分値から速度制御とが可能になっている。また、モータ５０３の電流値を検出するモータ電流検出回路（不図示）がツール本体５１０に設けられており、モータ５０３の電流制御が可能である。

ハンド側電圧検出部である電圧検出回路４３５は、ハンド本体４１０に設けられ、ツール側電圧検出部である電圧検出回路５３５は、ツール本体５１０に設けられている。

各接点ユニット４２０，５２０の各接点の経時劣化の度合いはほぼ同じであるため、第１実施形態では、ハンド側接点ユニット４２０の接点４２３，４２４と、ツール側接点ユニット５２０の接点５２３，５２４との接触状態を判定する。

そのため、第１実施形態では、電圧検出回路４３５は、２つの接点４２３，４２４の間の電圧（電位差）を検出する。具体的には、電源線４４３の任意の点（検出点）と電源線４４４の任意の点（検出点）との間の電圧を検出する。各検出点は、各電源線４４３，４４４における配線抵抗による電圧降下も考慮して、各接点４２３，４２４に近接しているのか好ましい。第１実施形態では、接点４２３が電源電位、接点４２４がグラウンド電位となるので、電圧検出回路４３５は、接点４２４に対する接点４２３の電圧を検出する。

電圧検出回路４３５により検出された電圧情報（電圧の値を示す信号）は、ハンド制御装置４３１を介して、統括制御装置１００の制御回路１０１に出力される。

電圧検出回路５３５は、２つの接点５２３，５２４の間の電圧（電位差）を検出する。具体的には、電源線５４３の任意の点（検出点）と電源線５４４の任意の点（検出点）との間の電圧を検出する。各検出点は、各電源線５４３，５４４における配線抵抗による電圧降下も考慮して、各接点５２３，５２４に近接しているのか好ましい。第１実施形態では、接点５２３が電源電位、接点５２４がグラウンド電位となるので、電圧検出回路５３５は、接点５２４に対する接点５２３の電圧を検出する。

電圧検出回路５３５により検出された電圧情報（電圧の値を示す信号）は、ツール制御装置５３１、接点５２１，５２２、接点４２１，４２２及びハンド制御装置４３１を介して、統括制御装置１００の制御回路１０１に出力される。

このようにして、統括制御装置１００の制御回路１０１は、電圧検出回路４３５により検出された電圧の値、及び電圧検出回路５３５により検出された電圧の値を取得する。

図３は、本発明の第１実施形態に係るロボット装置で接点の接触状態を判定する際のフローチャートである。図３では、ハンド４００がツール５００を取得した後のイニシャライズ時に接点の接触状態を判定する。

まず、統括制御装置１００の制御回路１０１は、アーム３００を制御して、ハンド４００がツール５００に接触する位置にアーム３００を動作させる（Ｓ１１）。これにより、アーム３００でハンド４００を移動して、ハンド４００をツール５００に接触させる。

その後、ハンド４００でツール５００を把持する（Ｓ１２）。つまり、制御回路１０１は、ハンド４００のハンド制御装置４３１に複数の爪４０２を閉方向に移動するよう動作信号を送信する。ハンド制御装置４３１は、動作信号に従ってモータ４０３を回転させることで、複数の爪４０２を閉方向に移動させて、ハンド４００にツール５００を把持させる。

把持完了後に、ハンド４００からツール５００へ電力供給する（Ｓ１３）。つまり、制御回路１０１は、電源スイッチ回路４３３及び信号スイッチ回路４３６がオンするよう、ハンド制御装置４３１に指令を送信する。この指令を受けたハンド制御装置４３１は、電源スイッチ回路４３３及び信号スイッチ回路４３６を順次オンさせる。これにより、ハンド４００からツール５００へ電力供給が可能となり、また、ハンド制御装置４３１とツール制御装置５３１との間で信号の送受信が可能な状態となる。

次に、信号スイッチ回路４３６がオンになった後、相互の信号のやり取りが可能かチェック（信号チェック）を行う（Ｓ１４）。つまり、ハンド制御装置４３１とツール制御装置５３１との間で相互に通信ができているかの確認を行う。具体的には、ハンド制御装置４３１が、ツール制御装置５３１へ確認信号を送信し、この確認信号に対するツール制御装置５３１からの応答信号を受信したか否かを判断する。

正常な場合、ツール制御装置５３１からハンド制御装置４３１へ返信がある。異常がある場合は、ツール制御装置５３１から返信がない。つまり、通信ができれば、ツール制御装置５３１から返信（応答）があり、ツール５００のイニシャライズを行う（Ｓ１５）。ツール５００のイニシャライズとは、モータ５０３と爪５０２の位置合わせや、モータ５０３のエンコーダ（不図示）のＺ相検出などツール５００を使用するために必要な事前動作のことをいう。

ステップＳ１４の信号チェックで一定時間経過してもツール制御装置５３１から返信がない場合、ハンド制御装置４３１は統括制御装置１００の制御回路１０１へエラーを示す信号を送信する。そして、エラーを示す信号を受けた制御回路１０１はユーザにアラートを発する（Ｓ２１）。具体的には、制御回路１０１は、モニタ１０４にアラートを示す画像を表示させる。なお、ユーザに報知する報知部がモニタ１０４としたが、これに限定するものではなく、例えば報知部が不図示のスピーカであり、スピーカにアラートを示す音を出力させてもよい。

