JP2022182889A - 電源監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性および信頼性の高い電源監視装置を提供すること。【解決手段】電源から供給された電力を用いて第１電源および第２電源を生成する電源生成回路と、第１電源および第２電源を監視し、監視結果に応じて第１電源監視信号および第２電源監視信号を生成する電源監視回路と、第１電源により駆動し、電源監視回路から入力された第２電源監視信号に基づいて、第２電源が正常であるか否かを判断する第１制御部と、ロボットアームを駆動するモーターへの通電を継断するリレーを有し、電源監視回路から入力された第１電源監視信号に基づいて、第１電源が正常であるか否かを判断する第２制御部と、を備え、第１制御部は、第２電源が異常であると判断した場合、リレーを断状態とする信号を第２制御部に出力し、第２制御部は、第１電源が異常であると判断した場合、リレーを断状態とすることを特徴とする電源監視装置。【選択図】図４

Description

本発明は、電源監視装置に関する。

例えば、特許文献１に示すように、ロボットの作動を制御する制御装置が知られている。特許文献１に記載されている制御装置は、ロボットの駆動制御用の制御信号を出力する制御部と、制御信号を入力としてロボットの駆動用のモーターを駆動する駆動部と、駆動部と電源との間の電気的な接続状態を導通状態及び遮断状態のいずれかに切り替える電源遮断部と、ロボットシステムの異常を検知した場合に電源遮断部の接続状態を遮断状態に切り替える監視部と、を備えている。制御装置では、制御部が電源遮断部を直接切り替え操作できないように構成されている。また、制御部は、ロボットシステムの異常を検知した場合、電源遮断部の接続状態を遮断状態に切り替える指示を監視部に対して出力する。

特開２０１７－９４４４６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような制御装置では、ロボットが危険状態に陥った際に、監視機能によりロボットを停止させることができるが、監視機能、停止機能自体が故障した場合には、安全が保障されない。

本発明の電源監視装置は、電源から供給された電力を用いて第１電源および第２電源を生成する電源生成回路と、
前記第１電源および前記第２電源を監視し、監視結果に応じて第１電源監視信号および第２電源監視信号を生成する電源監視回路と、
前記第１電源により駆動し、前記電源監視回路から入力された前記第２電源監視信号に基づいて、前記第２電源が正常であるか否かを判断する第１制御部と、
ロボットアームを駆動するモーターへの通電を継断するリレーを有し、前記電源監視回路から入力された前記第１電源監視信号に基づいて、前記第１電源が正常であるか否かを判断する第２制御部と、を備え、
前記第１制御部は、前記第２電源が異常であると判断した場合、前記リレーを断状態とする信号を前記第２制御部に出力し、
前記第２制御部は、前記第１電源が異常であると判断した場合、前記リレーを断状態とすることを特徴とする。

図１は、本発明の電源監視装置の第１実施形態を備えるロボットシステムの全体構成を示す図である。 図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。 図３は、図１に示す電源監視装置の一部のブロック図である。 図４は、図１に示す電源監視装置の残部のブロック図である。 図５は、図１に示す電源監視装置が実行する制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図６は、第２実施形態にかかる電源制御装置の回路図の一部である。 図７は、第２実施形態にかかる電源制御装置の回路図の一部である。 図８は、第２実施形態にかかる電源制御装置が実行する制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の電源監視装置の第１実施形態を備えるロボットシステムの全体構成を示す図である。図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。図３は、図１に示す電源監視装置の一部のブロック図である。図４は、図１に示す電源監視装置の残部のブロック図である。図５は、図１に示す電源監視装置が実行する制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の電源監視装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の＋Ｚ軸方向、すなわち、上側を「上」、－Ｚ軸方向、すなわち、下側を「下」とも言う。また、ロボットアームについては、図１中の基台１１側の端部を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター２０側の端部を「先端」、また、エンドエフェクターおよび力検出部については、ロボットアーム１０側の端部を「基端」、その反対側の端部を「先端」とも言う。また、図１中のＺ軸方向、すなわち、上下方向を「鉛直方向」とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向、すなわち、左右方向を「水平方向」とする。

図１および図２に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、本発明の電源監視装置５を内蔵し、ロボット１を制御する制御装置３と、教示装置４と、を備える。

まず、ロボット１について説明する。
図１に示すロボット１は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、基台１１と、ロボットアーム１０と、を有する。また、ロボットアーム１０の先端部にエンドエフェクター２０を装着することができる。エンドエフェクター２０は、ロボット１の構成要件であってもよく、ロボット１の構成要件でなくてもよい。

