JP2018069438A - 産業用ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 産業用ロボットシステムでは、ロボット制御装置とロボット本体(ロボット機構部)の間には有線の通信ケーブルが設置されている。ロボット制御装置またはロボット本体において操作や作業をする際、前記通信ケーブルが操作や作業の妨げや邪魔になることがあった。
【解決手段】 ロボット本体が具備するモータ等を駆動するサーボアンプを前記ロボット本体に設ける。ロボット制御装置と前記ロボット本体には無線通信手段をそれぞれ設ける。前記サーボアンプは、前記ロボット制御装置の無線通信手段と前記ロボット本体の無線通信手段の間で無線通信を行うことで、制御される。それゆえに前記ロボット制御装置と前記ロボット本体の間に有線の通信ケーブルを設ける必要がない。
【選択図】図1
【解決手段】 ロボット本体が具備するモータ等を駆動するサーボアンプを前記ロボット本体に設ける。ロボット制御装置と前記ロボット本体には無線通信手段をそれぞれ設ける。前記サーボアンプは、前記ロボット制御装置の無線通信手段と前記ロボット本体の無線通信手段の間で無線通信を行うことで、制御される。それゆえに前記ロボット制御装置と前記ロボット本体の間に有線の通信ケーブルを設ける必要がない。
【選択図】図1
Description
本発明は産業用ロボットシステムに関する。
産業用ロボットシステム(以後ロボットシステムとも称する)は、アームなどの可動部を備えるロボット機構部(以後ロボット本体とも称する)とロボット制御部(ロボット制御装置、以下コントローラとも称する)を備えている。
従来、ロボット制御部にはサーボアンプが設けられていた。ロボット制御部がサーボアンプを備える点については、例えば特開平7−112392(特に図1)と特開2008−93743(特に図3と図4)に開示されている。
また、従来のロボットシステムは、ロボット機構部とコントローラ(ロボット制御装置)を通信ケーブル(以後ケーブルとも称する)などで有線接続していた。その点については、例えば特開2000−99123に開示されている。また、上記の特開2008−93743にも開示されており、特に図1、図3、図4および図8に明瞭に開示されている。さらに上記の特開平7−112392には、この両者をコネクタで有線接続する点が開示されている。
従来のロボットシステムは、このような構成を前提としていたため、ロボット制御装置の設置場所に制約が多かった。特にロボット本体(ロボット機構部)とロボット制御装置がコネクタ接続の場合そうである。
また両者をケーブル接続する場合、設置場所の制約はコネクタ接続の場合より緩和されるものの依然として制約がある。ケーブルが作業の邪魔になりにくいと想定されるところにロボット制御装置を置かなければならない。またそれを考慮してロボット制御装置を設置したとしても、その後の移動が容易とは言えないので、該ケーブルがロボット本体またはロボット制御装置の作業や操作の邪魔になることがあった。例えば、作業者がケーブルに躓く、作業者の身体や作業者の携帯物でケーブルを引っ掛けるなどである。
従来、ロボット制御部にはサーボアンプが設けられていた。ロボット制御部がサーボアンプを備える点については、例えば特開平7−112392(特に図1)と特開2008−93743(特に図3と図4)に開示されている。
また、従来のロボットシステムは、ロボット機構部とコントローラ(ロボット制御装置)を通信ケーブル(以後ケーブルとも称する)などで有線接続していた。その点については、例えば特開2000−99123に開示されている。また、上記の特開2008−93743にも開示されており、特に図1、図3、図4および図8に明瞭に開示されている。さらに上記の特開平7−112392には、この両者をコネクタで有線接続する点が開示されている。
従来のロボットシステムは、このような構成を前提としていたため、ロボット制御装置の設置場所に制約が多かった。特にロボット本体(ロボット機構部)とロボット制御装置がコネクタ接続の場合そうである。
また両者をケーブル接続する場合、設置場所の制約はコネクタ接続の場合より緩和されるものの依然として制約がある。ケーブルが作業の邪魔になりにくいと想定されるところにロボット制御装置を置かなければならない。またそれを考慮してロボット制御装置を設置したとしても、その後の移動が容易とは言えないので、該ケーブルがロボット本体またはロボット制御装置の作業や操作の邪魔になることがあった。例えば、作業者がケーブルに躓く、作業者の身体や作業者の携帯物でケーブルを引っ掛けるなどである。
本発明は、ロボット制御装置とロボット本体間がケーブル等で有線接続されていたため、ロボット制御装置の設置場所に制約が多いという従来の問題点に鑑みなされたもので、ロボット制御装置の設置場所の自由度が高い産業用ロボットシステムを提供すること、またロボット制御装置とロボット本体間のケーブルが作業や操作の邪魔にならない産業用ロボットシステムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するための手段としての本発明の第1発明は、電力線から電力の供給を受け稼働する機械システムかつサーボ制御機能を備える機械システムであって、請求項1に記載された以下のような構成である。
ロボット本体は、アーム、駆動部および電気回路部などを有する。
前記電気回路部は、前記ロボット本体の通信手段および制御手段であり、電力線から入力した電力を前記ロボット本体の各構成要素が稼働するのに必要な動作電力として出力する電源手段を含む。
前記ロボット本体には、前記電気回路部の指令により作動するサーボアンプを前記駆動部に電力を供給し得るように設ける。
ロボット制御装置は、前記ロボット本体ないしロボット本体の前記各部を制御する装置である。
前記ロボット制御装置には、前記電気回路部と非有線で通信するための通信手段を設ける。
前記電気回路部には、前記通信手段と非有線で通信するための通信部を設ける。
前記サーボアンプを駆動制御するための指令は、前記ロボット制御装置から前記電気回路部へ前記通信手段と前記通信部を介して非有線で送信されるよう構成する。
