JP2022042126A - ロボット制御装置およびロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】駆動部の動力を遮断する回路の故障率が低く、ロボットシステムの安全性を高め得るロボット制御装置、および、安全性の高いロボットシステムを提供すること。【解決手段】ロボットアームと、前記ロボットアームを駆動する駆動部と、前記駆動部に供給する電力を受け、入力される制御信号に基づいて前記駆動部に動力を出力する駆動制御部と、を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、停止信号について論理演算を行い、演算結果を出力する論理演算回路と、前記演算結果に基づいて、前記駆動制御部に供給する前記電力または前記駆動制御部に入力される前記制御信号を遮断することにより、前記駆動部の動力を遮断する動力遮断回路と、を有することを特徴とするロボット制御装置。【選択図】図３

Description

本発明は、ロボット制御装置およびロボットシステムに関するものである。

特許文献１には、モーターによって駆動される可動部と、モーターへの動力の通電と遮断とを切り返すモーター動力遮断部と、を有する射出成形機が開示されている。モーター動力遮断部は、直列に接続された３つの動力遮断部を有している。これらの動力遮断部は、モーターに駆動電力を供給するサーボアンプに設けられ、互いに独立してモーターへの動力を遮断するように動作する。

特開２０１４－１９１４４号公報

特許文献１のように複数の動力遮断部を用いて動力を遮断することで、モーターへの動力遮断を判定する基準の多様化が図られる一方、動力を遮断することができない故障を起こし得る因子の数も複数になる。このため、モーター動力遮断部全体における安全率を高めにくいという課題がある。

本発明の適用例に係るロボット制御装置は、
ロボットアームと、前記ロボットアームを駆動する駆動部と、前記駆動部に供給する電力を受け、入力される制御信号に基づいて前記駆動部に動力を出力する駆動制御部と、を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
停止信号について論理演算を行い、演算結果を出力する論理演算回路と、
前記演算結果に基づいて、前記駆動制御部に供給する前記電力または前記駆動制御部に入力される前記制御信号を遮断することにより、前記駆動部の動力を遮断する動力遮断回路と、
を有することを特徴とする。

本発明の適用例に係るロボットシステムは、
ロボットアーム、前記ロボットアームを駆動する駆動部、および、前記駆動部に供給する電力を受け、入力される制御信号に基づいて前記駆動部に動力を出力する駆動制御部、を備えるロボットと、
前記ロボットの動作を制御する本発明の適用例に係るロボット制御装置と、
を有することを特徴とする。

第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。 図１に示すロボットの概略図である。 図１のロボットシステムの主要部を示すブロック図である。 図３の動力遮断部の回路構成を示す概略図である。 図４の動力遮断回路の回路構成を示す概略図である。 第１遮断回路側の停止信号である第１信号、および、論理回路出力Ｓｇ１の一例を示すタイミングチャートである。 第１遮断回路側の停止信号である第１信号、および、論理回路出力Ｓｇ１の一例を示すタイミングチャートである。 第１遮断回路側の停止信号である第１信号、および、論理回路出力Ｓｇ１の一例を示すタイミングチャートである。 図４の不一致回路の回路構成を示す概略図である。 論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２および不一致信号Ｓｈの一例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係るロボット制御装置が備える動力遮断回路の回路構成を示す概略図である。

以下、本発明のロボット制御装置およびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係るロボットシステムおよびロボット制御装置について説明する。
図１は、第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットの概略図である。図３は、図１のロボットシステムの主要部を示すブロック図である。

１．１．ロボットシステム
図１に示すロボットシステム１は、例えば、各種ワーク（対象物）の搬送、組立、検査等の各作業で用いられる。
図１ないし図３に示すように、ロボットシステム１は、基台４、ロボットアーム１０、駆動部４０１～４０６および駆動制御部３０１～３０６を備えるロボット２と、ロボット２の動作を制御するロボット制御装置８と、を有する。

図１および図２に示す基台４は、水平な床１０１に載置されている。なお、基台４は、床１０１ではなく、壁、天井、架台等に載置されていてもよい。

図１および図２に示すロボットアーム１０は、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６を備えている。第６アーム１６の先端には、図示しないエンドエフェクターを着脱可能に取り付けることができ、そのエンドエフェクターでワークを把持等することができる。エンドエフェクターで把持等するワークとしては、特に限定されず、例えば、電子部品、電子機器等が挙げられる。なお、本明細書では、第６アーム１６を基準にしたときの基台４側を「基端側」とし、基台４を基準にしたときの第６アーム１６側を「先端側」とする。

エンドエフェクターとしては、特に限定されないが、ワークを把持するハンド、ワークを吸着する吸着ヘッド等が挙げられる。

なお、第６アーム１６とエンドエフェクターとの間には、図示しない力検出部が設けられていてもよい。力検出部は、エンドエフェクターに加わる力を検出する。力検出部としては、例えば、互いに直交する３軸のそれぞれの軸方向の力成分（並進力成分）と、その３軸のそれぞれの軸周りの力成分（回転力成分）と、を検出可能な６軸力覚センサー等が挙げられる。

１．２．ロボット
ロボット２は、基台４と、第１アーム１１と、第２アーム１２と、第３アーム１３と、第４アーム１４と、第５アーム１５と、第６アーム１６とが、基端側から先端側に向ってこの順に連結された単腕の６軸垂直多関節ロボットである。以下では、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６をそれぞれ「アーム」とも言う。アーム１１～１６の長さは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

基台４と第１アーム１１とは、関節１７１を介して連結されている。第１アーム１１は、基台４に対し、鉛直軸と平行な第１回動軸Ｏ１を回動中心として回動可能となっている。第１アーム１１は、モーター４０１Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０１の駆動により回動する。モーター４０１Ｍは、第１アーム１１を回動させる駆動力を発生する。駆動部４０１の動作は、モータードライバーである駆動制御部３０１を介して、ロボット制御装置８により制御される。

第１アーム１１と第２アーム１２とは、関節１７２を介して連結されている。第２アーム１２は、第１アーム１１に対し、水平面と平行な第２回動軸Ｏ２を回動中心として回動可能となっている。第２アーム１２は、モーター４０２Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０２の駆動により回動する。モーター４０２Ｍは、第２アーム１２を回動させる駆動力を発生する。駆動部４０２の動作は、モータードライバーである駆動制御部３０２を介して、ロボット制御装置８により制御される。

第２アーム１２と第３アーム１３とは、関節１７３を介して連結されている。第３アーム１３は、第２アーム１２に対し、水平面と平行な第３回動軸Ｏ３を回動中心として回動可能となっている。第３アーム１３は、モーター４０３Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０３の駆動により回動する。モーター４０３Ｍは、第３アーム１３を回動させる駆動力を発生する。駆動部４０３の動作は、モータードライバーである駆動制御部３０３を介して、ロボット制御装置８により制御される。