なお、ロボット１は、図示の構成に限定されず、例えば、双腕型の多関節ロボットであってもよい。また、ロボット１は、水平多関節ロボットであってもよい。

基台１１は、ロボットアーム１０を下側から駆動可能に支持する支持体であり、例えば工場内の床に固定されている。ロボット１は、基台１１が中継ケーブル１８を介して制御装置３と電気的に接続されている。なお、ロボット１と制御装置３との接続は、図１に示す構成のように有線による接続に限定されず、例えば、無線でのネットワークを介して接続されていてもよい。

本実施形態では、ロボットアーム１０は、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とを有し、これらのアームが基台１１側からこの順に連結されている。なお、ロボットアーム１０が有するアームの数は、６つに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上であってもよい。また、各アームの全長等の大きさは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

基台１１と第１アーム１２とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回動軸を回動中心とし、その第１回動軸回りに回動可能となっている。第１回動軸は、基台１１が固定される床の法線と一致している。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向と平行な第２回動軸を回動中心として回動可能となっている。第２回動軸は、第１回動軸に直交する軸と平行である。

第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して水平方向と平行な第３回動軸を回動中心として回動可能となっている。第３回動軸は、第２回動軸と平行である。

第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸を回動中心として回動可能となっている。第４回動軸は、第３回動軸と直交している。

第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１６は、第４アーム１５に対して第５回動軸を回動中心として回動可能となっている。第５回動軸は、第４回動軸と直交している。

第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１７は、第５アーム１６に対して第６回動軸を回動中心として回動可能となっている。第６回動軸は、第５回動軸と直交している。

また、第６アーム１７は、ロボットアーム１０の中で最も先端側に位置するロボット先端部となっている。この第６アーム１７は、ロボットアーム１０の駆動により、エンドエフェクター２０ごと回動することができる。

ロボット１は、駆動部としてのモーターＭ１、モーターＭ２、モーターＭ３、モーターＭ４、モーターＭ５およびモーターＭ６と、エンコーダーＥ１、エンコーダーＥ２、エンコーダーＥ３、エンコーダーＥ４、エンコーダーＥ５およびエンコーダーＥ６とを備える。モーターＭ１は、関節１７１に内蔵され、基台１１と第１アーム１２とを相対的に回転させる。モーターＭ２は、関節１７２に内蔵され、第１アーム１２と第２アーム１３とを相対的に回転させる。モーターＭ３は、関節１７３に内蔵され、第２アーム１３と第３アーム１４とを相対的に回転させる。モーターＭ４は、関節１７４に内蔵され、第３アーム１４と第４アーム１５とを相対的に回転させる。モーターＭ５は、関節１７５に内蔵され、第４アーム１５と第５アーム１６とを相対的に回転させる。モーターＭ６は、関節１７６に内蔵され、第５アーム１６と第６アーム１７とを相対的に回転させる。

また、エンコーダーＥ１は、関節１７１に内蔵され、モーターＭ１の位置を検出する。エンコーダーＥ２は、関節１７２に内蔵され、モーターＭ２の位置を検出する。エンコーダーＥ３は、関節１７３に内蔵され、モーターＭ３の位置を検出する。エンコーダーＥ４は、関節１７４に内蔵され、モーターＭ４の位置を検出する。エンコーダーＥ５は、関節１７５に内蔵され、モーターＭ５の位置を検出する。エンコーダーＥ６は、関節１７６に内蔵され、モーターＭ６の位置を検出する。

エンコーダーＥ１～Ｅ６は、制御装置３と電気的に接続されており、モーターＭ１～モーターＭ６の位置情報、すなわち、回転量が制御装置３に電気信号として送信される。そして、この情報に基づいて、制御装置３は、モーターＭ１～モーターＭ６を、図２に示すモータードライバーＤ１～モータードライバーＤ６を介して駆動させる。すなわち、ロボットアーム１０を制御するということは、モーターＭ１～モーターＭ６を制御することである。