なお、本発明における非有線の通信の代表は無線通信であり、その無線通信の原理(技術思想)またはプロトコルとして、ブラックチャネル(ブラックチャンネル)を用いることが可能であり、また用いることを推奨できる。
ロボット本体は、アーム、駆動部および電気回路部などを有する。
前記電気回路部は、前記ロボット本体の通信手段および制御手段であり、電力線から入力した電力を前記ロボット本体の各構成要素が稼働するのに必要な動作電力として出力する電源手段を含む。
前記ロボット本体には、前記電気回路部の指令により作動するサーボアンプを前記駆動部に電力を供給し得るように設ける。
ロボット制御装置は、前記ロボット本体ないしロボット本体の前記各部を制御する装置である。
前記ロボット制御装置には、前記電気回路部と非有線で通信するための通信手段を設ける。
前記電気回路部には、前記通信手段と非有線で通信するための通信部を設ける。
前記サーボアンプを駆動制御するための指令は、前記ロボット制御装置から前記電気回路部へ前記通信手段と前記通信部を介して非有線で送信されるよう構成する。
なお、本発明における非有線の通信の代表は無線通信であり、その無線通信の原理(技術思想)またはプロトコルとして、ブラックチャネル(ブラックチャンネル)を用いることが可能であり、また用いることを推奨できる。
上記課題を解決するための手段としての本発明の第2発明は、請求項2に記載された以下のような構成である。
請求項1記載の産業用ロボットシステムにおいて、前記ロボット制御装置は教示部を備える。
請求項1または請求項の2発明においては、電力線から電力の供給を受け稼働するのはロボット本体のみとすることも可能である。その場合、ロボット制御装置にはバッテリ(蓄電池など)を搭載する。すなわちロボット制御装置または教示部は、バッテリが出力する電力で稼働する構成とする。
請求項1記載の産業用ロボットシステムにおいて、前記ロボット制御装置は教示部を備える。
請求項1または請求項の2発明においては、電力線から電力の供給を受け稼働するのはロボット本体のみとすることも可能である。その場合、ロボット制御装置にはバッテリ(蓄電池など)を搭載する。すなわちロボット制御装置または教示部は、バッテリが出力する電力で稼働する構成とする。
上記課題を解決するための手段としての本発明の第3発明は、請求項3に記載された以下のような構成である
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備える。例えば前記教示部に非常停止スイッチを備えてもよい。
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、非常停止信号を前記通信手段を介して送信する。
前記通信部を介して前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステムである。
なお前記電源手段を出力停止状態とするとは、電源線から前記電源手段に電力が供給されている状態を電力が供給されない状態(入力遮断状態)にする、または前記電源手段が電力を出力しない状態(出力遮断状態)にする、という意味である。
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備える。例えば前記教示部に非常停止スイッチを備えてもよい。
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、非常停止信号を前記通信手段を介して送信する。
前記通信部を介して前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステムである。
なお前記電源手段を出力停止状態とするとは、電源線から前記電源手段に電力が供給されている状態を電力が供給されない状態(入力遮断状態)にする、または前記電源手段が電力を出力しない状態(出力遮断状態)にする、という意味である。
上記課題を解決するための手段としての本発明の第4発明は、請求項4に記載された以下のような構成である。
前記通信手段と前記通信部は電力線通信機能をそれぞれ備える。
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備える。例えば前記教示部に非常停止スイッチを備えてもよい。
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、前記通信手段が備える前記電力線通信機能によって電力線を介して非常停止信号を送信する。
前記通信部が備える前記電力線通信機能によって前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステムである。
前記通信手段と前記通信部は電力線通信機能をそれぞれ備える。
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備える。例えば前記教示部に非常停止スイッチを備えてもよい。
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、前記通信手段が備える前記電力線通信機能によって電力線を介して非常停止信号を送信する。
前記通信部が備える前記電力線通信機能によって前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステムである。
上記課題を解決するための手段としての本発明の第5発明は、請求項5に記載された以下のような構成である。
前記通信手段と前記通信部は電力線通信機能をそれぞれ備える。
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備る。
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、前記通信手段が備える前記電力線通信機能によって電力線を介して非常停止信号を送信するとともに、前記通信手段によって非常停止信号を非有線でも送信する。
