JP2022138297A - ロボット制御装置およびロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】産業用ロボットを非常停止させるための非常停止用機器であって産業用ロボットの周辺に配置される周辺配置物に設置される非常停止用機器と、産業用ロボットを非常停止させるための非常停止ボタンであって産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンとが配線を介して接続されていても、配線を容易に引き回すことが可能となるロボット制御装置を提供する。【解決手段】ロボット制御装置１は、産業用ロボットの周辺に配置された周辺配置物に設置される非常停止用機器９、２７に接続される配線３０が接続されるコネクタ３４と、産業用ロボットに固定される非常停止ボタン１０に接続される配線３１が接続されるコネクタ３５とを備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、産業用ロボットを制御するためのロボット制御装置に関する。また、本発明は、このロボット制御装置を備えるロボットシステムに関する。

従来、ロボットを非常停止（即時停止）させるための安全装置を備える産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットは、安全装置として、ロボットを囲む安全柵の外側に配置された操作盤に設置される非常停止スイッチと、安全柵の開閉確認スイッチと、デッドマンスイッチとを備えている。特許文献１に記載の産業用ロボットでは、いずれかの安全装置が作用すると、安全柵の中に設置されるロボットが非常停止する。

また、従来、ロボットを制御するためのロボット制御装置として、ティーチングペンダントが接続されるロボット制御装置が知られている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２に記載のロボット制御装置は、ティーチングペンダントから伸びる配線（ケーブル）が接続されるコネクタ（接続端子）を備えている。

特開２００７－１０１２号公報 特開平８－３２０７２２号公報

産業用ロボットのメンテナンスを行うときには、作業者の安全性を確保するため、産業用ロボットを非常停止状態としておくことが好ましい。この場合、たとえば、産業用ロボットを囲む安全柵の外側に配置された操作盤に設置される非常停止ボタンのように、産業用ロボットから離れた位置に設置される非常停止ボタンを押すことで、産業用ロボットを非常停止状態にすることが可能である。しかしながら、この場合には、非常停止ボタンを押すために、産業用ロボットから離れた位置まで作業者が移動しなければならず、産業用ロボットを非常停止状態とするための作業が煩雑になる。

一方で、たとえば、ティーチングペンダントに非常停止ボタンを設置するとともに、産業用ロボットのメンテナンスを行う際に、産業用ロボットの近くまでティーチングペンダントを持ち運んで、ティーチングペンダントの非常停止ボタンを押せば、産業用ロボットから離れた位置まで作業者が移動しなくても、産業用ロボットを非常停止状態にすることが可能である。しかしながら、この場合には、産業用ロボットのメンテナンスを行う際に毎回、産業用ロボットの近くまでティーチングペンダントを持ち運ばなければならず、ティーチングペンダントの持ち運び作業が煩雑となる。

そのため、本願発明者は、産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに非常停止ボタンを固定するとともに、産業用ロボットのメンテナンスを行う際に、この非常停止ボタンを押すことで、産業用ロボットを非常停止状態にすることを検討している。この場合、非常停止ボタンに一端側が接続される配線の他端側を、ロボットを制御するためのロボット制御装置に接続する必要がある。したがって、産業用ロボットの近傍または産業用ロボットと、ロボット制御装置との間で配線を引き回す必要があるが、この配線の引き回しは容易であることが好ましい。

また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、上述のように、安全装置としての非常停止スイッチや開閉確認スイッチが、ロボットの周辺に配置される操作盤や安全柵に設置されている。これらの安全装置から引き出される配線は、一般に、ロボットを制御するためのロボット制御装置に接続されており、安全装置とロボット制御装置との間で引き回されるが、この配線の引き回しも容易であることが好ましい。