また、ロボットアーム１０に設けられた力検出部１９の先端には、制御点ＣＰが設定されている。制御点ＣＰは、ロボットアーム１０の制御を行う際の基準となる点のことである。ロボットシステム１００では、ロボット座標系で制御点ＣＰの位置を把握し、制御点ＣＰが所望の位置に移動するようにロボットアーム１０を駆動する。すなわち、制御点ＣＰはエンドエフェクター２０よりもロボットアーム１０側に設定されている。なお、本実施形態においては、制御点ＣＰは、力検出部１９の先端に設定されているが、ロボット座標系の原点からの位置および姿勢が既知であれば、ロボットアーム１０側のどの位置に設定されてもよい。例えば、ロボットアーム１０の先端に設定されていてもよい。

また、ロボット１では、ロボットアーム１０に、力を検出する力検出部１９が着脱自在に設置される。そして、ロボットアーム１０は、力検出部１９が設置された状態で駆動することができる。力検出部１９は、本実施形態では、６軸力覚センサーである。力検出部１９は、互いに直交する３個の検出軸上の力の大きさと、当該３個の検出軸回りのトルクの大きさとを検出する。すなわち、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の力成分と、Ｘ軸回りとなるＷ方向の力成分と、Ｙ軸回りとなるＶ方向の力成分と、Ｚ軸回りとなるＵ方向の力成分とを検出する。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向が鉛直方向となっている。また、各軸方向の力成分を「並進力成分」と言い、各軸回りの力成分を「トルク成分」と言うこともできる。また、力検出部１９は、６軸力覚センサーに限定されず、他の構成のものであってもよい。

本実施形態では、力検出部１９は、第６アーム１７に設置されている。なお、力検出部１９の設置箇所としては、第６アーム１７、すなわち、最も先端側に位置するアームに限定されず、例えば、他のアームや、隣り合うアーム同士の間であってもよい。

力検出部１９には、エンドエフェクター２０を着脱可能に装着することができる。エンドエフェクター２０は、本実施形態では、作業対象物に対してネジ締めを行うドライバーで構成される。また、エンドエフェクター２０は、連結棒２１を介して力検出部１９に固定されている。図示の構成では、エンドエフェクター２０は、その長手方向が、連結棒２１の長手方向と交わる向きで設定されている。

なお、エンドエフェクター２０としては、図示の構成に限定されず、例えば、レンチ、研磨機、研削機、切削機、ドライバー、レンチ等の工具であってもよく、把持、または、吸引により作業対象物を把持するハンドであってもよい。

また、ロボット座標系において、エンドエフェクター２０の先端には、第１制御点であるツールセンターポイントＴＣＰが設定される。ロボットシステム１００では、ツールセンターポイントＴＣＰの位置をロボット座標系で把握しておくことにより、ツールセンターポイントＴＣＰを制御の基準とすることができる。

次に、制御装置３および教示装置４について説明する。
図１および図２に示すように、制御装置３は、本実施形態では、ロボット１と離れた位置に設置されている。ただし、この構成に限定されず、基台１１に内蔵されていてもよい。また、制御装置３は、ロボット１の駆動を制御する機能を有し、前述したロボット１の各部と電気的に接続されている。制御装置３は、制御部３１と、記憶部３２と、通信部３３と、電源監視装置５と、を有する。これらの各部は、例えばバスを介して相互に通信可能に接続されている。

制御部３１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサーで構成され、記憶部３２に記憶されている各種プログラム等を読み出し、実行する。制御部３１で生成された指令信号は、通信部３３を介してロボット１に送信される。これにより、ロボットアーム１０が所定の作業を実行することができる。

記憶部３２は、制御部３１が実行可能な各種プログラム等を保存する。記憶部３２としては、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、着脱式の外部記憶装置等が挙げられる。

通信部３３は、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ等の外部インターフェースを用いてロボット１の各部および教示装置４との間でそれぞれ信号の送受信を行う。
電源監視装置５に関しては、後に詳述する。

次に、教示装置４について説明する。
図１および図２に示すように、教示装置４は、ロボットアーム１０に対して動作プログラムを作成、入力したりする機能を有する。教示装置４は、制御部４１と、記憶部４２と、通信部４３と、を有する。教示装置４としては、特に限定されず、例えば、タブレット、パソコン、スマートフォン、ティーチングペンダント等が挙げられる。

制御部４１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサーで構成され、記憶部４２に記憶されている教示プログラム等の各種プログラムを読み出し、実行する。なお、教示プログラムは、教示装置４で生成されたものであってもよく、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の外部記録媒体から記憶されたものであってもよく、ネットワーク等を介して記憶されたものであってもよい。

制御部４１で生成された信号は、通信部４３を介してロボット１の制御装置３に送信される。これにより、ロボットアーム１０が所定の作業を所定の条件で実行したりすることができる。