第３アーム１３と第４アーム１４とは、関節１７４を介して連結されている。第４アーム１４は、第３アーム１３に対し、第３アーム１３の中心軸と平行な第４回動軸Ｏ４を回動中心として回動可能となっている。第４アーム１４は、モーター４０４Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０４の駆動により回動する。モーター４０４Ｍは、第４アーム１４を回動させる駆動力を発生する。駆動部４０４の動作は、モータードライバーである駆動制御部３０４を介して、ロボット制御装置８により制御される。

第４アーム１４と第５アーム１５とは、関節１７５を介して連結されている。第５アーム１５は、第４アーム１４に対し、第４アーム１４の中心軸と直交する第５回動軸Ｏ５を回動中心として回動可能となっている。第５アーム１５は、モーター４０５Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０５の駆動により回動する。モーター４０５Ｍは、第５アーム１５を回動させる駆動力を発生する。駆動部４０５の動作は、モータードライバーである駆動制御部３０５を介して、ロボット制御装置８により制御される。

第５アーム１５と第６アーム１６とは、関節１７６を介して連結されている。第６アーム１６は、第５アーム１５に対し、第５アーム１５の先端部の中心軸と平行な第６回動軸Ｏ６を回動中心として回動可能となっている。第６アーム１６は、モーター４０６Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０６の駆動により回動する。モーター４０６Ｍは、第６アーム１６を回動させる駆動力を発生する。駆動部４０６の動作は、モータードライバーである駆動制御部３０６を介して、ロボット制御装置８により制御される。

駆動部４０１～４０６には、図３に示すように、角度センサー４１１～４１６が設けられている。これらの角度センサー４１１～４１６としては、例えば、ロータリーエンコーダー等の各種エンコーダーが挙げられる。角度センサー４１１～４１６は、駆動部４０１～４０６のモーターまたは減速機の出力軸の回動角度を検出する。

駆動部４０１～４０６のモーターとしては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等が挙げられる。
駆動部４０１～４０６の減速機としては、例えば、複数の歯車で構成された遊星ギア型の減速機、波動減速機等が挙げられる。

駆動部４０１～４０６および角度センサー４１１～４１６は、それぞれ、ロボット制御装置８と電気的に接続されている。

ロボット制御装置８は、駆動制御部３０１～３０６を介して、駆動部４０１～４０６の動作を独立して制御する。具体的には、ロボット制御装置８は、角度センサー４１１～４１６や図示しない力検出部の検出結果に基づいて、駆動部４０１～４０６の動作条件、例えば角速度や回転角度等をそれぞれ制御する。

１．３．ロボット制御装置の構成
ロボット制御装置８は、上位制御部８１と、機能安全部８２と、動力遮断部８３と、を備えている。また、ロボット制御装置８は、非常停止スイッチ８４（非常停止信号発生部）と、イネーブルスイッチ８５（イネーブル停止信号発生部）を備えたティーチングペンダント８６と、物体接近検出部８７（保護停止信号発生部）と、を備えている。

１．３．１．上位制御部
上位制御部８１は、駆動制御部３０１～３０６の動作を制御して、ロボット２の動作を制御する。
上位制御部８１のハードウェア構成は、特に限定されないが、図３では、プロセッサー８１２、メモリー８１４、および、外部インターフェース８１６を含んでいる。これらは、内部バスを介して互いに通信可能に接続されている。

プロセッサー８１２としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等が挙げられる。
プロセッサー８１２は、メモリー８１４に記憶された各種プログラムを実行することにより、ロボット２の動作を制御する。

メモリー８１４としては、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリーや、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー等が挙げられる。なお、メモリー８１４は、非着脱式に限らず、着脱式であってもよい。
メモリー８１４は、各種プログラムの他、外部インターフェース８１６で受け付けた各種データやロボット２から出力された各種データを保存する。

外部インターフェース８１６としては、各種の通信用技術が挙げられる。通信用技術としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ－２３２Ｃ、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ等が挙げられる。

上述したハードウェア構成を有する上位制御部８１は、前述したように、駆動制御部３０１～３０６の動作を制御して、ロボット２の動作を制御する。また、上位制御部８１は、角度センサー４１１～４１６の検出結果や図示しない力検出部、画像センサー、深度センサー等の検出結果を、ロボット２の動作に反映させる。さらに、上位制御部８１は、ロボット２の動作状況、例えば駆動制御部３０１～３０６に対する速度指示の情報を、後述する制御停止信号Ｓｂ１、Ｓｂ２として動力遮断部８３に向けて出力する。制御停止信号Ｓｂ１、Ｓｂ２は、互いに同一の信号であり、異なる信号路を介して動力遮断部８３に伝送される。後述する動力遮断部８３では、制御停止信号Ｓｂ１、Ｓｂ２を含む停止信号に基づいてロボット２の動力を遮断することにより、ロボット２の周囲の安全を確保する。

１．３．２．機能安全部
機能安全部８２のハードウェア構成は、特に限定されないが、図３では、プロセッサー８２２、メモリー８２４、および、外部インターフェース８２６を含んでいる。これらは、内部バスを介して互いに通信可能に接続されている。

メモリー８２４および外部インターフェース８２６は、前述したメモリー８１４および外部インターフェース８１６と同様である。
プロセッサー８２２としては、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等が挙げられる。

プロセッサー８２２は、メモリー８２４に記憶された各種プログラムを実行する。これにより、機能安全部８２は、図示しない力検出部、画像センサー、深度センサー等の検出結果や図３に示す交流電源７１の電圧、後述するコンバーターの出力電圧等をモニターする。そして、モニター結果に異常を認めた場合、機能安全部８２は、機能安全に関わる異常の有無を、後述する機能安全停止信号Ｓｃ１、Ｓｃ２として動力遮断部８３に向けて出力する。機能安全停止信号Ｓｃ１、Ｓｃ２は、互いに同一の信号であり、異なる信号路を介して動力遮断部８３に伝送される。後述する動力遮断部８３では、機能安全停止信号Ｓｃ１、Ｓｃ２を含む停止信号に基づいてロボット２の動力を遮断することにより、ロボット２の周囲の安全を確保する。

このように上位制御部８１から独立して機能安全部８２を設けることにより、機能安全に関わる制御を独立させることができるので、機能安全の信頼性をより高めることができる。なお、機能安全部８２は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。

１．３．３．非常停止スイッチ
非常停止スイッチ８４（非常停止信号発生部）は、ロボット２の動作を強制的に停止させたいとき、作業者が押下するボタンである。非常停止スイッチ８４が押下されると、後述する非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２が動力遮断部８３に出力される。非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２は、互いに同一の信号であり、異なる信号路を介して動力遮断部８３に伝送される。後述する動力遮断部８３では、非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２を含む停止信号に基づいてロボット２の動力を遮断することにより、ロボット２の周囲の安全を確保する。
なお、非常停止信号発生部は、ボタンに限定されず、作業者の意思によって非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２を出力し得るもので代替可能である。