ツール制御装置５３１からの応答がないのは、ハンド側接点ユニット４２０とツール側接点ユニット５２０とが正常に接続されていない、または接点の接触部の劣化やゴミが挟まるなどが生じ、接触抵抗値がある限界値を超えているために起こる。ユーザは、アラートを受けることにより、メンテナンスを行うことができる。

ツール５００のイニシャライズを行ったあと、ツール５００の使用が可能な状態となるので、ハンド制御装置４３１は、ツール５００の取得完了を統括制御装置１００の制御回路１０１に送信する（Ｓ１６）。

制御回路１０１は、アーム３００の動作を制御することで、ツール５００をワーク取得位置まで移動させる（Ｓ１７）。アーム３００を動作させることでツール５００をワーク取得位置まで移動させる。

制御回路１０１がツール制御装置５３１に指令を送信し、ツール制御装置５３１がモータ５０３の電流制御により、ツール５００でワークを把持完了させるまで、爪５０２を動作させる（Ｓ１８）。把持完了は、接触センサ（不図示）を爪５０２に設けてツール制御装置５３１が接触センサ（不図示）の検知結果に基づいて判断してもよいし、ツール制御装置５３１がモータ５０３のエンコーダ（不図示）の値の変位に基づいて判断してもよい。

次に、統括制御装置１００の制御回路１０１は、電圧検出回路４３５，５３５から所定のサンプリング間隔で電圧（電位差）の値を取得し、これらの検出結果を用いて、接点４２３，４２４と接点５２３，５２４との接触状態の判定を行う（Ｓ１９）。

データのサンプリング時間は、例えば２［ｍｓ］であり、接触状態の判定に、１個のデータを用いてもよいし、複数個（例えば１０個）のデータを平均化するなどして用いてもよい。

制御回路１０１は、ステップＳ１９の接触状態がＮＧと判定した場合、ユーザにアラートを発する（Ｓ２２）。具体的には、制御回路１０１は、モニタ１０４にアラートを示す画像を表示させる。なお、ユーザに報知する報知部がモニタ１０４としたが、これに限定するものではなく、例えば報知部が不図示のスピーカであり、スピーカにアラートを示す音を出力させてもよい。

制御回路１０１は、ステップＳ１９の接触状態がＯＫと判定した場合、又はステップＳ２２でアラートを発した場合、ワーク搬送やワーク組付け等の作業をロボット２００に行わせる（Ｓ２０）。

以下、接点同士の接触状態の判定方法について詳細に説明する。第１実施形態では、電圧検出回路４３５は、接点４２３，４２４間の電位差、即ち接点４２３に印加された＋側の電源電位と接点４２４に印加された−側の電源電位（グラウンド電位）との電位差を検出する。また、電圧検出回路５３５は、接点５２３，５２４間の電位差、即ち接点５２３に印加された＋側の電源電位と接点５２４に印加された−側の電源電位（グラウンド電位）との電位差を検出する。

ツール制御装置５３１は、ハンド制御装置４３１から電力と信号が供給されていないと動作しない。そのため、接点の接触状態の判定は、ツール５００側へ電力と信号がハンド４００側から供給されているときにのみ可能である。

制御回路１０１は、電圧検出回路４３５により検出された電圧の値と、電圧検出回路５３５により検出された電圧の値とを取得し、これら検出結果を用いて、接点４２３，４２４と接点５２３，５２４との接触状態を判定する。

具体的に説明すると、制御回路１０１は、接触状態の判定として、電圧検出回路４３５により検出された電圧の値と電圧検出回路５３５により検出された電圧の値との差分値が、予め設定された閾値（電圧閾値）を超えたか否かを判定する。差分値が閾値を超えていればＮＧ、差分値が閾値を超えていなければＯＫである。ここで、閾値は、図２のメモリ１０２に予め記憶されたものである。

図４は、経過時間と電圧の差分値との関係を示す模式図である。図４に示すように、各接点ユニット４２０，５２０の接点は、メンテナンスを行わないと、経時劣化していき、接点同士の接触抵抗が増加するため、接点同士の接続部分にて生じる電圧降下が増加する。したがって、制御回路１０１は、電圧検出回路４３５により検出された電圧値から電圧検出回路５３５により検出された電圧値を差し引いた差分値が、閾値（電圧閾値）を超えたか否かを判定する。ここで、図４には、閾値のほか、閾値よりも大きい限界値を図示している。限界値は、通電不能又は通信不能に至る値であり、閾値は、限界値よりも低い値に設定しておくのが好ましい。

差分値が閾値を超えた場合には、例えば接点の清掃等のメンテナンスを行うよう注意喚起するアラートを発するだけであり（Ｓ２２）、ロボット２００の作業は停止させない。しかし、ステップＳ１４でＮＧの場合は、通信不能となっているので、差分値は限界値を超えているはずであるため、ステップＳ２１では、エラーを示すアラートを発し、且つロボット２００の動作を停止させる。