記憶部４２は、制御部４１が実行可能な各種プログラム等を保存する。記憶部４２としては、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、着脱式の外部記憶装置等が挙げられる。

通信部４３は、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ等の外部インターフェースを用いて制御装置３との間で信号の送受信を行う。
以上、ロボットシステム１００について説明した。

次に、電源監視装置５を、図４に示す回路図を用いて説明する。
電源監視装置５は、制御電源３００と、電源遮断回路３０１と、電源生成回路３０２と、電源監視回路３０３と、安全リレー制御回路３０４と、安全リレー３０５と、アンプ回路３０６と、マイクロコンピューター３０７と、を有する。

制御電源３００は、制御装置３の各部を駆動するための電源である。制御電源３００により供給された電力は、制御装置３の各部に供給される。

電源遮断回路３０１は、制御電源３００と電源生成回路３０２との間に設けられ、制御電源３００から供給された電力により駆動するスイッチで構成される。電源遮断回路３０１は、電源監視回路３０３が出力した信号に基づいて制御電源３００から電源生成回路３０２への通電を遮断する。すなわち、電源遮断回路３０１は、電源監視回路３０３が後述する第１電源監視信号および第２電源監視信号のうちの少なくとも一方を出力していなかった場合、電源としての制御電源３００から電源生成回路３０２への通電を遮断する。

電源生成回路３０２は、電源生成回路３０２Ａと、電源生成回路３０２Ｂと、電源生成回路３０２Ｃと、電源生成回路３０２Ｄと、を有する。電源生成回路３０２Ａは、制御電源３００から供給された電力を変圧して電源１を生成する。電源生成回路３０２Ｂは、電源生成回路３０２Ａから供給された電力を変圧して電源２を生成する。電源生成回路３０２Ｃは、電源生成回路３０２Ａから供給された電力を変圧して電源３を生成する。電源生成回路３０２Ｄは、電源生成回路３０２Ａから供給された電力を変圧して電源４を生成する。

電源１および電源４は、第２電源であり、例えば、安全リレー３０５等の周辺回路を駆動する電力として用いられる。電源２および電源３は、第１電源であり、マイクロコンピューター３０７を駆動する電力として用いられる。電源１～電源４の電圧の大きさは、２つ、３つ、または、全てが同じであってもよく、全てが異なっていてもよい。

電源監視回路３０３は、電源１～電源４が正常か否かを監視する回路である。電源監視回路３０３には、電源１、電源２、電源３および電源４が入力される。そして、電源監視回路３０３は、入力された電源１、電源２、電源３および電源４が、それぞれ正常であるか否かを判断する。

具体的には、電源監視回路３０３は、電源１の電圧値が第１範囲以内であるか否かを判断し、電源２の電圧値が第２範囲以内であるか否かを判断し、電源３の電圧値が第３範囲以内であるか否かを判断し、電源４の電圧値が第４範囲以内であるか否かを判断する。第１範囲～第４範囲は、それぞれ、電源１～電源４の電圧値に応じで設定された上限値および下限値の組み合わせである。これらの値は、電圧値が正常とみなすことができる値であり、電源監視回路３０３のハードウェアで設定される。

また、電源監視回路３０３は、電源１の電圧値の判定結果に基づいて、電源１監視信号１を出力する。また、電源監視回路３０３は、電源２の電圧値の判定結果に基づいて、電源２監視信号１を出力する。また、電源監視回路３０３は、電源３の電圧値の判定結果に基づいて、電源３監視信号１を出力する。また、電源監視回路３０３は、電源４の電圧値の判定結果に基づいて、電源４監視信号１を出力する。

電源１監視信号１は、電源１が正常である電源１正常信号と、電源１が異常である電源１異常信号と、を含む。電源２監視信号１は、電源２が正常である電源２正常信号と、電源２が異常である電源２異常信号と、を含む。

電源３監視信号１は、電源３が正常である電源３正常信号と、電源３が異常である電源３異常信号と、を含む。電源４監視信号１は、電源４が正常である電源４正常信号と、電源４が異常である電源４異常信号と、を含む。

電源２正常信号および電源３正常信号は、第１電源正常信号に含まれる。電源２異常信号および電源３異常信号は、第１電源異常信号に含まれる。電源１正常信号および電源４正常信号は、第２電源正常信号に含まれる。電源１異常信号および電源４異常信号は、第２電源異常信号に含まれる。