１．３．４．ティーチングペンダント
ティーチングペンダント８６は、ロボット２に対する教示作業を行うためのタブレット端末型のプログラミングデバイスである。ティーチングペンダント８６は、作業者によって持ち運べるようになっている。作業者は、ティーチングペンダント８６を持った状態でロボット２に近づき、教示作業を行う。

ティーチングペンダント８６は、イネーブルスイッチ８５（イネーブル停止信号発生部）を備えている。イネーブルスイッチ８５は、ティーチングペンダント８６を手に持った作業者によって押下することができるように構成されている。ティーチングペンダント８６は、作業者によるイネーブルスイッチ８５の押し込み位置が所定の位置にあるときにのみ、教示作業を行えるようになっている。また、イネーブルスイッチ８５は、その押し込み位置に応じて、後述するイネーブル停止信号Ｓｄ１、Ｓｄ２を動力遮断部８３に向けて出力する。イネーブル停止信号Ｓｄ１、Ｓｄ２は、互いに同一の信号であり、異なる信号路を介して動力遮断部８３に伝送される。後述する動力遮断部８３では、イネーブル停止信号Ｓｄ１、Ｓｄ２を含む停止信号に基づいてロボット２の動力を遮断することにより、ロボット２の周囲の安全を確保する。

１．３．５．物体接近検出部
物体接近検出部８７（保護停止信号発生部）は、ロボット２の周囲にあらかじめ設定された距離よりも人を含む物体が接近したとき、その接近を検出する。物体接近検出部８７が物体の接近を検出すると、後述する保護停止信号Ｓｅ１、Ｓｅ２が動力遮断部８３に出力される。保護停止信号Ｓｅ１、Ｓｅ２は、互いに同一の信号であり、異なる信号路を介して動力遮断部８３に伝送される。後述する動力遮断部８３では、保護停止信号Ｓｅ１、Ｓｅ２を含む停止信号に基づいてロボット２の動力を遮断することにより、ロボット２の周囲の安全を確保する。

物体接近検出部８７としては、例えば、安全扉を備える安全柵、ライトカーテン、ミリ波レーダー、レーザースキャナー、画像センサー、超音波センサー等が挙げられ、これらのうちの１つ以上が用いられる。図１では、物体接近検出部８７がライトカーテンである例を図示している。

１．３．６．動力遮断部
図４は、図３の動力遮断部８３の回路構成を示す概略図である。
図４に示す動力遮断部８３は、論理演算回路５２と、動力遮断回路５４と、不一致回路５６と、絶縁素子であるフォトカプラー５８Ａ、５８Ｂ、５９Ａ、５９Ｂと、を有している。

図４に示す論理演算回路５２には、第１信号と第２信号とに二重化された停止信号が入力される。図４に示す論理演算回路５２は、第１信号が入力される第１演算回路５２Ａと、第２信号が入力される第２演算回路５２Ｂと、を有している。

本実施形態に係る第１信号は、非常停止信号Ｓａ１、制御停止信号Ｓｂ１、機能安全停止信号Ｓｃ１、イネーブル停止信号Ｓｄ１、および保護停止信号Ｓｅ１を含む。また、本実施形態に係る第２信号は、非常停止信号Ｓａ２、制御停止信号Ｓｂ２、機能安全停止信号Ｓｃ２、イネーブル停止信号Ｓｄ２、および保護停止信号Ｓｅ２を含む。

第１信号は、それぞれ、フォトカプラー５８Ａを介して、第１演算回路５２Ａに入力される。フォトカプラー５８Ａは、非常停止信号Ｓａ１、制御停止信号Ｓｂ１、機能安全停止信号Ｓｃ１、イネーブル停止信号Ｓｄ１、および保護停止信号Ｓｅ１が、第１演算回路５２Ａに入力される信号路にそれぞれ設けられ、この信号路を電気的に絶縁しながら第１信号を伝送する。これにより、電気的には、信号路を絶縁することができるので、第１信号の仕様によらず、第１演算回路５２Ａを設計することが可能になる。換言すれば、フォトカプラー５８Ａを用いることにより、様々な仕様の第１信号に適用可能な第１演算回路５２Ａを実現することができる。
なお、フォトカプラー５８Ａは、同様の機能を有する絶縁素子、例えばコイルやコンデンサー等を用いたデジタルアイソレーターで代替可能である。

第１演算回路５２Ａは、ＯＲ回路５２２Ａ（論理和演算回路）と、ＡＮＤ回路５２４Ａ（論理積演算回路）と、を有する。
ＯＲ回路５２２Ａは、イネーブル停止信号Ｓｄ１と保護停止信号Ｓｅ１との論理和Ｓｆ１を演算する。
ＡＮＤ回路５２４Ａは、非常停止信号Ｓａ１と制御停止信号Ｓｂ１と機能安全停止信号Ｓｃ１と論理和Ｓｆ１との論理積を演算する。この論理積の演算結果は、論理回路出力Ｓｇ１（第１演算結果）として第１演算回路５２Ａから出力される。

第２信号は、それぞれ、フォトカプラー５８Ｂを介して、第２演算回路５２Ｂに入力される。フォトカプラー５８Ｂは、非常停止信号Ｓａ２、制御停止信号Ｓｂ２、機能安全停止信号Ｓｃ２、イネーブル停止信号Ｓｄ２、および保護停止信号Ｓｅ２が、第２演算回路５２Ｂに入力される信号路にそれぞれ設けられ、この信号路を電気的に絶縁しながら第２信号を伝送する。これにより、電気的には、信号路を絶縁することができるので、第２信号の仕様によらず、第２演算回路５２Ｂを設計することが可能になる。換言すれば、フォトカプラー５８Ｂを用いることにより、様々な仕様の第２信号に適用可能な第２演算回路５２Ｂを実現することができる。
なお、フォトカプラー５８Ｂは、同様の機能を有する絶縁素子、例えばコイルやコンデンサー等を用いたデジタルアイソレーターで代替可能である。

第２演算回路５２Ｂは、ＯＲ回路５２２Ｂ（論理和演算回路）と、ＡＮＤ回路５２４Ｂ（論理積演算回路）と、を有する。
ＯＲ回路５２２Ｂは、イネーブル停止信号Ｓｄ２と保護停止信号Ｓｅ２との論理和Ｓｆ２を演算する。

ＡＮＤ回路５２４Ｂは、非常停止信号Ｓａ２と制御停止信号Ｓｂ２と機能安全停止信号Ｓｃ２と論理和Ｓｆ２との論理積を演算する。この論理積の演算結果は、論理回路出力Ｓｇ２（第２演算結果）として第２演算回路５２Ｂから出力される。

図４に示す動力遮断回路５４は、論理回路出力Ｓｇ１（第１演算結果）および論理回路出力Ｓｇ２（第２演算結果）に基づいて、駆動部４０１～４０６の動力を遮断する。
図５は、図４の動力遮断回路５４の回路構成を示す概略図である。なお、図５では、主要な素子のみを図示し、一部の素子を省略している。