例えば、閾値を２［Ｖ］に設定したとする。電圧検出回路４３５で例えば２４［Ｖ］が検出され、電圧検出回路５３５で例えば２１［Ｖ］が検出された場合、制御回路１０１は、差分値（２４［Ｖ］−２１［Ｖ］＝３［Ｖ］）を計算し、この計算結果が閾値２［Ｖ］を超えたか否かを判定する。この場合、閾値を超えているので（３［Ｖ］＞２［Ｖ］）、制御回路１０１は、モニタ１０４でアラートを発する。

なお、逆に、電圧検出回路５３５により検出された電圧値から電圧検出回路４３５により検出された電圧値を差し引く場合には、差分値はマイナスとなるので、閾値はマイナスの値に設定すればよい。そして、制御回路１０１は、差分値がマイナスの方向に閾値を超えたか否かを判定すればよい。

図５は、本発明の第１実施形態に係るロボット装置におけるツールの解放時を示すフローチャートである。

まず、アーム３００を動作させることにより、ハンド４００とツール５００をツール置き場６００の上方へ移動させる（Ｓ３１）。その後、ハンド４００側からツール５００側への電力と信号の供給を停止させる（Ｓ３２）。

ステップＳ３２の処理を行うと同時にハンド４００の放電回路４３７によって、ツール５００の電位を０［Ｖ］にする（Ｓ３３）。

ツール５００の電位を０［Ｖ］にすることで、ハンド４００からツール５００が離れる際に、アーク放電などの接点の劣化現象が起こることを防ぐことができる。また、放電回路４３７によって、より早くツール５００の電位を０［Ｖ］にでき、ツール５００を解放するまでの時間を短縮できる。

ステップＳ３３の後にハンド４００からツール５００を解放し（Ｓ３４）、ツール解放作業の完了を、ツール制御装置５３１から統括制御装置１００へ送信する（Ｓ３５）。

以上、第１実施形態によれば、ツール本体５１０に設けた、電圧検出回路５３５により検出された電圧の値を用いて、接点４２３，４２４と接点５２３，５２４との接触状態を判定しているので、電圧検出用に接点数を増やす必要がない。したがって、ハンド側接点ユニット４２０及びツール側接点ユニット５２０を小型化できるので、ハンド４００及びツール５００を小型化でき、電圧検出用の接点を追加する必要がないので、ハンド４００及びツール５００のコストダウンを図ることができる。

また、第１実施形態によれば、電圧検出回路５３５により検出された電圧の値を示すデータ（信号）は、ツール本体５１０を動作させる動作信号の伝送路、即ち接点５２１，５２２及び接点４２１，４２２を通じて制御回路１０１に伝送される。したがって、電圧検出回路５３５により検出された電圧値を示す信号の伝送のために、接点を追加する必要がない。よって、ハンド側接点ユニット４２０及びツール側接点ユニット５２０を小型化できるので、ハンド４００及びツール５００を小型化でき、電圧検出用の接点を追加する必要がないので、ハンド４００及びツール５００のコストダウンを図ることができる。

第１実施形態では、統括制御装置１００は、ハンド４００によりツール５００を取得した回数、即ちツール本体５１０がハンド本体４１０に装着された回数をカウントするカウンタ１０５（図２）を備えている。カウンタ１０５によるカウント値は、ユーザがメンテナンスを行った時にリセットする。

メンテナンス復帰できない接点の劣化を判別するために、閾値（カウント閾値）が予め設定されている。つまり、カウント閾値が、メモリ１０２に予め記憶されている。制御回路１０１は、差分値が閾値を超えたときのカウンタ１０５によるカウント値が、カウント閾値よりも小さいか否かを判定する。そして、制御回路１０１は、カウント値がカウント閾値よりも小さいと判定した場合、モニタ１０４にその旨の画像を表示させる。これにより、ユーザは、接点の交換時期がきたことを把握できる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るロボット装置について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るロボット装置の統括制御装置、ハンド及びツールを示すブロック図である。なお、第２実施形態のロボット装置は、電流検出回路４５０を備えている点で、第１実施形態のロボット装置と構成が異なるが、それ以外は第１実施形態と同様の構成である。よって、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態のロボット装置は、ハンド側接点ユニット４２０の接点４２３を通過する電流を検出する電流検出部としての電流検出回路４５０を更に備えている。

ここで、接点４２３を通過する電流とは、電源線４４３やツール側接点ユニット５２０の接点５２３、電源線５４３を通過する電流と同じである。更に、直流電流の復路である、グラウンド側の電源線、接点、接点、電源線についても、直流電流の往路、即ち接点４２３を通過する電流とほぼ同じ電流が流れる。

したがって、第２実施形態では、電流検出回路４５０は、電流検出が容易であり、且つ、検出結果を制御回路１０１に伝送するのが容易となるように、電源線４４３に設けられ、電源線４４３を通過する電流を検出するようにしている。即ち、第２実施形態では、ハンド４００Ａが電流検出回路４５０を有している。この電流検出回路４５０は、電源線４４４に設けられていてもよい。

なお、ツール５００が電流検出回路４５０を有していてもよく、この場合は、電源線５４３又は電源線５４４を通過する電流を検出すればよい。また、電源回路１０３と電源スイッチ回路４３３との間に電流検出回路４５０を設けてもよく、この場合、統括制御装置１００が電流検出回路４５０を有していてもよい。