電源１監視信号１および電源４監視信号１は、マイクロコンピューター３０７に入力され、電源２監視信号１および電源３監視信号１は、安全リレー制御回路３０４に入力される。

マイクロコンピューター３０７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサーで構成される。マイクロコンピューター３０７は、電源２および電源３により駆動し、電源監視回路３０３から入力された第２電源監視信号である電源１監視信号１および電源４監視信号１に基づいて、電源１および電源４が正常であるか否かを判断する第１制御部である。すなわち、マイクロコンピューター３０７は、入力された電源１監視信号１が、電源１正常信号であるか電源１異常信号であるかを判断するとともに、電源４監視信号１が、電源４正常信号であるか電源４異常信号であるかを判断する。そして、その判断結果に基づいて、安全リレー制御回路３０４に、判定結果の情報を含む信号を送信する。

具体的には、マイクロコンピューター３０７は、電源１正常信号および電源４正常信号の双方を受信した場合、安全リレー３０５を継状態とする信号を安全リレー制御回路３０４に送信する。一方、マイクロコンピューター３０７は、電源１異常信号および電源４異常信号のいずれかを受信した場合、安全リレー３０５を断状態とする信号を安全リレー制御回路３０４に送信する。

また、安全リレー制御回路３０４は、電源２および電源３の監視結果の信号を受信し、安全リレー３０５に動作信号を出力する。具体的には、安全リレー制御回路３０４は、電源監視回路３０３から入力された第１電源監視信号である電源２監視信号１および電源３監視信号１に応じて安全リレー３０５に動作信号を出力する。すなわち、安全リレー制御回路３０４は、入力された電源２監視信号１が、電源２正常信号であるか電源２異常信号であるか、また、電源３監視信号１が、電源３正常信号であるか電源３異常信号であるかに従い、安全リレー３０５に動作信号を出力する。

また、安全リレー制御回路３０４は、電源１および電源４の監視結果に基づいてマイクロコンピューター３０７が判断した判定結果の情報を含む信号を受信して、安全リレー３０５の作動を制御する。

また、安全リレー制御回路３０４は、マイクロコンピューター３０７から電源１正常信号および電源４正常信号の双方を受信し、かつ、電源２および電源３が正常である信号を受信した場合、安全リレー３０５を継状態とする。そして、安全リレー制御回路３０４は、電源２または電源３が異常である信号を受信した場合、安全リレー３０５を断状態とする。

また、安全リレー制御回路３０４は、マイクロコンピューター３０７から電源１正常信号および電源４正常信号の双方を受信し、かつ、電源２正常信号および電源３正常信号を受信した場合、安全リレー３０５を継状態とする。そして、安全リレー制御回路３０４は、マイクロコンピューター３０７から電源１異常信号または電源４異常信号の双方を受信するか、または、電源２異常信号または電源３異常信号を受信した場合、安全リレー３０５を断状態とする。

このようなマイクロコンピューター３０７および安全リレー制御回路３０４により、制御部３１が構成される。

アンプ回路３０６は、モーター駆動電源３０８から入力された電力を増幅してモーターＭ１～モーターＭ６に出力する。
安全リレー３０５は、モーター駆動電源３０８とアンプ回路３０６との間に設けられ、通電条件を制御されることにより開閉するスイッチを有する。具体的には、安全リレー３０５は、ロボットアーム１０を駆動するモーターＭ１～モーターＭ６への通電を継断する。すなわち、安全リレー３０５は、モーターＭ１～モーターＭ６への通電を許容する継状態と断状態とをとり得る。

ここで、従来のように、電源１～電源４が正常か異常かの判断を、全て、マイクロコンピューター３０７が行う場合、マイクロコンピューター３０７を駆動する電源２および電源３が異常であると、マイクロコンピューター３０７が判断を行うことができず、安全リレー３０５を断状態とする信号を生成することができない。これに対し、前述したように、電源監視装置５では、電源２および電源３が正常であるか否かの判断を、マイクロコンピューター３０７が行うのではなく、安全リレー制御回路３０４が行う。これにより、電源２および電源３に異常が生じた場合であっても、安全リレー３０５を断状態とする信号を生成することができる。よって、電源監視装置５の安全性および信頼性をより高めることができる。