図５に示す動力遮断回路５４は、交流電源７１と駆動制御部３０１～３０６との間に設けられている。また、図５には、動力遮断回路５４と駆動制御部３０１～３０６との間に設けられたコンバーター７２が図示されている。図５に示すコンバーター７２は、ブリッジダイオードで構成され、交流電圧を直流電圧に変換し、駆動制御部３０１～３０６に入力する。駆動制御部３０１～３０６は、図示しないインバーター回路を有しており、直流電圧を交流電圧に変換する。つまり、駆動制御部３０１～３０６は、動力遮断回路５４およびコンバーター７２を介して、交流電源７１から駆動部４０１～４０６を駆動するための電力を受けている。そして、駆動制御部３０１～３０６は、前述した上位制御部８１からの制御信号に基づいて、この電力で駆動部４０１～４０６を駆動する。

動力遮断回路５４は、論理回路出力Ｓｇ１に基づいて駆動部４０１～４０６の動力を遮断する第１遮断回路５４Ａと、論理回路出力Ｓｇ２に基づいて駆動部４０１～４０６の動力を遮断する第２遮断回路５４Ｂと、を有する。

第１遮断回路５４Ａは、交流電源７１とコンバーター７２との間の電力供給路に設けられた第１リレー５４２Ａを有している。第２遮断回路５４Ｂは、交流電源７１とコンバーター７２との間の電力供給路に設けられた第２リレー５４２Ｂを有している。第１リレー５４２Ａおよび第２リレー５４２Ｂは、それぞれ、電力供給路の接続、切断を行うことにより、交流電源７１からコンバーター７２への交流電圧の入力を切り替える。

第１リレー５４２Ａは、接点５４３Ａとコイル５４４Ａとを備えたノーマリーオープン（常時開）のリレーである。コイル５４４Ａには、リレー電源Ｖｒと第１演算回路５２Ａの出力端子とが接続されている。リレー電源Ｖｒの電圧は、例えば５Ｖとされる。第１演算回路５２Ａからの論理回路出力Ｓｇ１がハイレベルであるとき、コイル５４４Ａには電流が流れ、接点５４３Ａは閉じて接続状態になる。第１演算回路５２Ａからの論理回路出力Ｓｇ１がローレベルであるとき、コイル５４４Ａには電流が流れず、接点５４３Ａは開いて切断状態になる。

第２リレー５４２Ｂは、接点５４３Ｂとコイル５４４Ｂとを備えたノーマリーオープン（常時開）のリレーである。コイル５４４Ｂには、リレー電源Ｖｒと第２演算回路５２Ｂの出力端子とが接続されている。第２演算回路５２Ｂからの論理回路出力Ｓｇ２がハイレベルであるとき、コイル５４４Ｂには電流が流れ、接点５４３Ｂは閉じて接続状態になる。第２演算回路５２Ｂからの論理回路出力Ｓｇ２がローレベルであるとき、コイル５４４Ｂには電流が流れず、接点５４３Ｂは開いて切断状態になる。

したがって、動力遮断回路５４は、論理演算回路５２の演算結果である論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２に基づいて、駆動部４０１～４０６の動力を遮断することができる。

以上のように、本実施形態に係るロボット制御装置８は、ロボット２の動作を制御する制御装置である。ロボット２は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０を駆動する駆動部４０１～４０６と、駆動部４０１～４０６に供給する電力を受け、上位制御部８１から入力される制御信号に基づいて駆動部４０１～４０６に動力を出力する駆動制御部３０１～３０６と、を備える。そして、このようなロボット２の動作を制御するロボット制御装置８は、論理演算回路５２と、動力遮断回路５４と、を有している。このうち、論理演算回路５２は、停止信号について論理演算を行い、演算結果である論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力する。また、本実施形態に係る動力遮断回路５４は、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２に基づいて、駆動制御部３０１～３０６に供給する電力を遮断することにより、駆動部４０１～４０６の動力を遮断する。

このような構成によれば、停止信号として複数の信号、例えば、非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２、制御停止信号Ｓｂ１、Ｓｂ２、機能安全停止信号Ｓｃ１、Ｓｃ２、イネーブル停止信号Ｓｄ１、Ｓｄ２、および、保護停止信号Ｓｅ１、Ｓｅ２という５種類の信号に基づいて動力の遮断制御を行う場合でも、動力遮断回路５４を１つにまとめることができる。これにより、様々な信号による動力の遮断制御を実現しつつ、動力遮断回路５４の冗長性を抑え、故障率を低くすることができる。その結果、ロボットシステム１の安全性を高め得るロボット制御装置８を実現することができる。

また、上記構成によれば、停止信号に含まれる信号の種類や数によらず、動力の遮断制御を実現することができる。このため、動力遮断部８３のプラットフォーム化を容易に図ることができ、ロボット制御装置８の設計工数の削減を図ることができる。さらに、停止信号に含まれる信号の種類や数によらず、動力遮断部８３の回路構成を一定にすることができる。このため、機能安全の認証にあたって、動力遮断部８３を認証範囲から外したり、認証範囲を狭めたりすることが容易になる。これにより、認証に伴う工数を削減することができる。
なお、停止信号に含まれる信号の数は、５つに限定されず、３つまたは４つであっても、６つ以上であってもよい。

また、本実施形態に係るロボットシステム１は、前述したように、ロボット２と、ロボット制御装置８と、を有している。このようなロボットシステム１では、ロボット制御装置８において駆動部４０１～４０６の動力を遮断する動力遮断回路５４の故障率が低いため、高い安全性が担保される。

１．３．７．動力遮断部の動作例
図６ないし図８は、それぞれ、第１遮断回路５４Ａ側の停止信号である第１信号、および、論理回路出力Ｓｇ１の一例を示すタイミングチャートである。なお、以下の説明では、第１信号について説明するが、第２信号は第１信号と同様であるため、その説明を省略する。図６ないし図８では、それぞれ太線が信号を表す。

図６ないし図８では、非常停止スイッチ８４が押下されていないとき、つまりＯＦＦのとき、非常停止信号Ｓａ１がハイレベルとなり、非常停止スイッチ８４が押下されているとき、つまりＯＮのとき、非常停止信号Ｓａ１がローレベルとなる。

また、図６ないし図８では、上位制御部８１から指示される動作速度がゼロ超のとき、制御停止信号Ｓｂ１がハイレベルとなり、上位制御部８１から指示される動作速度がゼロのとき、制御停止信号Ｓｂ１がローレベルとなる。

さらに、図６ないし図８では、機能安全部８２が各種センサー等のモニター結果に異常を認めない場合、つまり、機能安全部８２がロボット２に動作を許可した場合、機能安全停止信号Ｓｃ１がハイレベルとなる。一方、機能安全部８２が各種センサー等のモニター結果に異常を認めた場合、つまり、機能安全部８２がロボット２に動作を許可しない場合、機能安全停止信号Ｓｃ１がローレベルとなる。