電流検出回路４５０により検出された電流情報（電流の値を示す信号）は、ハンド制御装置４３１を介して、統括制御装置１００の制御回路１０１に出力される。

図７は、本発明の第２実施形態に係るロボット装置で接点の接触状態を判定する際のフローチャートである。図７では、ハンド４００Ａがツール５００を取得した後のイニシャライズ時に接点の接触状態を判定する。ステップＳ４１〜Ｓ４４，Ｓ４７は、図３のステップＳ１１〜Ｓ１４，Ｓ２１と同じであるため、説明を省略する。

ツール５００のイニシャライズ時に、モータ５０３と爪５０２の位置合わせを行うが、位置合わせをモータ５０３の電流制御で行う。制御回路１０１は、爪５０２の付き当てが完了した後、電圧検出回路４３５，５３５で検出された電圧の値、及び電流検出回路４５０で検出された電流の値を用いて、接点４２３，４２４と接点５２３，５２４との接触状態を判定する（Ｓ４５）。

制御回路１０１は、ステップＳ４５の接触状態がＮＧと判定した場合、ユーザにアラートを発する（Ｓ４８）。具体的には、制御回路１０１は、モニタ１０４にアラートを示す画像を表示させる。なお、ユーザに報知する報知部がモニタ１０４としたが、これに限定するものではなく、例えば報知部が不図示のスピーカであり、スピーカにアラートを示す音を出力させてもよい。

制御回路１０１は、ステップＳ４５の接触状態がＯＫと判定した場合、又はステップＳ４８でアラートを発した場合、ツール５００の取得が完了する（Ｓ４６）。

制御回路１０１は、ステップＳ４５の接触状態の判定として、電圧検出回路４３５により検出された電圧の値と電圧検出回路５３５により検出された電圧の値との差分値、及び電流検出回路４５０により検出された電流の値から電気抵抗値を求める。

電圧の差分値は、接点４２３，４２４と接点５２３，５２４との間で降下した電圧の値である。したがって、電圧の差分値と電流の値とを用いてオームの法則により電気抵抗値、即ち接触抵抗値が求まる。そして、制御回路１０１は、接触抵抗値が、予め設定された閾値（抵抗閾値）を超えたか否かを判定する。接触抵抗値が閾値を超えていればＮＧ、接触抵抗値が閾値を超えていなければＯＫである。ここで、閾値は、図６のメモリ１０２に予め記憶されたものである。

図８は、経過時間と接触抵抗の値との関係を示す模式図である。図８に示すように、各接点ユニット４２０，５２０の接点は、メンテナンスを行わないと、経時劣化していき、接点同士の接触抵抗の値が増加する。したがって、制御回路１０１は、電圧検出回路４３５により検出された電圧値から電圧検出回路５３５により検出された電圧値を差し引いた差分値と電流検出回路４５０により検出された電流値とを用いて、接触抵抗値を求める。そして、制御回路１０１は、接触抵抗の値が閾値（抵抗閾値）を超えたか否かを判定する。ここで、図８には、閾値のほか、閾値よりも大きい限界値を図示している。限界値は、通電不能又は通信不能に至る値であり、閾値は、限界値よりも低い値に設定しておくのが好ましい。

接点抵抗値が限界値を超えると、ハンド４００Ａとツール５００との間で相互の通信が不能となる。ハンド４００Ａのハンド制御装置４３１が統括制御装置１００の制御回路１０１へエラーを示す信号を送信し、制御回路１０１はロボット２００の動作を停止させる。

接点抵抗値が閾値を超えていても限界値を超えていなければ、ハンド４００Ａとツール５００で相互の通信は可能であるので、制御回路１０１は、電圧検出回路５３５から電圧情報を取得可能であり、接触抵抗値を算出することが可能である。この場合は、即座にロボット２００の停止にはならずに、アラートにより、ユーザの任意のタイミングでメンテナンスまたは接点の交換を行うように促す。

即ち、接触抵抗の値が閾値を超えた場合には、例えば接点の清掃等のメンテナンスを行うよう注意喚起するアラートを発するだけであり（Ｓ４８）、ロボット２００の作業は停止させない。しかし、ステップＳ４４でＮＧの場合は、通信不能となっているので、接触抵抗値は限界値を超えているはずであるため、ステップＳ４７では、エラーを示すアラートを発し、且つロボット２００（図１参照）の動作を停止させる。

第２実施形態によれば、電流検出回路４５０により検出された電流値を使用して接触抵抗値を求め、この接触抵抗値で閾値判定を行っているので、第１実施形態よりも精度良く接点４２３，４２４と接点５２３，５２４との接触状態を判定することができる。

また、第２実施形態によれば、接点の接触状態の判定を、ワークなしで行うことが可能である。また、ツール５００のイニシャライズと同時に接点の接触状態の判定を行うことが可能となる。

図９（ａ）は、ハンドによるツールの取得回数と、接触抵抗の値との関係を示すグラフである。図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部区間を拡大したグラフである。

図９（ａ）及び図９（ｂ）において、接点同士の接触抵抗値は、ツールの取得回数１０００回毎の最大値をプロットしている。また、図９（ａ）及び図９（ｂ）中、ひし形のマーク毎に、各接点ユニット４２０，５２０の接点の表面を拭き取るメンテナンスを行った。メンテナンスの周期は、４０，０００回〜３００，０００回毎とした。