前記通信部が備える前記電力線通信機能によって、または非有線で前記通信部によって、前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステムである。
前記通信手段と前記通信部は電力線通信機能をそれぞれ備える。
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備る。
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、前記通信手段が備える前記電力線通信機能によって電力線を介して非常停止信号を送信するとともに、前記通信手段によって非常停止信号を非有線でも送信する。
前記通信部が備える前記電力線通信機能によって、または非有線で前記通信部によって、前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステムである。
本発明の第1発明〜第5発明のいずれにおいても、ロボット本体とロボット制御装置を接続していたケーブルを廃止することができる。ケーブルを廃したので、ロボットシステムの設置、ロボットシステムの設定またはロボットシステムの操作などの諸作業の際、ケーブルが邪魔になることがない。すなわちロボット制御装置の設置場所の自由度が高い産業用ロボットシステムを提供することが可能である。
また、本発明の第3発明〜第5発明を実施すれば、ロボット本体とロボット制御装置間のケーブルを廃したとしても、より確実な非常停止手段を確保できる。
また、本発明の第3発明〜第5発明を実施すれば、ロボット本体とロボット制御装置間のケーブルを廃したとしても、より確実な非常停止手段を確保できる。
図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の産業用ロボットシステムの第1実施形態を示すブロック図である。図3は、本発明の産業用ロボットシステムにおける電力線通信機能の実施形態その1を示すブロック図である。これら2つの図を参照して第1実施形態を説明する。
本発明に係るロボットシステムは、ロボット制御装置1とロボット本体2を備えている。ロボット本体2は、電力線12から例えばコンセント14を介して電力の供給を受けるものとする。電力線12は、例えば100Vもしくは200Vの交流の配電線ないし送電線である。
ロボット制御装置1は、電力線12から電力の供給を受け稼働する構成でもよい。またはロボット制御装置にバッテリ(電池)を搭載し、ロボット制御装置は、そのバッテリが出力する電力で作動する構成としてもよい。なおこのバッテリは、一次電池や燃料電池などよりも電力線12からの電力で充電可能なもの(二次電池)のほうが好ましい。
ロボット制御装置1はシステムのコントローラである。ロボット制御装置1の底面には車輪10(例、キャスター)などの移動用部品を設けると、ロボット制御装置1の向きを変えたり設置位置を調整したりするのに便宜である。ただし車輪を設けることは本発明の実施に必須ではない。
ロボット本体2は、ロボット機構部であり、アーム8、モータ7(駆動部)、サーボアンプ6、電気回路部5および通信部4などを備えている。電気回路部5はサーボアンプ6を駆動するとともに、サーボアンプ6へ電力の供給を停止する機能を備えている。アーム8、モータ7(駆動部)およびサーボアンプ6は、それぞれ少なくとも1は必要であるけれど、複数備える構成であっても問題ないことはもちろんである。外部との通信手段である通信部4は電気回路部5内に設けてもよい。電気回路部5は、ロボット本体1の外部から電源の供給を受け、ロボット機構部(代表例、モータ7)を動かしたり停止したりするために必要な電気回路機能部であり制御機能部である。
ペンダント9は、ロボットシステムの入力手段、もしくは入力手段かつ出力手段であり、入力キー部(図示せず)を備え、望ましくはディスプレイ(図示せず)を備えている。ペンダント9は、ロボット制御装置1の機能の一部を担う構成要素であり、ロボット制御装置1と通信可能に有線接続または無線接続する。望ましい実施の形態としては、ペンダント9とロボット制御装置1をケーブルで接続し、ペンダント9をロボット制御装置1の台上に置くことができる構成が挙げられる。
ロボット制御装置1は通信手段3を、ロボット本体2は通信部4を備え、通信手段3及び通信部4は、無線通信を実施可能に構成する。ロボット制御装置1とロボット本体2との通信は、非常停止信号を含め、この実施の形態では全て無線通信で行う。これが本発明の第1実施形態の特徴である。従来の常識にとらわれず、サーボアンプ6をロボット本体2に設けることによって、このことが実現可能となった。特にロボット制御装置1をバッテリ稼働する構成では、ロボット制御装置1の設置場所の自由度が非常に高いという利点を実現できる。
非常停止スイッチ13は、ロボット制御装置1またはペンダント9に設ける。好ましくは図1に示すように両者に設けるべきであろう。
非常停止スイッチ13が操作されると、非常停止信号が出力され送信され、サーボアンプ6への電力の供給が停止され、モータ7がストップする。非常停止信号は、ロボット制御装置1(通信手段3)からロボット本体2(通信部4)へ無線で送信する。
本発明において、ロボット制御装置1とロボット本体2間で無線通信するには、いわゆるブラックチャネルもしくはブラックチャンネルなる技術を使うことが望ましい。ブラックチャネルは、安全信号の形式(機能安全規格)、プロトコルまたはプログラムモジュールである。ブラックチャネルを使うと送受信される信号が誤ったものになりにくい。特に非常停止信号の無線送信にブラックチャネルを使うことが望ましい。
非常停止信号の無線送信以外の実施の形態については後述する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の産業用ロボットシステムの第1実施形態を示すブロック図である。図3は、本発明の産業用ロボットシステムにおける電力線通信機能の実施形態その1を示すブロック図である。これら2つの図を参照して第1実施形態を説明する。