また、図６ないし図８では、イネーブルスイッチ８５が所定の位置に押し込まれているとき、つまり、ティーチングペンダント８６による教示作業が行えるとき、イネーブル停止信号Ｓｄ１がハイレベルとなる。一方、イネーブルスイッチ８５が押し込まれていないとき、または、所定の位置以外の位置に押し込まれているときは、ティーチングペンダント８６による教示作業が行えないので、イネーブル停止信号Ｓｄ１はローレベルとなる。

さらに、図６ないし図８では、物体接近検出部８７が物体の接近を検出していないとき、保護停止信号Ｓｅ１がハイレベルとなる。一方、物体接近検出部８７が物体の接近を検出したとき、保護停止信号Ｓｅ１がローレベルとなる。

図６は、平常時、すなわち、駆動部４０１～４０６への動力が遮断されないときの信号を表している。平常時では、図６に示すように、イネーブル停止信号Ｓｄ１がローレベルであり、保護停止信号Ｓｅ１がハイレベルである。このため、図４に示す論理和Ｓｆ１は、ハイレベルとなる。また、非常停止信号Ｓａ１、制御停止信号Ｓｂ１および機能安全停止信号Ｓｃ１は、それぞれ図６ではハイレベルであるため、これらの信号と論理和Ｓｆ１との論理積である論理回路出力Ｓｇ１もハイレベルとなる。

この論理回路出力Ｓｇ１が動力遮断回路５４に入力されると、第１遮断回路５４Ａは接続状態となる。また、上記で説明しない第２遮断回路５４Ｂも接続状態となる。このため、交流電源７１からコンバーター７２に交流電圧が供給され、駆動制御部３０１～３０６を介して駆動部４０１～４０６に動力が供給される。以上が平常時における動力遮断部８３の動作である。

図７は、非常停止発生時、すなわち、非常停止スイッチ８４が押下される時間帯を含む信号を表している。非常停止発生時では、図７に示すように、非常停止信号Ｓａ１がローレベルになる。このため、非常停止発生時における論理回路出力Ｓｇ１は、ローレベルとなる。

この論理回路出力Ｓｇ１が動力遮断回路５４に入力されると、第１遮断回路５４Ａはこの時間帯において切断状態となる。また、上記で説明しない第２遮断回路５４Ｂもこの時間帯において切断状態となる。このため、この時間帯では、駆動部４０１～４０６への動力が遮断される。

図８は、保護停止発生時、すなわち、物体接近検出部８７が物体の接近を検出した時間帯を含む信号を表している。保護停止発生時では、図８に示すように、保護停止信号Ｓｅ１がローレベルとなる。このため、この時間帯では、論理和Ｓｆ１もローレベルとなり、論理回路出力Ｓｇ１もローレベルとなる。

この論理回路出力Ｓｇ１が動力遮断回路５４に入力されると、第１遮断回路５４Ａはこの時間帯において切断状態となる。また、上記で説明しない第２遮断回路５４Ｂもこの時間帯において切断状態となる。このため、この時間帯では、駆動部４０１～４０６への動力が遮断される。

なお、前述した停止信号のうち、本実施形態に係る第１信号は、非常停止信号Ｓａ１、制御停止信号Ｓｂ１、機能安全停止信号Ｓｃ１、イネーブル停止信号Ｓｄ１、および、保護停止信号Ｓｅ１を含んでいる。ただし、第１信号は、５種類の信号全てを含んでいる必要はなく、少なくとも、非常停止信号Ｓａ１と、イネーブル停止信号Ｓｄ１と、保護停止信号Ｓｅ１と、を含むことが好ましい。
非常停止信号Ｓａ１は、前述したように、非常停止スイッチ８４（非常停止信号発生部）から出力された、ロボット２の動作を停止させるための信号である。イネーブル停止信号Ｓｄ１は、前述したように、ロボット２に対して作業者（使用者）の接近が許容されているとき、作業者によって操作されるイネーブルスイッチ８５（イネーブル停止信号発生部）から出力された、ロボット２の動作を停止させるための信号である。保護停止信号Ｓｅ１は、前述したように、ロボット２に対する物体の接近を検出する物体接近検出部８７（保護停止信号発生部）から出力された、ロボット２の動作を停止させるための信号である。

このような信号を含む停止信号によれば、少なくとも非常時や物体または作業者の接近時にロボット２の動作を停止させることができる。これにより、ロボットシステム１の安全性を十分に担保することができる。

また、本実施形態に係る論理演算回路５２は、前述したように、ＯＲ回路５２２Ａ、５２２Ｂ（論理和演算回路）と、ＡＮＤ回路５２４Ａ、５２４Ｂ（論理積演算回路）と、を有している。
ＯＲ回路５２２Ａ、５２２Ｂは、イネーブル停止信号Ｓｄ１、Ｓｄ２と保護停止信号Ｓｅ１、Ｓｅ２との論理和Ｓｆ１、Ｓｆ２を演算する。また、ＡＮＤ回路５２４Ａ、５２４Ｂは、少なくとも非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２と論理和Ｓｆ１、Ｓｆ２との論理積を演算する。

このような構成によれば、ロボット２に対する教示作業において互いに密接に関連しているイネーブル停止信号Ｓｄ１、Ｓｄ２と保護停止信号Ｓｅ１、Ｓｅ２との論理和Ｓｆ１、Ｓｆ２をとることにより、これらの信号を適切に統合することができる。そして、ＡＮＤ回路５２４Ａ、５２４Ｂにより、ロボット２に対する教示作業に支障を及ぼすことなく、かつ、故障率が低く、非常停止に対応可能なロボット制御装置８を実現することができる。

また、本実施形態に係るロボット制御装置８は、前述したように、駆動制御部３０１～３０６の動作を制御する上位制御部８１を備えている。そして、論理演算回路５２が受ける停止信号は、上位制御部８１から出力された、ロボット２の動作を停止させるための制御停止信号Ｓｂ１、Ｓｂ２を含んでいる。ＡＮＤ回路５２４Ａ、５２４Ｂ（論理積演算回路）は、非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２と制御停止信号Ｓｂ１、Ｓｂ２と論理和Ｓｆ１、Ｓｆ２との論理積を演算する。

このような構成によれば、ロボット２に対する教示作業に支障を及ぼすことなく、かつ、故障率が低く、非常停止と制御停止とに対応可能なロボット制御装置８を実現することができる。

さらに、本実施形態に係るロボット制御装置８は、前述したように、ロボットアーム１０の動作状態を検出する機能安全部８２を備えている。そして、論理演算回路５２が受ける停止信号は、機能安全部８２から出力された、ロボット２の動作を停止させるための機能安全停止信号Ｓｃ１、Ｓｃ２を含んでいる。ＡＮＤ回路５２４Ａ、５２４Ｂ（論理積演算回路）は、非常停止信号Ｓａ１、Ｓａ２と機能安全停止信号Ｓｃ１、Ｓｃ２と論理和Ｓｆ１、Ｓｆ２との論理積を演算する。