そこで、本発明の課題は、産業用ロボットを非常停止させるための非常停止用機器であって産業用ロボットの周辺に配置される周辺配置物に設置される非常停止用機器と、産業用ロボットを非常停止させるための非常停止ボタンであって産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンとが配線を介して接続されていても、配線を容易に引き回すことが可能となるロボット制御装置を提供することにある。また、本発明の課題は、かかるロボット制御装置を備えるロボットシステムを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のロボット制御装置は、産業用ロボットを制御するためのロボット制御装置において、産業用ロボットを非常停止させるための非常停止用機器であって産業用ロボットの周辺に配置される周辺配置物に設置される非常停止用機器に接続される第１の配線が接続される第１コネクタと、産業用ロボットを非常停止させるための非常停止ボタンであって産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンに接続される第２の配線が接続される第２コネクタとを備えることを特徴とする。

本発明のロボット制御装置は、周辺配置物に設置される非常停止用機器に接続される第１の配線が接続される第１コネクタと、産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンに接続される第２の配線が接続される第２コネクタとを備えている。そのため、本発明では、第１の配線は、周辺配置物に設置される非常停止用機器と第１コネクタとの間で引き回せば良く、第２の配線は、産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンと第２コネクタとの間で引き回せば良くなる。

したがって、本発明では、たとえば、第１の配線が接続されるコネクタと第２の配線が接続されるコネクタとが一体になっていて、第１の配線と第２の配線とがまとまった１つの配線になっている場合と比較して、第１の配線および第２の配線を容易に引き回すことが可能になる。すなわち、本発明では、産業用ロボットの周辺に配置された周辺配置物に設置される非常停止用機器とロボット制御装置とが第１の配線を介して接続され、かつ、産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンとロボット制御装置とが第２の配線を介して接続されていても、第１の配線および第２の配線を容易に引き回すことが可能になる。

また、本発明では、第１の配線は第１コネクタに接続され、第２の配線は第２コネクタに接続されるため、たとえば、第１の配線が接続されるコネクタと第２の配線が接続されるコネクタとが一体になっていて、第１の配線と第２の配線とがまとまった１つの配線になっている場合と比較して、第１の配線と第２の配線とを見分けやすくなる。

本発明において、たとえば、第１コネクタと第２コネクタとは、電源に対して直列に配置されており、ロボット制御装置の配線経路において、第１コネクタは、第２コネクタよりも電源側に配置されている。この場合には、非常停止ボタンが押されていないにもかかわらず、産業用ロボットが非常停止状態となっていれば、非常停止用機器が作動していると推定することが可能になる。また、この場合には、非常停止用機器が作動していないことを確認した上で、非常停止ボタンを押せば、産業用ロボットを非常停止状態にすることが可能になる。

本発明において、ロボット制御装置は、たとえば、産業用ロボットを操作するためのティーチングペンダントに接続される第３の配線が接続される第３コネクタを備えている。

本発明のロボット制御装置は、産業用ロボットと、非常停止用機器と、非常停止用ボタンと、第１の配線と、第２の配線とを備えるロボットシステムに用いることができる。このロボットシステムでは、産業用ロボットの周辺に配置された周辺配置物に設置される非常停止用機器とロボット制御装置とが第１の配線を介して接続され、かつ、産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンとロボット制御装置とが第２の配線を介して接続されていても、第１の配線および第２の配線を容易に引き回すことが可能になる。

以上のように、本発明では、産業用ロボットを非常停止させるための非常停止用機器であって産業用ロボットの周辺に配置される周辺配置物に設置される非常停止用機器と、産業用ロボットを非常停止させるための非常停止ボタンであって産業用ロボットの近傍または産業用ロボットに固定される非常停止ボタンとが配線を介してロボット制御装置に接続されていても、配線を容易に引き回すことが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるロボットシステムの概略平面図である。 図１に示す産業用ロボットの側面図である。 図１に示すロボット制御装置の背面図である。 図１に示すロボット制御装置等の構成を説明するためのブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（ロボットシステムおよびロボット制御装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるロボットシステム４の概略平面図である。図２は、図１に示す産業用ロボット２の側面図である。図３は、図１に示すロボット制御装置１の背面図である。図４は、図１に示すロボット制御装置１等の構成を説明するためのブロック図である。