本発明に係るロボットシステムは、ロボット制御装置1とロボット本体2を備えている。ロボット本体2は、電力線12から例えばコンセント14を介して電力の供給を受けるものとする。電力線12は、例えば100Vもしくは200Vの交流の配電線ないし送電線である。
ロボット制御装置1は、電力線12から電力の供給を受け稼働する構成でもよい。またはロボット制御装置にバッテリ(電池)を搭載し、ロボット制御装置は、そのバッテリが出力する電力で作動する構成としてもよい。なおこのバッテリは、一次電池や燃料電池などよりも電力線12からの電力で充電可能なもの(二次電池)のほうが好ましい。
ロボット制御装置1はシステムのコントローラである。ロボット制御装置1の底面には車輪10(例、キャスター)などの移動用部品を設けると、ロボット制御装置1の向きを変えたり設置位置を調整したりするのに便宜である。ただし車輪を設けることは本発明の実施に必須ではない。
ロボット本体2は、ロボット機構部であり、アーム8、モータ7(駆動部)、サーボアンプ6、電気回路部5および通信部4などを備えている。電気回路部5はサーボアンプ6を駆動するとともに、サーボアンプ6へ電力の供給を停止する機能を備えている。アーム8、モータ7(駆動部)およびサーボアンプ6は、それぞれ少なくとも1は必要であるけれど、複数備える構成であっても問題ないことはもちろんである。外部との通信手段である通信部4は電気回路部5内に設けてもよい。電気回路部5は、ロボット本体1の外部から電源の供給を受け、ロボット機構部(代表例、モータ7)を動かしたり停止したりするために必要な電気回路機能部であり制御機能部である。
ペンダント9は、ロボットシステムの入力手段、もしくは入力手段かつ出力手段であり、入力キー部(図示せず)を備え、望ましくはディスプレイ(図示せず)を備えている。ペンダント9は、ロボット制御装置1の機能の一部を担う構成要素であり、ロボット制御装置1と通信可能に有線接続または無線接続する。望ましい実施の形態としては、ペンダント9とロボット制御装置1をケーブルで接続し、ペンダント9をロボット制御装置1の台上に置くことができる構成が挙げられる。
ロボット制御装置1は通信手段3を、ロボット本体2は通信部4を備え、通信手段3及び通信部4は、無線通信を実施可能に構成する。ロボット制御装置1とロボット本体2との通信は、非常停止信号を含め、この実施の形態では全て無線通信で行う。これが本発明の第1実施形態の特徴である。従来の常識にとらわれず、サーボアンプ6をロボット本体2に設けることによって、このことが実現可能となった。特にロボット制御装置1をバッテリ稼働する構成では、ロボット制御装置1の設置場所の自由度が非常に高いという利点を実現できる。
非常停止スイッチ13は、ロボット制御装置1またはペンダント9に設ける。好ましくは図1に示すように両者に設けるべきであろう。
非常停止スイッチ13が操作されると、非常停止信号が出力され送信され、サーボアンプ6への電力の供給が停止され、モータ7がストップする。非常停止信号は、ロボット制御装置1(通信手段3)からロボット本体2(通信部4)へ無線で送信する。
本発明において、ロボット制御装置1とロボット本体2間で無線通信するには、いわゆるブラックチャネルもしくはブラックチャンネルなる技術を使うことが望ましい。ブラックチャネルは、安全信号の形式(機能安全規格)、プロトコルまたはプログラムモジュールである。ブラックチャネルを使うと送受信される信号が誤ったものになりにくい。特に非常停止信号の無線送信にブラックチャネルを使うことが望ましい。
非常停止信号の無線送信以外の実施の形態については後述する。
[第2実施形態]
次に図2と図3を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
図2は、本発明の産業用ロボットシステムの第2実施形態を示すブロックである。
第2実施形態は、第1実施形態の構成を含み、通信手段3と通信部4に電力線通信機能(11、21)をそれぞれ設けたことが特徴である。なお、図2では、非常停止スイッチ13はペンダント9に設けているけれど、ロボット制御装置1にも設けて良い。
電気回路部5は、ロボット本体2の制御手段および通信手段であり、電源手段(電源機能)をも含む。電源手段(図示せず)は、電力線12bから受けた電力をロボット本体2のサーボアンプ6などの各構成要素(電気回路部5含む)が動作するのに必要な電力として出力する機能回路(電源回路)である。
本発明の第2実施形態においても、非常停止スイッチ13が操作された場合の非常停止信号の送受信は、無線通信で実施してよい。この点は第1実施形態と同様である。しかしながら、第2実施形態では、電力線通信による非常停止信号の送受信が必須である。この点について図3を参照して説明する。
ロボット制御装置1とロボット本体2に電力線通信機能(11、21)をそれぞれ設ける。これは第2実施形態では必須の構成である。
各電力線通信機能(11、21)は、電力線(12a、12b)で電力線12と接続する。図示していないけれど電力線(12a、12b)の端部にはプラグがあり、そのプラグでいわゆるコンセント14(電力供給口、電源供給端子)に接続する。
電力線通信機能(11、21)は、ロボットシステムで使用する信号形式を電力線通信可能な信号形式に変換ないし変調する一種のモデムである。電力線通信で使用する変調方式としては、例えばOFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexion)がある。電力線通信技術そのものは、従来の技術をそのまま本発明に適用できる。
ロボット制御装置1の非常停止スイッチ(図3では図示せず)が操作されると、電力線通信機能11は、通信実行承認用の所定コ−ドを該非常停止信号に付してから変調する。しかる後、電力線通信機能11は、変調された非常停止信号(以後信号αとも称する)を電力線(12a、12、12b)を介して電力線通信機能21へ送信する。電力線通信機能21は、受信した信号αを復調し、前記所定コードを照合することにより受信した信号αがロボット本体2宛てすなわち自身への指令信号であることを認識すると、上述したような非常停止動作を実行する。例えば、電力線12bからの電力入力をストップする、または電気回路部5が備えている前記電源手段を出力電力停止状態とする。よってロボット本体2は非常停止する。