このような構成によれば、ロボット２に対する教示作業に支障を及ぼすことなく、かつ、故障率が低く、非常停止と機能安全停止とに対応可能なロボット制御装置８を実現することができる。

また、本実施形態に係るロボット制御装置８では、前述したように、論理演算回路５２が受ける停止信号が第１信号と第２信号とに二重化されている。そして、論理演算回路５２は、第１信号について論理演算を行い、論理回路出力Ｓｇ１を出力する第１演算回路５２Ａと、第２信号について論理演算を行い、論理回路出力Ｓｇ２を出力する第２演算回路５２Ｂと、を有している。また、動力遮断回路５４は、論理回路出力Ｓｇ１に基づいて、駆動部４０１～４０６の動力を遮断する第１遮断回路５４Ａと、論理回路出力Ｓｇ２に基づいて、駆動部４０１～４０６の動力を遮断する第２遮断回路５４Ｂと、を有している。

このような構成によれば、停止信号の伝送から動力の遮断に至るまで、信号路を二重化することができる。これにより、一方の信号路において信号の伝送に支障が発生しても、他方の信号路において信号の伝送を継続することができる。その結果、ロボット制御装置８の故障率のさらなる低下を図り、信頼性をより高めることができる。

さらに、本実施形態に係るロボット制御装置８は、停止信号の信号路に設けられ、信号路を電気的に絶縁しながら停止信号を伝送するフォトカプラー５８Ａ、５８Ｂ（絶縁素子）を有している。

このようなロボット制御装置８は、信号路を電気的に絶縁することができるので、停止信号の仕様によらず、論理演算回路５２を設計することが可能になる。換言すれば、様々な仕様の停止信号に適用可能な論理演算回路５２を実現することができる。

また、論理演算回路５２および動力遮断回路５４は、集積回路部品を用いて構成されていてもよいが、ディスクリート部品で構成されているのが好ましい。ディスクリート部品は、集積回路部品に比べて故障率が低いため、ロボット制御装置８の故障率の低下にも寄与する。なお、ディスクリート部品は、単一機能の電子部品のことをいう。

１．３．８．不一致回路
前述したように、図４に示す動力遮断部８３は、不一致回路５６を有している。

不一致回路５６は、第１演算回路５２Ａと動力遮断回路５４とを結ぶ信号路から分岐された信号路と、第２演算回路５２Ｂと動力遮断回路５４とを結ぶ信号路から分岐された信号路と、に接続されている。このため、不一致回路５６には、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２がそれぞれ入力される。
また、不一致回路５６と動力遮断回路５４とを結ぶ信号路も設けられており、不一致回路５６から出力された不一致信号Ｓｈは、動力遮断回路５４に入力される。

図９は、図４の不一致回路５６の回路構成を示す概略図である。なお、図９では、主要な素子のみを図示し、一部の素子を省略している。
図９に示す不一致回路５６は、不一致診断回路５６２と、ラッチ回路５６４と、を有している。不一致診断回路５６２の出力端子とラッチ回路５６４の入力端子とを結ぶ信号路には、絶縁素子であるフォトカプラー５９Ｃが設けられている。

不一致診断回路５６２は、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２が入力され、不一致信号Ｓｈを出力するＸＯＲ回路５６３を有する。ＸＯＲ回路５６３は、論理回路出力Ｓｇ１と論理回路出力Ｓｇ２との排他的論理和を演算する。すなわち、ＸＯＲ回路５６３は、論理回路出力Ｓｇ１と論理回路出力Ｓｇ２とが一致していないときにアクティブとなる不一致信号Ｓｈを出力する。不一致信号Ｓｈは、ラッチ回路５６４を経て、動力遮断回路５４に入力される。

このように不一致回路５６は、論理回路出力Ｓｇ１と論理回路出力Ｓｇ２とが一致していないときにアクティブとなる不一致信号Ｓｈを出力する。そして、前述した第１遮断回路５４Ａおよび第２遮断回路５４Ｂは、不一致信号Ｓｈがアクティブとなるときに駆動部４０１～４０６の動力を遮断する。

このような構成によれば、動力遮断回路５４において、不一致信号Ｓｈに基づいた動力の遮断制御が可能になる。具体的には、論理回路出力Ｓｇ１と論理回路出力Ｓｇ２とが一致していないときには、論理演算回路５２や信号路等に支障が生じている可能性が高いといえる。このため、不一致信号Ｓｈがアクティブであるときには、動力遮断回路５４において動力を遮断する制御を行うことにより、ロボットシステム１の安全性をより高めることができる。

図１０は、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２および不一致信号Ｓｈの一例を示すタイミングチャートである。図１０では、太線が信号を表す。図１０では、故障状態を示す例を示しており、論理回路出力Ｓｇ２が常時ハイレベルであるのに対し、論理回路出力Ｓｇ１にはローレベルとなる時間帯が含まれている。このため、この時間帯では、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２が互いに一致していない。したがって、この時間帯では、不一致信号Ｓｈがアクティブになっている。

不一致信号Ｓｈは、図５に示す動力遮断回路５４が備えるリレー電源スイッチ５４５Ａ、５４５Ｂに入力される。リレー電源スイッチ５４５Ａは、リレー電源Ｖｒとコイル５４４Ａとの間に設けられ、電流路の接続、切断を切り替える。また、リレー電源スイッチ５４５Ｂは、リレー電源Ｖｒとコイル５４４Ｂとの間に設けられ、電流路の接続、切断を切り替える。このリレー電源スイッチ５４５Ａ、５４５Ｂは、不一致信号Ｓｈが非アクティブであるとき、コイル５４４Ａ、５４４Ｂに電流を流し、接点５４３Ａ、５４３Ｂにより電流路を接続するとともに、不一致信号Ｓｈがアクティブであるとき、コイル５４４Ａ、５４４Ｂに電流を流さず、接点５４３Ａ、５４３Ｂにより電流路を切断するように構成されている。電流路を切断すると、ノーマリーオープンである第１リレー５４２Ａおよび第２リレー５４２Ｂは、電力供給路を切断する。

したがって、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２が互いに一致していないときには、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２によらず、第１リレー５４２Ａおよび第２リレー５４２Ｂの双方で、電力供給路を切断することができる。このような構成によれば、論理演算回路５２や信号路等に支障が生じている可能性が高い場合において、他の条件によらず、駆動部４０１～４０６の動力を遮断することができる。これにより、故障等が発生した場合に、作業者がその故障に気づくことができないまま故障個所が増えてしまい、最終的に動力を遮断することができない状態が発生してしまうのを防止することができる。
なお、上述した不一致診断回路５６２の回路構成は、一例であり、これに限定されない。