このように、電源監視装置５は、電源である制御電源３００から供給された電力を用いて第１電源である電源２、電源３、および、第２電源である電源１、電源４を生成する電源生成回路３０２と、電源１～電源４を監視し、監視結果に応じて、第１電源監視信号である電源２監視信号１、電源３監視信号１、および、第２電源監視信号である電源１監視信号１、電源４監視信号１を生成する電源監視回路３０３と、電源２および電源３により駆動し、電源監視回路３０３から入力された電源１監視信号１および電源４監視信号１に基づいて、電源１および電源４が正常であるか否かを判断する第１制御部であるマイクロコンピューター３０７と、ロボットアーム１０を駆動するモーターＭ１～モーターＭ６への通電を継断するリレーである安全リレー３０５を有し、電源監視回路３０３から入力された電源２監視信号１および電源３監視信号１に基づいて、電源２、３が正常であるか否かを判断する第２制御部である安全リレー制御回路３０４と、を備える。そして、マイクロコンピューター３０７は、電源１、４が異常であると判断した場合、安全リレー３０５を断状態とする信号を安全リレー制御回路３０４に出力し、安全リレー制御回路３０４は、電源２、３が異常であると判断した場合、安全リレー３０５を断状態とする。これにより、電源２および電源３に異常が生じた場合であっても、安全リレー３０５を断状態とする信号を生成することができる。よって、ロボットシステム１００の安全性および信頼性をより高めることができる。

また、第１電源監視信号は、第１電源である電源２および電源３が正常である第１電源正常信号としての電源２正常信号および電源３正常信号と、電源２および電源３が異常である第１電源異常信号としての電源２異常信号および電源３異常信号と、を含み、第２制御部である安全リレー制御回路３０４は、電源２正常信号および電源３正常信号を受信した場合、リレーである安全リレー３０５を継状態とし、電源２異常信号および電源３異常信号を受信した場合、安全リレー３０５を断状態とする。これにより、第１電源に異常が発生した場合、モーターＭ１～モーターＭ６に電力が供給されるのを阻止することができる。よって、ロボットシステム１００の安全性および信頼性をより高めることができる。

また、第２電源監視信号は、第２電源である電源１および電源４が正常である第２電源正常信号としての電源１正常信号および電源４正常信号と、電源１および電源４が異常である第２電源異常信号としての電源１異常信号および電源４異常信号と、を含み、第１制御部であるマイクロコンピューター３０７は、電源１正常信号および電源４正常信号を受信した場合、安全リレー３０５を継状態とする信号を安全リレー制御回路３０４に出力し、第２電源異常信号である電源１異常信号および電源４異常信号のうちの少なくとも一方を受信した場合、安全リレー３０５を断状態とする信号を安全リレー制御回路３０４に出力する。これにより、第２電源に異常が発生した場合、モーターＭ１～モーターＭ６に電力が供給されるのを阻止することができる。よって、ロボットシステム１００の安全性および信頼性をより高めることができる。

また、前述したように、電源監視装置５は、電源監視回路３０３が出力した信号に基づいて制御電源３００から電源生成回路３０２への通電を遮断する。すなわち、電源監視装置５は、電源監視回路３０３が後述する第１電源監視信号および第２電源監視信号のうちの少なくとも一方を出力していなかった場合、電源としての制御電源３００から電源生成回路３０２への通電を遮断する電源遮断回路３０１を備える。これにより、例えば、電源１～電源４のうちのいずれかが入力されていなかった場合、異常が生じていると見做し、電源遮断回路３０１を断状態とすることができる。よって、ロボットシステム１００の安全性および信頼性をさらに高めることができる。

次に、電源監視装置５の制御動作の一例について説明する。
まず、電源１に異常が生じた場合について説明する。

まず、ステップＳ１０１において、電源監視回路３０３が電源１の異常を検知したか否かを判断する。本ステップにおける判断は、電源１の電圧値が所定範囲内に収まっているか否かに基づいて行われる。ステップＳ１０１において、電源監視回路３０３が電源１の異常を検知したと判断した場合、電源遮断回路３０１を動作させる。ステップＳ１０１において、電源監視回路３０３が電源１の異常を検知していないと判断した場合、後述するステップＳ１０５に移行する。

次いで、ステップＳ１０３において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したか否かを判断する。本ステップにおける判断は、電源１の電圧値が所定範囲内に収まっているか否かに基づいて行われる。ステップＳ１０３において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したと判断した場合、ステップＳ１０４において、回路動作を停止する。すなわち、マイクロコンピューター３０７および安全リレー制御回路３０４の作動を停止する。これにより、ロボット１を強制的に停止させることができる。