前記所定コードの実際例としては、送信元(ロボット制御装置1)または受信先(ロボット本体2)を示すIDコードが使用できる。
次に図2と図3を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
図2は、本発明の産業用ロボットシステムの第2実施形態を示すブロックである。
第2実施形態は、第1実施形態の構成を含み、通信手段3と通信部4に電力線通信機能(11、21)をそれぞれ設けたことが特徴である。なお、図2では、非常停止スイッチ13はペンダント9に設けているけれど、ロボット制御装置1にも設けて良い。
電気回路部5は、ロボット本体2の制御手段および通信手段であり、電源手段(電源機能)をも含む。電源手段(図示せず)は、電力線12bから受けた電力をロボット本体2のサーボアンプ6などの各構成要素(電気回路部5含む)が動作するのに必要な電力として出力する機能回路(電源回路)である。
本発明の第2実施形態においても、非常停止スイッチ13が操作された場合の非常停止信号の送受信は、無線通信で実施してよい。この点は第1実施形態と同様である。しかしながら、第2実施形態では、電力線通信による非常停止信号の送受信が必須である。この点について図3を参照して説明する。
ロボット制御装置1とロボット本体2に電力線通信機能(11、21)をそれぞれ設ける。これは第2実施形態では必須の構成である。
各電力線通信機能(11、21)は、電力線(12a、12b)で電力線12と接続する。図示していないけれど電力線(12a、12b)の端部にはプラグがあり、そのプラグでいわゆるコンセント14(電力供給口、電源供給端子)に接続する。
電力線通信機能(11、21)は、ロボットシステムで使用する信号形式を電力線通信可能な信号形式に変換ないし変調する一種のモデムである。電力線通信で使用する変調方式としては、例えばOFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexion)がある。電力線通信技術そのものは、従来の技術をそのまま本発明に適用できる。
ロボット制御装置1の非常停止スイッチ(図3では図示せず)が操作されると、電力線通信機能11は、通信実行承認用の所定コ−ドを該非常停止信号に付してから変調する。しかる後、電力線通信機能11は、変調された非常停止信号(以後信号αとも称する)を電力線(12a、12、12b)を介して電力線通信機能21へ送信する。電力線通信機能21は、受信した信号αを復調し、前記所定コードを照合することにより受信した信号αがロボット本体2宛てすなわち自身への指令信号であることを認識すると、上述したような非常停止動作を実行する。例えば、電力線12bからの電力入力をストップする、または電気回路部5が備えている前記電源手段を出力電力停止状態とする。よってロボット本体2は非常停止する。
前記所定コードの実際例としては、送信元(ロボット制御装置1)または受信先(ロボット本体2)を示すIDコードが使用できる。
[第3実施形態]
次に図2と図4を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。
図4は、本発明の産業用ロボットシステムにおける電力線通信機能の実施形態その2を示すブロック図である。
信号αの送信機能は、いわゆる後付けが可能である。特に、装置が有線のLAN(以後LANという)に接続可能な場合は信号αの送信機能の後付けが容易である。
図4では、ロボット制御装置2に信号αの送信機能を後付けした例を示している。
ロボット制御装置1はPLCアダプタ31に電力線12aを接続することで電力の供給を受ける。PLCアダプタ31は、電力線に設けられているコンセント(図示せず)に椄続する。PLCアダプタ31と通信手段3はLANケーブル15で接続する。
ロボット制御装置1の通信手段3が出力する信号αは、LNAケーブル15とPLCアダプタ31を経て電力線(12、12b)を介してロボット本体2の電力線通信機能21へ送信される。よって、ロボット本体2は、無線通信のみにより信号αを受信するよりも、無線通信に加えて有線通信である電力線通信で信号αを受信することにより、より確実に非常停止を実行できる。
PLCアダプタ31は、電力線通信機能を実現する代表的実施の形態の一つで、PLCは、Power Line Communicationの略号である。PLCアダプタ31は市版されているので、それを適宜改造するなりして本発明の実施に応用できる。
次に図2と図4を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。
図4は、本発明の産業用ロボットシステムにおける電力線通信機能の実施形態その2を示すブロック図である。
信号αの送信機能は、いわゆる後付けが可能である。特に、装置が有線のLAN(以後LANという)に接続可能な場合は信号αの送信機能の後付けが容易である。
図4では、ロボット制御装置2に信号αの送信機能を後付けした例を示している。
ロボット制御装置1はPLCアダプタ31に電力線12aを接続することで電力の供給を受ける。PLCアダプタ31は、電力線に設けられているコンセント(図示せず)に椄続する。PLCアダプタ31と通信手段3はLANケーブル15で接続する。
ロボット制御装置1の通信手段3が出力する信号αは、LNAケーブル15とPLCアダプタ31を経て電力線(12、12b)を介してロボット本体2の電力線通信機能21へ送信される。よって、ロボット本体2は、無線通信のみにより信号αを受信するよりも、無線通信に加えて有線通信である電力線通信で信号αを受信することにより、より確実に非常停止を実行できる。
PLCアダプタ31は、電力線通信機能を実現する代表的実施の形態の一つで、PLCは、Power Line Communicationの略号である。PLCアダプタ31は市版されているので、それを適宜改造するなりして本発明の実施に応用できる。
[第4実施形態]