また、不一致回路５６は、前述したように、不一致信号Ｓｈがアクティブになったときの状態を保持するラッチ回路５６４を有している。図９に示すラッチ回路５６４は、ＰＮＰトランジスター５６５と、ＮＰＮトランジスター５６６と、を有している。

ＰＮＰトランジスター５６５のコレクターおよびＮＰＮトランジスター５６６のベースは、ラッチ回路５６４の入力端子であり、不一致診断回路５６２から出力された不一致信号Ｓｈが入力される。ＰＮＰトランジスター５６５のエミッターは、ラッチ回路電源ＶＬに接続されている。ラッチ回路電源ＶＬの電圧は、例えば２４Ｖとされる。ＮＰＮトランジスター５６６のエミッターは、グランドに接続されている。また、ＰＮＰトランジスター５６５のベースおよびＮＰＮトランジスター５６６のコレクターは、ラッチ回路５６４の出力端子であり、図５に示すリレー電源スイッチ５４５Ａ、５４５Ｂに接続されている。

このようなラッチ回路５６４では、不一致信号Ｓｈがアクティブになったとき、ＮＰＮトランジスター５６６のベースに電流が流れ、それに伴ってＮＰＮトランジスター５６６がオン状態になるため、ＰＮＰトランジスター５６５のエミッターからベースを経て、ＮＰＮトランジスター５６６に向かって電流が流れる。そうすると、ＰＮＰトランジスター５６５がオン状態になり、ＮＰＮトランジスター５６６のオン状態を保持することになる。これにより、ラッチ回路電源ＶＬから動力遮断回路５４に向かって流れる信号が、ラッチされた不一致信号Ｓｈとして伝送されることになる。ラッチされた不一致信号Ｓｈは、リレー電源スイッチ５４５Ａ、５４５Ｂに入力され、第１リレー５４２Ａおよび第２リレー５４２Ｂによって電力供給路を切断する。

ラッチ回路５６４では、このように第１リレー５４２Ａおよび第２リレー５４２Ｂをオフにする状態を保持することができる。そして、その後、不一致診断回路５６２から出力される不一致信号Ｓｈが非アクティブに変化しても、動力を遮断し続けることができる。このような状態をラッチ状態といい、ラッチ状態を生じさせる機能をラッチ機能という。

ロボット制御装置８の不一致回路５６にラッチ機能を持たせることにより、不一致信号Ｓｈが一旦アクティブになった場合には、その後、動力の遮断が解除されてしまうのを防止することができる。これにより、不一致信号Ｓｈがアクティブになった原因が残った状態、すなわち、論理演算回路５２や信号路等に支障等が生じた状態のまま、ロボットシステム１が稼働し続けるのを防止することができる。その結果、例えば二次的な支障が発生する等して、ロボットシステム１の安全性が低下する事態が発生するのを未然に回避することができる。

なお、ラッチ状態を解除するには、例えば、ロボット制御装置８の電源を再投入すればよい。また、上述したラッチ回路５６４の回路構成は、一例であり、これに限定されない。

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るロボット制御装置について説明する。
図１１は、第２実施形態に係るロボット制御装置が備える動力遮断回路の回路構成を示す概略図である。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１１において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

前述した第１実施形態に係る動力遮断回路５４は、駆動制御部３０１～３０６に供給する電力を遮断することにより、駆動部４０１～４０６の動力を遮断する。これに対し、本実施形態に係る動力遮断回路５４ａは、駆動制御部３０１～３０６に入力される制御信号Ｓｉを遮断することにより、駆動部４０１～４０６の動力を遮断する

図１１では、上位制御部８１と駆動制御部３０１～３０６との間が、駆動部４０１～４０６の数に応じた信号路で電気的に接続されている。各信号路には、フォトカプラー５９Ｄが設けられている。上位制御部８１から出力される制御信号Ｓｉは、信号路を伝送され、フォトカプラー５９Ｄを介して駆動制御部３０１～３０６に入力される。

フォトカプラー５９Ｄは、図示しない発光部と受光部とを備える絶縁素子であり、発光にはフォトカプラー用電源Ｖｐが用いられる。フォトカプラー用電源Ｖｐの電圧は、例えば５Ｖとされる。フォトカプラー５９Ｄは、発光部による光電変換および受光部による逆変換を経て、制御信号Ｓｉを伝送する。このようなフォトカプラー５９Ｄの発光部には、発光用電源が必要となるため、各フォトカプラー５９Ｄとフォトカプラー用電源Ｖｐとの間は電流路で接続されている。

図１１に示す動力遮断回路５４ａは、電流路に設けられた第１スイッチ５４２Ｃおよび第２スイッチ５４２Ｄを有している。これらは、電流路において直列に接続されている。第１スイッチ５４２Ｃおよび第２スイッチ５４２Ｄは、それぞれ電流路の接続、切断を行うことにより、フォトカプラー用電源Ｖｐから各フォトカプラー５９Ｄへの通電を切り替える。

第１スイッチ５４２Ｃには、第１演算回路５２Ａからの論理回路出力Ｓｇ１が入力される。論理回路出力Ｓｇ１がハイレベルであるとき、第１スイッチ５４２Ｃは接続状態になる。論理回路出力Ｓｇ１がローレベルであるとき、第１スイッチ５４２Ｃは切断状態になる。

第２スイッチ５４２Ｄには、第２演算回路５２Ｂからの論理回路出力Ｓｇ２が入力される。論理回路出力Ｓｇ２がハイレベルであるとき、第２スイッチ５４２Ｄは接続状態になる。論理回路出力Ｓｇ２がローレベルであるとき、第２スイッチ５４２Ｄは切断状態になる。

したがって、動力遮断回路５４ａは、論理演算回路５２の演算結果である論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２に基づいて、制御信号Ｓｉの伝送を遮断することができる。制御信号Ｓｉが遮断されると、駆動制御部３０１～３０６は駆動部４０１～４０６の動作を制御することができなくなるため、結果的に、駆動部４０１～４０６の動力が遮断されることになる。

以上のように、本実施形態に係る動力遮断回路５４ａは、論理回路出力Ｓｇ１、Ｓｇ２に基づいて、駆動制御部３０１～３０６に入力される制御信号Ｓｉを遮断することにより、駆動部４０１～４０６の動力を遮断する。

このような構成でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、複数種類の信号に基づいて動力の遮断制御を行う場合でも、動力遮断回路５４ａを１つにまとめることができる。これにより、様々な信号による動力の遮断制御を実現しつつ、動力遮断回路５４ａの冗長性を抑え、故障率を低くすることができる。その結果、ロボットシステム１の安全性を高め得るロボット制御装置８を実現することができる。
なお、図示していないが、本実施形態でも、第１実施形態と同様、不一致回路を備えていてもよい。

以上、本発明のロボット制御装置およびロボットシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明のロボット制御装置およびロボットシステムは、前記実施形態に限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、前記実施形態に係るロボット制御装置およびロボットシステムには、他の任意の構成物が付加されていてもよい。なお、各タイミングチャートに示す信号の波形は、一例であり、本発明では図示したものに限定されない。