本形態のロボット制御装置（ロボットコントローラ）１は、産業用ロボット２（以下、「ロボット２」とする。）を制御するための装置である。ロボット２は、たとえば、長方形状の薄板状に形成される基板３を搬送する水平多関節型の搬送用ロボットである。ロボット制御装置１およびロボット２は、ロボットシステム４で使用される。すなわち、ロボットシステム４は、ロボット制御装置１およびロボット２を備えている。また、ロボットシステム４は、基板３に対して所定の処理を行う処理装置６と、ロボット２の周囲を囲む安全柵７と、ロボット２を操作するためのティーチングペンダント（教示操作端末）８と、ロボット２を非常停止させるための非常停止ボタン９、１０とを備えている。

ロボット２は、基板３が搭載されるハンド１３と、ハンド１３が先端側に連結されるアーム１４と、アーム１４を支持する本体部１５と、本体部１５を水平方向に移動可能に支持するベース部材１６とを備えている。本体部１５は、アーム１４の基端側を支持するとともに昇降可能なアームサポート１７と、アームサポート１７を昇降可能に支持する支持フレーム１８と、本体部１５の下端部分を構成するとともにベース部材１６に対して水平移動可能な基台１９と、支持フレーム１８の下端が固定されるとともに基台１９に対して回動可能な旋回フレーム２０とを備えている

ハンド１３は、アーム１４の先端側に回動可能に連結されている。アーム１４の基端側は、アームサポート１７に回動可能に連結されている。支持フレーム１８は、アームサポート１７を昇降可能に保持する柱状の第１支持フレーム２１と、第１支持フレーム２１を昇降可能に保持する柱状の第２支持フレーム２２とを備えている。第２支持フレーム２２の下端部は、旋回フレーム２０の先端側の上面に固定されている。旋回フレーム２０の基端側は、上下方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように基台１９に支持されている。

また、ロボット２は、アーム１４を駆動するアーム駆動機構と、第１支持フレーム２１に対してアームサポート１７を昇降させるとともに第２支持フレーム２２に対して第１支持フレーム２１を昇降させる昇降機構と、基台１９に対して旋回フレーム２０を回動させる回動機構と、ベース部材１６に対して基台１９を水平移動させる水平移動機構とを備えている。これらの各機構は、ロボット２を動作させるモータを備えている。このモータは、サーボモータである。ロボット２は、アーム１４の伸縮動作と、アーム１４等の昇降動作、回動動作および水平移動動作との組合せによって基板３の搬送を行う。

ティーチングペンダント８は、ロボット制御装置１に電気的に接続されている。ティーチングペンダント８は、ロボット２を非常停止させるための非常停止ボタン２５を備えている。非常停止ボタン２５は、二重化スイッチを備えている。二重化スイッチを構成する各スイッチは、ｂ接点のスイッチであり、スイッチが操作されると非通電状態になる。本形態では、非常停止ボタン２５が押されると、二重化スイッチが操作されて、ロボット２が非常停止する。また、ティーチングペンダント８は、ロボット２を操作するための操作ボタンやイネーブルスイッチ等を備えている。

安全柵７は、たとえば、ロボット２を４方向から囲む四角形の枠状に形成されている。安全柵７の内側は、ロボット２の作業領域となっている。処理装置６は、たとえば、四角形の枠状に形成される安全柵７の４辺のうちの３辺に沿って配置されている。安全柵７の、処理装置６が配置される箇所には、開口部が形成されている。安全柵７の４辺のうちの、処理装置６が配置されていない残りの１辺には、開閉扉２６が設置されている。本形態の処理装置６および開閉扉２６は、ロボット２の周辺に配置される周辺配置物である。