ロボット本体2を非常停止させるには、電気回路部5へ電力の供給を停止することにより実施することができる。電気回路部5に電力が供給されなくなると当然にサーボアンプ6、モータ7およびアーム8も停止する。電気回路部5への電力の供給を信号αでもって停止させるには次のような構成でも実施できる。
図5は、本発明の産業用ロボットシステムにおける電力線通信機能の実施形態その3を示すブロック図である。
ロボット制御装置1は電力線通信機能11を備えている。電力線通信機能11は、信号αを電力線12aへ送信する。電力線12aと電力線12の間には電力供給停止部5bを設ける。電力供給停止部5bは、電気回路部5の機能の一部を担う構成要素であり、電力線通信機能21bを備えている。また電力停止部5b(電力線通信機能12b)は、電力線12を介してロボット本体1と電気的に接続する。
すなわち電気回路部5は電力供給停止部5bを介して電力の供給を受ける。この構成は本実施の形態においては必須である。
電力線通信機能21bが信号αを受信したことを認証すると、電力供給停止部5bは、電力線12bへの電力の送出を停止する。すなわち電気回路部5への電力の供給を停止する。よってロボット本体2は非常停止状態となる。この実施の形態では、ロボット本体2の側については、電力供給停止部5bをいわゆる後付けすることで本発明を実施できるという利点がある。
ロボット本体2を非常停止させるには、電気回路部5へ電力の供給を停止することにより実施することができる。電気回路部5に電力が供給されなくなると当然にサーボアンプ6、モータ7およびアーム8も停止する。電気回路部5への電力の供給を信号αでもって停止させるには次のような構成でも実施できる。
図5は、本発明の産業用ロボットシステムにおける電力線通信機能の実施形態その3を示すブロック図である。
ロボット制御装置1は電力線通信機能11を備えている。電力線通信機能11は、信号αを電力線12aへ送信する。電力線12aと電力線12の間には電力供給停止部5bを設ける。電力供給停止部5bは、電気回路部5の機能の一部を担う構成要素であり、電力線通信機能21bを備えている。また電力停止部5b(電力線通信機能12b)は、電力線12を介してロボット本体1と電気的に接続する。
すなわち電気回路部5は電力供給停止部5bを介して電力の供給を受ける。この構成は本実施の形態においては必須である。
電力線通信機能21bが信号αを受信したことを認証すると、電力供給停止部5bは、電力線12bへの電力の送出を停止する。すなわち電気回路部5への電力の供給を停止する。よってロボット本体2は非常停止状態となる。この実施の形態では、ロボット本体2の側については、電力供給停止部5bをいわゆる後付けすることで本発明を実施できるという利点がある。
[第5実施形態]
本発明の実施の形態で使用推奨のブラックチャネル技術(以後ブラックチャネルという)は、通信手段3と通信部4の無線通信にも、両者間の電力線通信にも両方で使用可能である。無線送信(非常停止信号の無線送信を含む)でのブラックチャネルの使用を特に推奨できる。
本発明でブラックチャネルを使用する実施の形態である第5実施形態について以下に説明する。ここでは、無線通信で非常停止信号を送信する例でブラックチャネルの実施の形態を説明する。
図6は、本発明の産業用ロボットシステムにおけるブラックチャネルの実施形態を示すブロック図である。
ロボット制御装置1には、ブラックチャネルによる通信を実施するためのプログラム、ブラックチャネルプログラムモジュールを格納する。ロボット制御装置1は、非常停止信号を送信する側であるので、ここではブラックチャネルプログラムモジュールのことを送信側BCPモジュールと名づける。同様に、ロボット本体2に格納するブラックチャネルプログラムモジュールを受信側BCPモジュールと名づける。各ブラックチャネルプログラムモジュールをどこに格納するかは設計上の選択事項である。一般的には、通信手段3と通信部4の内部のメモリ(図示せず)に格納する。もちろんブラックチャネルプログラムモジュール専用のメモリに格納してもよい。また、送信側BCPモジュールと受信側BCPモジュールの両方の機能をもつ1個のモジュールICを、図6の送信側BCPモジュール41に代替してもよい。同様に前記1個のモジュールICを図6の受信側BCPモジュール42に代替する構成でもよい。
ブラックチャネルをどのような形態で実施するにせよ、送信側BCPモジュール41のみ、並びに受信側BCPモジュール42のみを他のプログラム部分やハードウエア部分に影響を与えずに交換可能な構成とすることが肝要である。どんなブラックチャネルプログラムがシステムに相応しいかは、適用しようとするロボットシステムによって種々異なるからである。
一般的には、ブラックチャネルプログラムモジュールないしブラックチャネルプログラムには、タイムスタンプ機能を実現するプログラムと巡回冗長検査(代表例、CRC)を実現するプログラムを実装することが望ましい。ロボットシステムに時計、代表的には電波時計を具備させれば、その電波時計を参照して前記のタイムスタンプ機能で作ったタイムスタンプ信号を非常停止信号に応用することが可能である。
巡回冗長検査は、いわゆる文字化けなどの偶発的誤り検出と誤り訂正に有用な技術であり、ハードウエアを変更することなくプログラムの実装で実施できるので、送信側BCPモジュール41と受信側BCPモジュール42への実装が容易である。ブラックチャネルに巡回冗長検査技術を採用することにより非常停止信号が非常停止信号でない信号になることを防止できる。
本発明の実施の形態で使用推奨のブラックチャネル技術(以後ブラックチャネルという)は、通信手段3と通信部4の無線通信にも、両者間の電力線通信にも両方で使用可能である。無線送信(非常停止信号の無線送信を含む)でのブラックチャネルの使用を特に推奨できる。
本発明でブラックチャネルを使用する実施の形態である第5実施形態について以下に説明する。ここでは、無線通信で非常停止信号を送信する例でブラックチャネルの実施の形態を説明する。
図6は、本発明の産業用ロボットシステムにおけるブラックチャネルの実施形態を示すブロック図である。