図９（ａ）に示すように、接点の劣化が進むと、メンテナンスを行った時のツール取得回数から閾値を超えるツール取得回数までの間隔が短くなる。図９（ｂ）では、８９，０００回が２３，０００回となっている。

間隔が短くなる要因は、以下二つがある。一つ目の要因は、接点表面のメッキ（金やニッケルやロジウムなど）はがれで母材（鉄や銅など）の露出が起こり、母材が酸化することである。二つ目の要因は、接点表面の変形により接触面積が十分に確保できないことである。これらの要因によって、接点の拭き取りのメンテナンスでは回避できない劣化が発生するため、接点、即ち接点ユニット４２０，５２０の交換が必要となる。

第２実施形態では、統括制御装置１００は、ハンド４００Ａによりツール５００を取得した回数、即ちツール本体５１０がハンド本体４１０に装着された回数をカウントするカウンタ１０５を備えている。カウンタ１０５によるカウント値は、ユーザがメンテナンスを行った時にリセットする。

メンテナンス復帰できない接点の劣化を判別するために、閾値（カウント閾値、例えば３０，０００回）が予め設定されている。つまり、カウント閾値が、メモリ１０２に予め記憶されている。制御回路１０１は、接触抵抗値が閾値を超えたときのカウンタ１０５によるカウント値が、カウント閾値よりも小さいか否かを判定する。そして、制御回路１０１は、カウント値がカウント閾値よりも小さい（例えば３０，０００回＞２３，０００回）と判定した場合、モニタ１０４にその旨の画像を表示させる。これにより、ユーザは、接点の交換時期がきたことを把握できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るロボット装置について説明する。なお、ロボット装置の構成については、第１実施形態のロボット装置１０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第２実施形態では、ロボット装置１０が電流検出回路４５０を備える場合について説明したが、第３実施形態では、電流検出は行わず、電流の値をメモリ１０２に予め記憶させておくものである。したがって、第３実施形態では、第２実施形態で説明した電流検出回路４５０は省略可能である。制御回路１０１による接触抵抗値の計算や接触状態の判定は、第２実施形態と同様である。

具体的に説明すると、メモリ１０２には、ツール５００（ツール本体５１０）が所定の状態のときにハンド側接点ユニット４２０の接点４２３を通過する電流の値を予め記憶させておく。

図１０は、ツール停止時とツールによるワーク把持完了後の電源電流値の実験値を示すグラフである。ツール停止時は１２０［ｍＡ］であるが、ワーク把持完了後は３４０［ｍＡ］となり、電流値が約２．８倍である。電流値のばらつき（最大値−最小値）は１０［ｍＡ］程度で同等である。ばらつきが同等で電流値が２．８倍になると、接点の抵抗をより高精度な測定が可能となる。したがって、第３実施形態では、メモリ１０２に記憶させる電流値は、３４０［ｍＡ］とする。即ち、第３実施形態では、所定の状態とは、複数の爪４０２によりワークを把持した状態である。

制御回路１０１は、接触状態の判定として、複数の爪５０２によりワークを把持した場合に、各電圧検出回路４３５，５３５から電圧の値を取得する。また、制御回路１０１は、メモリ１０２から電流値を読み出す。そして、制御回路１０１は、第２実施形態と同様、これらのデータを用いて接触抵抗値を算出する。そして、制御回路１０１は、第２実施形態と同様、接触抵抗値が閾値を超えたか否かを判定する。

以上、第３実施形態によれば、モータ電流制御の電流値をユーザが設定した値、即ちメモリ１０２に記憶させた電流値としたため、電流検出回路なしで接触抵抗値を求めることができる。

また、第２実施形態と同様、接触抵抗値が閾値を超えたときのカウンタ１０５によるカウント値が、カウント閾値よりも小さいか否かを判定する。そして、制御回路１０１は、カウント値がカウント閾値よりも小さいと判定した場合、モニタ１０４にその旨の画像を表示させる。これにより、ユーザは、接点の交換時期がきたことを把握できる。

なお、メモリ１０２に記憶させておく電流値は、ツール５００（ツール本体５１０）の所定の状態としてツール停止時の電流値（例えば、１２０［ｍＡ］）であってもよい。その際、制御回路１０１は、ツール停止時に、各電圧検出回路４３５，５３５から電圧の値を取得すればよい。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るロボット装置について説明する。図１１は、本発明の第４実施形態に係るロボット装置の統括制御装置、ハンド及びツールを示すブロック図である。第１〜第３実施形態では、電圧検出回路４３５，５３５が電源側の電圧を検出する場合について説明したが、第４実施形態では、電圧検出回路４３５，５３５が信号側の電圧を検出する場合について説明する。なお、第４実施形態において、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

ハンド４００Ｂは、ハンド側電圧検出部である電圧検出回路４３５を有し、ツール５００Ｂは、ツール側電圧検出部である電圧検出回路５３５を有している。即ち、電圧検出回路４３５は、ハンド本体４１０（図１参照）に設けられ、電圧検出回路５３５は、ツール本体５１０（図１参照）に設けられている。

各接点ユニット４２０，５２０の各接点の経時劣化の度合いはほぼ同じであるため、第４実施形態では、ハンド側接点ユニット４２０の接点４２１，４２２と、ツール側接点ユニット５２０の接点５２１，５２２との接触状態を判定する。