ステップＳ１０３において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断していないと判断した場合、ステップＳ１０５において、電源監視回路３０３が出力した電源１異常信号がマイクロコンピューター３０７に入力される。これにより、ステップＳ１０６において、安全リレー制御回路３０４が、安全リレー３０５を遮断する。よって、ステップＳ１０７において、ロボット１を強制的に停止させることができる。

なお、電源２が異常であった場合、ステップＳ１０１において、電源監視回路３０３が電源２の異常を検知し、ステップＳ１０５において、安全リレー制御回路３０４に電源２異常信号が入力される。その他の制御は、上記と同様である。

また、電源３が異常であった場合、ステップＳ１０１において、電源監視回路３０３が電源３の異常を検知し、ステップＳ１０５において、安全リレー制御回路３０４に電源３異常信号が入力される。その他の制御は、上記と同様である。

また、電源４が異常であった場合、ステップＳ１０１において、電源監視回路３０３が電源４の異常を検知し、ステップＳ１０５において、マイクロコンピューター３０７に電源４異常信号が入力される。その他の制御は、上記と同様である。

このように、電源監視装置５によれば、電源１～電源４のいずれに異常が生じた場合であっても、マイクロコンピューター３０７または安全リレー制御回路３０４のいずれかの作動を停止させることができ、ロボットシステム１００の安全性および信頼性を高めることができる。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態にかかる電源制御装置の回路図の一部である。図７は、第２実施形態にかかる電源制御装置の回路図の一部である。図８は、第２実施形態にかかる電源制御装置が実行する制御動作の一例を説明するためのフローチャートである。

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。

図６に示すように、電源監視回路３０３は、二重化されている。すなわち、電源監視装置５は、電源監視回路３０３と、電源監視回路３０３’とを有する。電源生成回路３０２で生成された電源１～電源４は、電源監視回路３０３と、電源監視回路３０３’との双方にそれぞれ入力される。

そして、電源監視回路３０３は、電源１監視信号１、電源２監視信号１、電源３監視信号１および電源４監視信号１を出力する。電源監視回路３０３’は、電源１監視信号２、電源２監視信号２、電源３監視信号２および電源４監視信号２を出力する。これらの信号は、第１実施形態で説明したように、電源１～電源４が正常か否かを示す信号である。

このように、電源監視回路は、多重化、本実施形態では、二重化されている。これにより、電源監視回路３０３および電源監視回路３０３’のいずれかに不具合が生じたとしても、電源１～電源４が正常か否かを判断することができる。なお、本実施形態としては、多重化の一例として二重化である場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、三重化以上であってもよい。

また、図７に示すように、電源監視装置５は、マイクロコンピューター３０７と、マイクロコンピューター３０７’と、を有する。マイクロコンピューター３０７およびマイクロコンピューター３０７’には、それぞれ、電源２および電源３が入力され、マイクロコンピューター３０７およびマイクロコンピューター３０７’は、それぞれ、電源２および電源３で駆動する。

また、マイクロコンピューター３０７およびマイクロコンピューター３０７’には、それぞれ、電源１監視信号１、電源１監視信号２、電源４監視信号１および電源４監視信号２が入力される。そして、これらの信号に基づいて、電源１および電源４が正常か否かを判断する。

このように、第１制御部であるマイクロコンピューターは、多重化、本実施形態では、二重化されている。これにより、マイクロコンピューター３０７およびマイクロコンピューター３０７’のいずれかに不具合が生じたとしても、電源１および電源４が正常か否かを判断することができる。なお、本実施形態としては、多重化の一例として二重化である場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、三重化以上であってもよい。

また、電源監視装置５は、安全リレー制御回路３０４と、安全リレー制御回路３０４’と、安全リレー３０５と、安全リレー３０５’と、を有する。

また、安全リレー制御回路３０４は、電源２および電源３の監視結果の信号を受信し、安全リレー３０５に動作信号を出力する。具体的には、安全リレー制御回路３０４は、電源監視回路３０３から入力された電源２監視信号２が、電源２正常信号であるか電源２異常信号であるか、また、電源３監視信号２が電源３正常信号であるか電源３異常信号であるかに応じて、安全リレー３０５’に動作信号を出力する。