ロボット制御装置1には、ブラックチャネルによる通信を実施するためのプログラム、ブラックチャネルプログラムモジュールを格納する。ロボット制御装置1は、非常停止信号を送信する側であるので、ここではブラックチャネルプログラムモジュールのことを送信側BCPモジュールと名づける。同様に、ロボット本体2に格納するブラックチャネルプログラムモジュールを受信側BCPモジュールと名づける。各ブラックチャネルプログラムモジュールをどこに格納するかは設計上の選択事項である。一般的には、通信手段3と通信部4の内部のメモリ(図示せず)に格納する。もちろんブラックチャネルプログラムモジュール専用のメモリに格納してもよい。また、送信側BCPモジュールと受信側BCPモジュールの両方の機能をもつ1個のモジュールICを、図6の送信側BCPモジュール41に代替してもよい。同様に前記1個のモジュールICを図6の受信側BCPモジュール42に代替する構成でもよい。
ブラックチャネルをどのような形態で実施するにせよ、送信側BCPモジュール41のみ、並びに受信側BCPモジュール42のみを他のプログラム部分やハードウエア部分に影響を与えずに交換可能な構成とすることが肝要である。どんなブラックチャネルプログラムがシステムに相応しいかは、適用しようとするロボットシステムによって種々異なるからである。
一般的には、ブラックチャネルプログラムモジュールないしブラックチャネルプログラムには、タイムスタンプ機能を実現するプログラムと巡回冗長検査(代表例、CRC)を実現するプログラムを実装することが望ましい。ロボットシステムに時計、代表的には電波時計を具備させれば、その電波時計を参照して前記のタイムスタンプ機能で作ったタイムスタンプ信号を非常停止信号に応用することが可能である。
巡回冗長検査は、いわゆる文字化けなどの偶発的誤り検出と誤り訂正に有用な技術であり、ハードウエアを変更することなくプログラムの実装で実施できるので、送信側BCPモジュール41と受信側BCPモジュール42への実装が容易である。ブラックチャネルに巡回冗長検査技術を採用することにより非常停止信号が非常停止信号でない信号になることを防止できる。
[第6実施形態]
上記第5実施形態の変形の一実施形態を本発明の第6実施形態として、図1または図2および図6を参照して以下に説明する。
図1または図2において、非常停止信号以外の通常の信号の通信は、通常の無線通信で実施する。通常の無線通信は、ブラックチャネルを使わない無線通信である。
一方、非常停止スイッチ13が操作されロボット制御装置1が非常停止信号を無線通信する場合は、ブラックチャネルを使用した無線通信で実施する。すなわち通常の非常停止信号を送信側BCPモジュール41がブラックチャネルを使用した非常停止信号β(図示せず)に変換し送信する。ブラックチャネルを使用した非常停止信号βを受信した受信側BCPモジュール42は、前記βをデコードし自身宛て(ロボット本体2宛て)の非常停止信号であることを認証すると、その旨を電気回路部5へ通知する。なおこの認証ステップは電気回路部5で実施してもよい。
この認証ステップの結果を受けて電気回路部5は、前記電源手段を出力停止状態とする。サーボアンプ6への電力の供給が停止するのでロボット本体2は非常停止する。
通常の無線通信ではブラックチャネルを使用しないので信号をブラックチャネル化する手間が不要で通信するデータ量も比較的に少ないので高速通信が可能である。一方、ブラックチャネルによる非常停止信号の無線通信では、いわゆる安全通信(層)による通信となるので信頼性が高い無線通信が可能である。すなわちロボット制御装置1とロボット本体2間を接続していた有線のケーブルを廃するには有利である。
なお本発明においては,ロボット制御装置1からロボット本体2へ電力線通信によって前記βを送信することも可能である。
上記第5実施形態の変形の一実施形態を本発明の第6実施形態として、図1または図2および図6を参照して以下に説明する。
図1または図2において、非常停止信号以外の通常の信号の通信は、通常の無線通信で実施する。通常の無線通信は、ブラックチャネルを使わない無線通信である。
一方、非常停止スイッチ13が操作されロボット制御装置1が非常停止信号を無線通信する場合は、ブラックチャネルを使用した無線通信で実施する。すなわち通常の非常停止信号を送信側BCPモジュール41がブラックチャネルを使用した非常停止信号β(図示せず)に変換し送信する。ブラックチャネルを使用した非常停止信号βを受信した受信側BCPモジュール42は、前記βをデコードし自身宛て(ロボット本体2宛て)の非常停止信号であることを認証すると、その旨を電気回路部5へ通知する。なおこの認証ステップは電気回路部5で実施してもよい。
この認証ステップの結果を受けて電気回路部5は、前記電源手段を出力停止状態とする。サーボアンプ6への電力の供給が停止するのでロボット本体2は非常停止する。
通常の無線通信ではブラックチャネルを使用しないので信号をブラックチャネル化する手間が不要で通信するデータ量も比較的に少ないので高速通信が可能である。一方、ブラックチャネルによる非常停止信号の無線通信では、いわゆる安全通信(層)による通信となるので信頼性が高い無線通信が可能である。すなわちロボット制御装置1とロボット本体2間を接続していた有線のケーブルを廃するには有利である。
なお本発明においては,ロボット制御装置1からロボット本体2へ電力線通信によって前記βを送信することも可能である。
1 ロボット制御装置
2 ロボット本体
3 通信手段
4 通信部
5 電気回路部
5b 電力供給停止部
6 サーボアンプ
7 モータ
8 アーム
9 ペンダント
10 車輪
11、21、21b 電力線通信機能
12、12a、12b 電力線
13 非常停止スイッチ
14 コンセント
15 LANケーブル
31 PLCアダプタ
41 送信側BCPモジュール
42 受信側BCPモジュール
2 ロボット本体
3 通信手段
4 通信部
5 電気回路部
5b 電力供給停止部
6 サーボアンプ
7 モータ
8 アーム
9 ペンダント
10 車輪
11、21、21b 電力線通信機能