そのため、第４実施形態では、電圧検出回路４３５は、２つの接点４２１，４２２の間の電圧（電位差）を検出する。具体的には、信号線４４１の任意の点（検出点）と信号線４４２の任意の点（検出点）との間の電圧を検出する。各検出点は、各信号線４４１，４４２における配線抵抗による電圧降下も考慮して、各接点４２１，４２２に近接しているのか好ましい。第４実施形態では、接点４２１がポジティブ側の信号の電位、接点４２２がネガティブ側の信号の電位となるので、電圧検出回路４３５は、接点４２２に対する接点４２１の電圧を検出する。

電圧検出回路４３５により検出された電圧情報（電圧の値を示す信号）は、ハンド制御装置４３１を介して、統括制御装置１００の制御回路１０１に出力される。

電圧検出回路５３５は、２つの接点５２１，５２２の間の電圧（電位差）を検出する。具体的には、信号線５４１の任意の点（検出点）と信号線５４２の任意の点（検出点）との間の電圧を検出する。各検出点は、各信号線５４１，５４２における配線抵抗による電圧降下も考慮して、各接点５２１，５２２に近接しているのか好ましい。第４実施形態では、接点５２１がポジティブ側の信号の電位、接点５２２がネガティブ側の信号の電位となるので、電圧検出回路５３５は、接点５２２に対する接点５２１の電圧を検出する。

電圧検出回路５３５により検出された電圧情報（電圧の値を示す信号）は、ツール制御装置５３１、接点５２１，５２２、接点４２１，４２２及びハンド制御装置４３１を介して、統括制御装置１００の制御回路１０１に出力される。

統括制御装置１００の制御回路１０１は、電圧検出回路４３５，５３５から電圧情報を取得しようとする場合、まず、接点４２１，４２２に電圧を印加するための信号を一定期間出力する。

ここで、制御回路１０１は、２つの接点４２１，４２２に互いに異なる電圧レベルの信号をそれぞれ出力する。制御回路１０１が出力する２つの信号は差動信号である。そして、制御回路１０１は、信号の出力を停止して、信号の待ち受け状態となる。

制御回路１０１は、信号の待ち受け状態のときに、電圧検出回路４３５により検出された電圧の値、及び電圧検出回路５３５により検出された電圧の値を取得する。

このとき、制御回路１０１は、第１実施形態と同様、電圧検出回路５３５より検出された電圧の値を示す信号を、接点５２１，５２２及び接点４２１，４２２を介して取得する。

制御回路１０１は、第１実施形態と同様、接触状態の判定として、電圧検出回路４３５により検出された電圧の値と電圧検出回路５３５により検出された電圧の値との差分値が、予め設定された閾値を超えたか否かを判定する。以上、信号側の接点であっても、接点ユニット４２０，５２０の接点の接触状態を判定することができ、第１実施形態と同様の効果を奏する。

なお、第４実施形態では、差分値で接触状態を判定したが、第２及び第３実施形態と同様、電流検出回路４５０により検出された電流値又はメモリ１０２に記憶された電流検出値を用いて接触抵抗値を算出し、接触抵抗値で接触状態の判定を行ってもよい。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係るロボット装置について説明する。図１２は、本発明の第５実施形態に係るロボット装置を示す説明図である。第５実施形態のロボット装置１０Ｃは、第１実施形態で説明したロボット装置１０に、検査装置７００を追加したものである。それ以外は、第１実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。

検査装置７００は、２軸の直交ロボットであり、ロボット（検査装置本体）７１０の先端には検査装置側接点ユニット７２０とメンテナンスユニット７３０とが設けられている。

ロボット７１０には、ツール本体５１０が着脱可能となっている。接点ユニット７２０はロボット７１０の移動によって、接点ユニット５２０に接続される。即ち、接点ユニット７２０の接点は、ツール本体５１０がロボット７１０に装着されたときにツール側接点ユニット５２０の接点に接触する。接点ユニット７２０には、ロボット７１０の内部を通過する検査配線２０３を介して統括制御装置１００から電力と信号が供給される。したがって、制御回路１０１は、接点ユニット５２０，７２０同士の接続後に電力と信号をツール５００へ供給可能となり、ツール５００の制御が可能となる。

第５実施形態では、検査装置７００は、第１実施形態で説明した、ハンド４００が有する機能（ハンド制御装置４３１、電圧検出回路４３５、電源スイッチ回路４３３、信号スイッチ回路４３６等）を有する。

接続後に、第１実施形態と同様の方法で、接点の接続状態を判定する。即ち制御回路１０１は、ツール本体５１０がロボット７１０に装着されたときに、ツール側電圧検出部である電圧検出回路５３５により検出された電圧の値を用いて、接点ユニット７２０の接点と接点ユニット５２０の接点との接触状態を判定する。

接点の接触状態を判定し、ＮＧとなる場合は、ロボット７１０を動作させ、メンテナンスユニット７２１をツール側接点ユニット５２０に接続し、ツール側接点ユニット５２０のメンテナンスを行う。メンテナンスとは、接点表面の拭き取り作業などである。