開閉扉２６には、開閉扉２６の開閉状態を検知するための開閉検知機構２７が設置されている。開閉検知機構２７は、ロボット制御装置１に電気的に接続されている。開閉検知機構２７は、二重化スイッチを備えている。二重化スイッチを構成する各スイッチは、ｂ接点のスイッチである。開閉検知機構２７では、ロボット２の自動運転モードにおいて、開閉扉２６が開かれたことが検知されると、二重化スイッチが操作される。また、二重化スイッチが操作されると、ロボット２が非常停止する。

非常停止ボタン９は、ロボット制御装置１に電気的に接続されている。非常停止ボタン９は、二重化スイッチを備えている。二重化スイッチを構成する各スイッチは、ｂ接点のスイッチである。非常停止ボタン９は、たとえば、処理装置６に設置されている。本形態では、非常停止ボタン９が押されると、二重化スイッチが操作されて、ロボット２が非常停止する。

本形態の非常停止ボタン９および開閉検知機構２７は、ロボット２を非常停止させるための非常停止用機器であり、周辺配置物である処理装置６や開閉扉２６に設置されている。なお、非常停止ボタン９は、処理装置６以外の周辺配置物に設置されていても良い。たとえば、非常停止ボタン９は、安全柵７に設置されていても良いし、安全柵７の外部に設置される操作盤等に設置されていても良い。また、非常停止ボタン９は、複数の周辺配置物に設置されていても良い。

非常停止ボタン１０は、ロボット制御装置１に電気的に接続されている。非常停止ボタン１０は、二重化スイッチを備えている。二重化スイッチを構成する各スイッチは、ｂ接点のスイッチである。非常停止ボタン１０は、ロボット２に固定されている。具体的には、非常停止ボタン１０は、支持フレーム１８に固定されている。たとえば、非常停止ボタン１０は、第２支持フレーム２２に固定されている。本形態では、非常停止ボタン１０が押されると、二重化スイッチが操作されて、ロボット２が非常停止する。

ロボット制御装置１は、たとえば、安全柵７の内側に配置されている。ただし、ロボット制御装置１は、安全柵７の外側に配置されていても良い。ロボット制御装置１は、非常停止ボタン９および開閉検知機構２７に接続される配線（ケーブル）３０が接続されるコネクタ３４と、非常停止ボタン１０に接続される配線（ケーブル）３１が接続されるコネクタ３５と、ティーチングペンダント８に接続される配線（ケーブル）３２が接続されるコネクタ３６とを備えている。また、ロボット制御装置１は、ロボット２を駆動制御するための制御用の配線（図示省略）が接続されるコネクタ３７を備えている（図３参照）。

コネクタ３４～３７のそれぞれは、別体で形成されている。すなわち、コネクタ３４～３７のそれぞれは、別々に設けられた別口のコネクタである。コネクタ３４～３７は、ロボット制御装置１の筐体の背面に配置されている。本形態のコネクタ３４は、第１コネクタとなっており、コネクタ３５は、第２コネクタとなっており、コネクタ３６は、第３コネクタとなっている。また、本形態の配線３０は、第１の配線となっており、配線３１は、第２の配線となっており、配線３２は、第３の配線となっている。

コネクタ３４とコネクタ３５とコネクタ３６とは、電源ＶＣＣに対して直列に配置されており、非常停止ボタン９と開閉検知機構２７と非常停止ボタン１０と非常停止ボタン２５とは、電源ＶＣＣに直列接続されている。本形態では、ロボット制御装置１の配線経路において、コネクタ３６は、コネクタ３４よりも電源ＶＣＣ側に配置され、コネクタ３４は、コネクタ３５よりも電源ＶＣＣ側に配置されている。すなわち、ロボットシステム４の配線経路において、非常停止ボタン２５は、非常停止ボタン９および開閉検知機構２７よりも電源ＶＣＣ側に配置され、非常停止ボタン９および開閉検知機構２７は、非常停止ボタン１０よりも電源ＶＣＣ側に配置されている。また、本形態では、ロボットシステム４の配線経路において、非常停止ボタン９は、開閉検知機構２７よりも電源ＶＣＣ側に配置されている。