１…ロボットシステム、２…ロボット、４…基台、８…ロボット制御装置、１０…ロボットアーム、１１…第１アーム、１２…第２アーム、１３…第３アーム、１４…第４アーム、１５…第５アーム、１６…第６アーム、５２…論理演算回路、５２Ａ…第１演算回路、５２Ｂ…第２演算回路、５４…動力遮断回路、５４Ａ…第１遮断回路、５４Ｂ…第２遮断回路、５４ａ…動力遮断回路、５６…不一致回路、５８Ａ…フォトカプラー、５８Ｂ…フォトカプラー、５９Ａ…フォトカプラー、５９Ｂ…フォトカプラー、５９Ｃ…フォトカプラー、５９Ｄ…フォトカプラー、７１…交流電源、７２…コンバーター、８１…上位制御部、８２…機能安全部、８３…動力遮断部、８４…非常停止スイッチ、８５…イネーブルスイッチ、８６…ティーチングペンダント、８７…物体接近検出部、１０１…床、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、３０１…駆動制御部、３０２…駆動制御部、３０３…駆動制御部、３０４…駆動制御部、３０５…駆動制御部、３０６…駆動制御部、４０１…駆動部、４０１Ｍ…モーター、４０２…駆動部、４０２Ｍ…モーター、４０３…駆動部、４０３Ｍ…モーター、４０４…駆動部、４０４Ｍ…モーター、４０５…駆動部、４０５Ｍ…モーター、４０６…駆動部、４０６Ｍ…モーター、４１１…角度センサー、４１２…角度センサー、４１３…角度センサー、４１４…角度センサー、４１５…角度センサー、４１６…角度センサー、５２２Ａ…ＯＲ回路、５２２Ｂ…ＯＲ回路、５２４Ａ…ＡＮＤ回路、５２４Ｂ…ＡＮＤ回路、５４２Ａ…第１リレー、５４２Ｂ…第２リレー、５４２Ｃ…第１スイッチ、５４２Ｄ…第２スイッチ、５４３Ａ…接点、５４３Ｂ…接点、５４４Ａ…コイル、５４４Ｂ…コイル、５４５Ａ…リレー電源スイッチ、５４５Ｂ…リレー電源スイッチ、５６２…不一致診断回路、５６３…ＸＯＲ回路、５６４…ラッチ回路、５６５…ＰＮＰトランジスター、５６６…ＮＰＮトランジスター、８１２…プロセッサー、８１４…メモリー、８１６…外部インターフェース、８２２…プロセッサー、８２４…メモリー、８２６…外部インターフェース、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸、Ｓａ１…非常停止信号、Ｓａ２…非常停止信号、Ｓｂ１…制御停止信号、Ｓｂ２…制御停止信号、Ｓｃ１…機能安全停止信号、Ｓｃ２…機能安全停止信号、Ｓｄ１…イネーブル停止信号、Ｓｄ２…イネーブル停止信号、Ｓｅ１…保護停止信号、Ｓｅ２…保護停止信号、Ｓｆ１…論理和、Ｓｆ２…論理和、Ｓｇ１…論理回路出力、Ｓｇ２…論理回路出力、Ｓｈ…不一致信号、Ｓｉ…制御信号、ＶＬ…ラッチ回路電源、Ｖｐ…フォトカプラー用電源、Ｖｒ…リレー電源

Claims (11)

1. ロボットアームと、前記ロボットアームを駆動する駆動部と、前記駆動部に供給する電力を受け、入力される制御信号に基づいて前記駆動部に動力を出力する駆動制御部と、を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
   停止信号について論理演算を行い、演算結果を出力する論理演算回路と、
   前記演算結果に基づいて、前記駆動制御部に供給する前記電力または前記駆動制御部に入力される前記制御信号を遮断することにより、前記駆動部の動力を遮断する動力遮断回路と、
   を有することを特徴とするロボット制御装置。
2. 前記停止信号は、
   非常停止信号発生部から出力された、前記ロボットの動作を停止させる非常停止信号と、
   前記ロボットに対する物体の接近を検出する保護停止信号発生部から出力された、前記ロボットの動作を停止させる保護停止信号と、
   前記ロボットに対して使用者の接近が許容されているとき、前記使用者によって操作されるイネーブル停止信号発生部から出力された、前記ロボットの動作を停止させるイネーブル停止信号と、
   を含む請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記論理演算回路は、
   前記保護停止信号と前記イネーブル停止信号との論理和を演算する論理和演算回路と、
   前記非常停止信号と前記論理和との論理積を演算する論理積演算回路と、
   を有する請求項２に記載のロボット制御装置。
4. 前記駆動制御部の動作を制御する上位制御部を備え、
   前記停止信号は、前記上位制御部から出力された、前記ロボットの動作を停止させる制御停止信号を含み、
   前記論理積演算回路は、前記非常停止信号と前記制御停止信号と前記論理和との論理積を演算する請求項３に記載のロボット制御装置。
5. 前記ロボットアームの動作状態を検出する機能安全部を備え、
   前記停止信号は、前記機能安全部から出力された、前記ロボットの動作を停止させる機能安全停止信号を含み、
   前記論理積演算回路は、前記非常停止信号と前記機能安全停止信号と前記論理和との論理積を演算する請求項３に記載のロボット制御装置。
6. 前記停止信号は、第１信号と第２信号とに二重化されており、
   前記論理演算回路は、
   前記第１信号について論理演算を行い、第１演算結果を出力する第１演算回路と、
   前記第２信号について論理演算を行い、第２演算結果を出力する第２演算回路と、
   を有し、
   前記動力遮断回路は、
   前記第１演算結果に基づいて、前記駆動部の動力を遮断する第１遮断回路と、
   前記第２演算結果に基づいて、前記駆動部の動力を遮断する第２遮断回路と、
   を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット制御装置。
7. 前記第１演算結果と前記第２演算結果とが一致していないときにアクティブとなる不一致信号を出力する不一致回路を有し、
   前記第１遮断回路および前記第２遮断回路は、前記不一致信号がアクティブとなるときに前記駆動部の動力を遮断する請求項６に記載のロボット制御装置。
8. 前記不一致回路は、前記不一致信号がアクティブになったときの状態を保持するラッチ回路を有する請求項７に記載のロボット制御装置。
9. 前記停止信号の信号路に設けられ、前記信号路を電気的に絶縁しながら前記停止信号を伝送する絶縁素子を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット制御装置。
10. 前記論理演算回路および前記動力遮断回路は、ディスクリート部品で構成されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載のロボット制御装置。
11. ロボットアーム、前記ロボットアームを駆動する駆動部、および、前記駆動部に供給する電力を受け、入力される制御信号に基づいて前記駆動部に動力を出力する駆動制御部、を備えるロボットと、
    前記ロボットの動作を制御する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のロボット制御装置と、
    を有することを特徴とするロボットシステム。

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