第５実施形態では、ツール５００にワーク供給装置（不図示）によってワークを供給し、事前にワーク把持することもできる。

以上、第５実施形態によれば、実際に作業をするアーム３００とハンド４００で構成されるロボット２００でツールが把持されていない時間に、ツール５００の検査、ツール５００のメンテナンスなどを行うことができる。これにより、全体の作業効率を上げることが可能となる。

なお、第５実施形態では、第１実施形態に対応して、電源側の電圧値を検出して、電圧の差分値を求め、電圧の差分値を用いて接触状態の判定を行う場合について説明したが、これに限定するものではない。第２〜第４実施形態と同様に、電源側の接点の接触抵抗値を求めて接触状態の判定を行ってもよいし、信号側の接点の電圧の差分値で接触状態の判定を行ってもよいし、信号側の接点の接触抵抗値で接点状態の判定を行ってもよい。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。

第１〜第５実施形態では、ハンド側又は検査装置側において電圧検出回路４３５で電圧を検出するように構成された場合について説明したが、これに限定するものではない。ハンド側又は検査装置側で電圧降下が無視できる場合には、ハンド側又は検査装置側において電圧検出回路４３５を省略してもよい。この場合、ツール側の電圧検出回路５３５により検出された電圧の値のみで閾値判定を行ってもよいし、予めハンド側又は検査装置側の電圧の値を記憶部に記憶させておき、この記憶値を用いて差分値又は接触抵抗値を計算して閾値判定を行ってもよい。

また、第１実施形態では、各接点ユニット４２０，５２０がグラウンド用の接点４２４，５２４を有する場合について説明したが、ハンド４００及びツール５００のケースをグラウンドとした場合についても本発明は適用可能である。その際は、電圧検出回路４３５は、グラウンド（ケース）に対する接点４２３の電圧（即ち電位）を検出し、電圧検出回路５３５は、グラウンド（ケース）に対する接点５２３の電圧（即ち電位）を検出してもよい。この場合、接点４２３と接点５２３との接続状態を判定することとなる。第２〜第５実施形態についても同様である。特に、第４実施形態では、差動信号であるので２つの接点４２１，４２２と２つの接点５２１，５２２との接続状態を判定していたが、いずれか一方、例えば接点４２１と接点５２１との接続状態を判定してもよい。

また、第１〜第５実施形態では、信号が差動信号である場合について説明したが、信号がシングルエンド信号であっても本発明は適用可能である。特に、第４実施形態においてシングルエンド信号の場合、電圧検出回路４３５，５３５は、信号側の接点（例えば接点４２１，５２１）と、グラウンド側の接点（例えば接点４２４，５２４）との間の電圧を検出すればよい。又は、ケースがグラウンドの場合は、電圧検出回路４３５，５３５は、信号側の接点とグラウンドとの間の電圧（即ち電位）を検出すればよい。

また、第１〜第５実施形態では、制御部が、統括制御装置１００の制御回路１０１である場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、ハンド４００のハンド制御装置４３１（検査装置７００の場合は検査装置７００の制御装置）であってもよい。なお、ハンド制御装置４３１はハンド本体４１０の内部に配置されている場合について説明したが、ハンド本体４１０の外部、例えばアーム３００側や統括制御装置１００側、又はこれらと別体に設けられていてもよい。検査装置７００についても同様である。更に、ハンド側の電圧検出回路４３５についても同様である。

また、第１〜第５実施形態では、ツール側の電圧検出回路５３５が検出した電圧の値を示す信号を、信号線を介して統括制御装置１００の制御回路１０１に送信する、いわゆる有線通信を行う場合について説明したが、これに限定するものではない。ツール５００及び統括制御装置１００が無線通信装置を搭載している場合には、無線通信により、電圧検出回路５３５が検出した電圧の値を示す信号を、統括制御装置１００の制御回路１０１に送信してもよい。

また、第１〜第５実施形態では、アーム３００が垂直多関節のロボットアームの場合について説明したが、これに限定するものではない。ハンドが取り付けられるアームが、例えば、水平多関節のロボットアーム、パラレルリンクのロボットアーム、直交ロボット等、種々のロボットアームであってもよい。

また、第１〜第５実施形態では、ロボット２００が１台であり、ツール５００が１台である場合について説明したが、これに限定するものではなく、ロボット２００が複数台でも良いし、ツール５００が複数台あってもよい。

また、第１、第２、第３及び第５実施形態では、電源側の接点の接触状態を判定し、第４実施形態では、信号側の接点の接触状態を判定する場合について説明したが、これに限定するものではなく、電源側と信号側の両方の接点の接触状態を判定してもよい。

１０…ロボット装置、１０１…制御回路（制御部）、４１０…ハンド本体、４２１〜４２４…接点（ハンド側接点）、４３５…電圧検出回路（ハンド側電圧検出部）、５１０…ツール本体、５２１〜５２４…接点（ツール側接点）、５３５…電圧検出回路（ツール側電圧検出部）

Claims (17)