配線３０の一端には、コネクタ３４に係合するコネクタ３８が取り付けられている。配線３０の他端には、たとえば、コネクタ３９が取り付けられている。ただし、配線３０の他端は、直接、非常停止ボタン９および開閉検知機構２７に接続されていても良い。また、配線３０の他端側は、非常停止ボタン９に向かう部分と、開閉検知機構２７に向かう部分とに分岐している。配線３２の一端には、コネクタ３６に係合するコネクタ４２が取り付けられている。配線３２の他端には、たとえば、コネクタ４３が取り付けられている。ただし、配線３２の他端は、直接、ティーチングペンダント８に接続されていても良い。

配線３１の一端には、コネクタ３５に係合するコネクタ４０が取り付けられている。配線３１の他端には、たとえば、コネクタ４１が取り付けられている。ただし、配線３１の他端は、直接、非常停止ボタン１０に接続されていても良い。また、配線３１の他端は、ロボット２の内部で引き回される配線（図示省略）を介して非常停止ボタン１０に接続されていても良い。この場合には、配線３１の他端は、ロボット２の内部で引き回される配線に、直接、あるいは、コネクタ４１を介して接続されている。

また、ロボット制御装置１は、ロボット２のモードを切り替えるためのモード切替スイッチおよびモード切替回路４５と、ロボット２を動作させるモータを駆動可能にするための安全リレーモジュール４６とを備えている。モード切替スイッチおよびモード切替回路４５は、ロボット２のモードを、通常の自動運転モードとティーチングモードとに切り替える機能を果たしている。安全リレーモジュール４６は、非常停止ボタン９、１０、２５および開閉検知機構２７の二重化スイッチが全て通電状態である場合に、ロボット２を動作させるモータの駆動が可能となるモータ駆動可能指令を出力する。ロボット制御装置１は、安全リレーモジュール４６からモータ駆動可能指令が出力されているときのみにモータを駆動する。そのため、非常停止ボタン９、１０、２５および開閉検知機構２７の二重化スイッチの少なくともいずれか１つが非通電状態である場合には、ロボット２は非常停止状態になる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロボット制御装置１は、処理装置６に設置された非常停止ボタン９および開閉扉２６に設置された開閉検知機構２７に接続される配線３０が接続されるコネクタ３４と、ロボット２に固定された非常停止ボタン１０に接続される配線３１が接続されるコネクタ３５とを備えている。そのため、本形態では、配線３０は、ロボット２の周囲に設置される非常停止ボタン９および開閉検知機構２７とコネクタ３４との間で引き回せば良く、配線３１は、ロボット２に固定される非常停止ボタン１０とコネクタ３５との間で引き回せば良い。

したがって、本形態では、たとえば、配線３０が接続されるコネクタと配線３１が接続されるコネクタとが一体になっていて、配線３０と配線３１とがまとまった１つの配線になっている場合と比較して、配線３０および配線３１を容易に引き回すことが可能になる。すなわち、本形態では、ロボット２の周辺に設置される非常停止ボタン９および開閉検知機構２７とロボット制御装置１とが配線３０を介して接続され、かつ、ロボット２に固定される非常停止ボタン１０とロボット制御装置１とが配線３１を介して接続されていても、配線３０および配線３１を容易に引き回すことが可能になる。

また、本形態では、配線３０がコネクタ３４に接続され、配線３１がコネクタ３５に接続されているため、たとえば、配線３０が接続されるコネクタと配線３１が接続されるコネクタとが一体になっていて、配線３０と配線３１とがまとまった１つの配線になっている場合と比較して、配線３０と配線３１とを見分けやすくなる。