12、12a、12b 電力線
13 非常停止スイッチ
14 コンセント
15 LANケーブル
31 PLCアダプタ
41 送信側BCPモジュール
42 受信側BCPモジュール
Claims (5)
- 電力線から電力の供給を受け稼働する機械システムかつサーボ制御機能を備える機械システムであって、
アーム、駆動部および電気回路部などを有するロボット本体と、前記ロボット本体を制御するロボット制御装置とを含み、
前記電気回路部は、電力線から入力した電力を前記ロボット本体の動作電力として出力する電源手段を含み、
前記ロボット本体には、前記電気回路部の指令により作動するサーボアンプを前記駆動部に電力を供給し得るように設け、
前記ロボット制御装置には、前記電気回路部と非有線で通信するための通信手段を設け、
前記電気回路部には、前記通信手段と非有線で通信するための通信部を設け、
前記サーボアンプを駆動制御するための指令は、前記ロボット制御装置から前記電気回路部へ前記通信手段と前記通信部を介して非有線で送信される産業用ロボットシステム。 - 前記ロボット制御装置は教示部を備える請求項1記載の産業用ロボットシステム。
- 前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備え、
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、非常停止信号を前記通信手段を介して送信し、
前記通信部を介して前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステム。 - 前記通信手段と前記通信部は電力線通信機能をそれぞれ備え、
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備え、
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、前記通信手段が備える前記電力線通信機能によって電力線を介して非常停止信号を送信し、
前記通信部が備える前記電力線通信機能によって前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステム。 - 前記通信手段と前記通信部は電力線通信機能をそれぞれ備え、
前記ロボット制御装置は非常停止スイッチを少なくとも1個備え、
前記スイッチが操作されると、前記ロボット制御装置は、前記通信手段が備える前記電力線通信機能によって電力線を介して非常停止信号を送信するとともに、前記通信手段によって非常停止信号を非有線でも送信し
前記通信部が備える前記電力線通信機能によって、または非有線で前記通信部によって、前記非常停止信号を受信した前記電気回路部は、前記電源手段を出力停止状態とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の産業用ロボットシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016223605A JP2018069438A (ja) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 産業用ロボットシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016223605A JP2018069438A (ja) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 産業用ロボットシステム |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2018069438A true JP2018069438A (ja) | 2018-05-10 |
Family
ID=62111735
Family Applications (1)
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JP2016223605A Pending JP2018069438A (ja) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 産業用ロボットシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2018069438A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113530900A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-22 | 中广核研究院有限公司 | 机器人液压控制系统和机器人设备 |
WO2022084161A1 (de) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum steuern eines sicherheitskritischen prozesses |
-
2016
- 2016-10-31 JP JP2016223605A patent/JP2018069438A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022084161A1 (de) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum steuern eines sicherheitskritischen prozesses |
CN113530900A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-22 | 中广核研究院有限公司 | 机器人液压控制系统和机器人设备 |
CN113530900B (zh) * | 2021-07-22 | 2023-08-18 | 中广核研究院有限公司 | 机器人液压控制系统和机器人设备 |
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