1. ハンド本体と、
   前記ハンド本体に設けられ、電圧が印加されるハンド側接点と、
   前記ハンド本体に着脱可能なツール本体と、
   前記ツール本体に設けられ、前記ツール本体が前記ハンド本体に装着されたときに前記ハンド側接点に接触するツール側接点と、
   前記ツール本体に設けられ、前記ツール側接点の電圧を検出するツール側電圧検出部と、
   前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値を用いて、前記ハンド側接点と前記ツール側接点との接触状態を判定する制御部と、を備えたことを特徴とするロボット装置。
2. 前記ハンド側接点の電圧を検出するハンド側電圧検出部を更に備え、
   前記制御部は、前記接触状態の判定として、前記ハンド側電圧検出部により検出された電圧の値と前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値との差分値が、予め設定された閾値を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
3. 前記ツール本体が前記ハンド本体に装着された回数をカウントするカウンタと、
   前記制御部の指令に従って報知する報知部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記差分値が前記閾値を超えたときの前記カウンタによるカウント値が、予め設定されたカウント閾値よりも小さいか否かを判定し、前記カウント値が前記カウント閾値よりも小さいと判定した場合、前記報知部に報知させることを特徴とする請求項２に記載のロボット装置。
4. 前記ハンド側接点の電圧を検出するハンド側電圧検出部と、
   前記ハンド側接点を通過する電流を検出する電流検出部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記接触状態の判定として、前記ハンド側電圧検出部により検出された電圧の値と、前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値との差分値、及び前記電流検出部により検出された電流の値に基づく電気抵抗値が、予め設定された閾値を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
5. 前記ツール本体が前記ハンド本体に装着された回数をカウントするカウンタと、
   前記制御部の指令に従って報知する報知部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記電気抵抗値が前記閾値を超えたときの前記カウンタによるカウント値が、予め設定されたカウント閾値よりも小さいか否かを判定し、前記カウント値が前記カウント閾値よりも小さいと判定した場合、前記報知部に報知させることを特徴とする請求項４に記載のロボット装置。
6. 前記ハンド側接点に直流電圧を印加する電源部を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロボット装置。
7. 前記ツール本体は、ベース部と、前記ベース部に支持され、ワークを把持又は把持解放が可能な複数の爪と、前記複数の爪を駆動する電動モータと、を有しており、
   前記ハンド側接点に直流電圧を印加して前記電動モータに電力を供給する電源部と、
   前記ハンド側接点の電圧を検出するハンド側電圧検出部と、
   前記ツール本体が所定の状態のときに前記ハンド側接点を通過する電流の値を予め記憶する記憶部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記接触状態の判定として、前記所定の状態の場合に、前記ハンド側電圧検出部により検出された電圧の値と、前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値との差分値、及び前記記憶部により記憶された電流の値に基づく電気抵抗値が、閾値を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
8. 前記所定の状態は、前記複数の爪によりワークを把持した状態であることを特徴とする請求項７に記載のロボット装置。
9. 前記ツール本体が前記ハンド本体に装着された回数をカウントするカウンタと、
   前記制御部の指令に従って報知する報知部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記電気抵抗値が前記閾値を超えたときの前記カウンタによるカウント値が、予め設定されたカウント閾値よりも小さいか否かを判定し、前記カウント値が前記カウント閾値よりも小さいと判定した場合、前記報知部に報知させることを特徴とする請求項７又は８に記載のロボット装置。
10. 前記ハンド側接点及び前記ツール側接点をそれぞれ２つ有し、
    前記電源部は、前記２つのハンド側接点の間に直流電圧を印加し、
    前記ツール側電圧検出部は、前記２つのツール側接点の間の電圧を検出することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載のロボット装置。
11. 前記ハンド本体に設けられ、信号の伝送路を構成するハンド側信号接点と、
    前記ツール本体に設けられ、前記ツール本体が前記ハンド本体に装着されたときに前記ハンド側信号接点に接触するツール側信号接点と、を更に備え、
    前記制御部は、前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値を示す信号を、前記ツール側信号接点及び前記ハンド側信号接点を介して取得することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のロボット装置。
12. 前記ツール本体に設けられ、動作信号の入力を受けて前記ツール本体の動作を制御するツール制御部を更に備え、
    前記制御部は、前記ハンド側信号接点及び前記ツール側信号接点を介して前記ツール制御部に前記動作信号を出力することを特徴とする請求項１１に記載のロボット装置。
13. 前記制御部は、前記ハンド側接点に電圧を印加するための信号を出力することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロボット装置。
14. 前記ハンド側接点及び前記ツール側接点をそれぞれ２つ有し、
    前記制御部は、前記２つのハンド側接点に互いに異なる電圧レベルの信号を出力し、
    前記ツール側電圧検出部は、前記２つのツール側接点の間の電圧を検出することを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置。
15. 前記制御部が出力する２つの信号が差動信号であることを特徴とする請求項１４に記載のロボット装置。
16. 前記制御部は、前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値を示す信号を、前記ツール側接点及び前記ハンド側接点を介して取得することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載のロボット装置。
17. 前記ツール本体が着脱可能な検査装置本体と、
    前記検査装置本体に設けられ、前記ツール本体が前記検査装置本体に装着されたときに前記ツール側接点に接触し、電圧が印加される検査装置側接点と、を更に備え、
    前記制御部は、前記ツール本体が前記検査装置本体に装着されたときに、前記ツール側電圧検出部により検出された電圧の値を用いて、前記検査装置側接点と前記ツール側接点との接触状態を判定することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のロボット装置。

Images