本形態では、コネクタ３４とコネクタ３５とコネクタ３６とは、電源ＶＣＣに対して直列に配置されている。また、本形態では、ロボット制御装置１の配線経路において、コネクタ３６は、コネクタ３４よりも電源ＶＣＣ側に配置され、コネクタ３４は、コネクタ３５よりも電源ＶＣＣ側に配置されている。そのため、本形態では、非常停止ボタン１０が押されていないにもかかわらず、ロボット２が非常停止状態になっていれば、非常停止ボタン９、２５が押されているか、または、開閉扉２６が開いていると推定することが可能になる。また、本形態では、非常停止ボタン９、２５が押されておらず、かつ、開閉扉２６が閉じていることを確認した上で、非常停止ボタン１０を押せば、ロボット２を非常停止状態にすることが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態において、非常停止ボタン１０は、ロボット２の、第２支持フレーム２２以外の箇所に固定されていても良い。また、上述した形態において、非常停止ボタン１０は、ロボット２に固定されていなくても良い。この場合には、非常停止ボタン１０は、ロボット２の近傍に固定されている。たとえば、非常停止ボタン１０は、ロボット２の近傍に設置される架台や操作盤等に固定されている。

上述した形態において、ロボットシステム４は、ロボット２を非常停止させるための非常停止用機器として、非常停止ボタン９および開閉検知機構２７以外の非常停止用機器を備えていても良い。この非常停止用機器は、ロボット２の周辺に配置される周辺配置物に設置される。また、この非常停止用機器には、配線３０が接続される。また、上述した形態において、ロボットシステム４は、非常停止ボタン９および開閉検知機構２７のいずれか一方を備えていなくても良い。

上述した形態において、コネクタ３５は、コネクタ３４よりも電源ＶＣＣ側に配置されていても良い。また、上述した形態において、ロボットシステム４は、ティーチングペンダント８を備えていなくても良い。この場合には、配線３２およびコネクタ３６が不要になる。さらに、上述した形態において、ロボット２は、搬送用ロボット以外の水平多関節型のロボットであっても良い。また、ロボット２は、水平多関節型のロボット以外のロボットであっても良い。

１ ロボット制御装置
２ ロボット（産業用ロボット）
４ ロボットシステム
６ 処理装置（周辺配置物）
８ ティーチングペンダント
９ 非常停止ボタン（非常停止用機器）
１０ 非常停止ボタン
２６ 開閉扉（周辺配置物）
２７ 開閉検知機構（非常停止用機器）
３０ 配線（第１の配線）
３１ 配線（第２の配線）
３２ 配線（第３の配線）
３４ コネクタ（第１コネクタ）
３５ コネクタ（第２コネクタ）
３６ コネクタ（第３コネクタ）
Ｖｃｃ 電源

Claims (4)

1. 産業用ロボットを制御するためのロボット制御装置において、
   前記産業用ロボットを非常停止させるための非常停止用機器であって前記産業用ロボットの周辺に配置される周辺配置物に設置される前記非常停止用機器に接続される第１の配線が接続される第１コネクタと、前記産業用ロボットを非常停止させるための非常停止ボタンであって前記産業用ロボットの近傍または前記産業用ロボットに固定される前記非常停止ボタンに接続される第２の配線が接続される第２コネクタとを備えることを特徴とするロボット制御装置。
2. 前記第１コネクタと前記第２コネクタとは、電源に対して直列に配置されており、
   前記ロボット制御装置の配線経路において、前記第１コネクタは、前記第２コネクタよりも前記電源側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
3. 前記産業用ロボットを操作するためのティーチングペンダントに接続される第３の配線が接続される第３コネクタを備えることを特徴とする請求項１または２記載のロボット制御装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のロボット制御装置と、前記産業用ロボットと、前記非常停止用機器と、前記非常停止用ボタンと、前記第１の配線と、前記第２の配線とを備えることを特徴とするロボットシステム。

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