また、安全リレー制御回路３０４’は、電源２および電源３の監視結果の信号を受信し、安全リレー３０５’に動作信号を出力する。具体的には、安全リレー制御回路３０４’は、電源監視回路３０３から入力された電源２監視信号１が、電源２正常信号であるか電源２異常信号であるか、また、電源３監視信号１が電源３正常信号であるか電源３異常信号であるかに応じて、安全リレー３０５’に動作信号を出力する。

このように、第２制御部である安全リレー制御回路は、多重化、本実施形態では、二重化されている。これにより、安全リレー制御回路３０４および安全リレー制御回路３０４’のいずれかに不具合が生じたとしても、電源２および電源３が正常か否かを判断することができる。なお、本実施形態としては、多重化の一例として二重化である場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、三重化以上であってもよい。

次に、図８に示すフローチャートを用いて、本実施形態の電源監視装置５の制御動作について説明する。
まず、電源１に異常が生じた場合について説明する。

まず、ステップＳ２０１において、電源監視回路３０３（電源監視回路１）が電源１の異常を検知したか否かを判断する。本ステップにおける判断は、電源１の電圧値が所定範囲内に収まっているか否かに基づいて行われる。ステップＳ２０１において、電源監視回路３０３が電源１の異常を検知したと判断した場合、ステップＳ２０２において、電源遮断回路３０１を動作させる。ステップＳ２０１において、電源監視回路３０３が電源１の異常を検知していないと判断した場合、後述するステップＳ２０６に移行する。

次いで、ステップＳ２０３において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したか否かを判断する。ステップＳ２０３において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したと判断した場合、ステップＳ２０４において、回路動作を停止する。

また、ステップＳ２０１とともに、ステップＳ２０５において、電源監視回路３０３’（電源監視回路２）が電源１の異常を検知したか否かを判断する。本ステップにおける判断は、電源１の電圧値が所定範囲内に収まっているか否かに基づいて行われる。ステップＳ２０５において、電源監視回路３０３’が電源１の異常を検知したと判断した場合、ステップＳ２０２において、電源遮断回路３０１を動作させる。ステップＳ２０５において、電源監視回路３０３’が電源１の異常を検知していないと判断した場合、後述するステップＳ２０９に移行する。

ステップＳ２０６では、電源監視回路３０３’（電源監視回路２）が電源遮断回路３０１を動作させる。次いで、ステップＳ２０７において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したか否かを判断する。ステップＳ２０７において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したと判断した場合、ステップＳ２０４に移行する。一方、ステップＳ２０７において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断していないと判断した場合、ステップＳ２０８に移行する。

なお、ステップＳ２０５において、電源監視回路３０３’（電源監視回路２）が電源１の異常を検知していないと判断した場合、ステップＳ２０９において、電源監視回路３０３（電源監視回路１）が電源遮断回路３０１を動作させる。次いで、ステップＳ２１０において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したか否かを判断する。ステップＳ２１０において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断したと判断した場合、ステップＳ２０４に移行する。一方、ステップＳ２１０において、電源遮断回路３０１が制御電源３００を遮断していないと判断した場合、ステップＳ２０８に移行する。

ステップＳ２０８では、電源遮断回路３０１が動作しないと判定し、ステップＳ２１１において、マイクロコンピューター３０７（マイクロコンピューター１）に電源１異常信号が入力される。次いで、ステップＳ２１２において、安全リレー３０５（安全リレー１）を遮断するか否かを判断する。ステップＳ２１２において、安全リレー３０５を遮断すると判断した場合、ステップＳ２１３において、ロボット１を停止する。

なお、ステップＳ２１２において、安全リレー３０５（安全リレー１）を遮断しないと判断した場合、ステップＳ２１６において、安全リレー３０５（安全リレー１）を遮断し、ステップＳ２１３に移行する。

また、ステップＳ２１１とともに、ステップＳ２１４において、マイクロコンピューター３０７’（マイクロコンピューター２）に電源１異常信号が入力される。次いで、ステップＳ２１５において、安全リレー３０５’（安全リレー２）を遮断するか否かを判断する。ステップＳ２１５において、安全リレー３０５’を遮断すると判断した場合、ステップＳ２１３において、ロボット１を停止する。

なお、ステップＳ２１５において、安全リレー３０５’（安全リレー２）を遮断しないと判断した場合、ステップＳ２１７において、安全リレー３０５’（安全リレー２）を遮断し、ステップＳ２１３に移行する。

なお、電源２が異常であった場合、ステップＳ２０１において、電源監視回路３０３が電源２の異常を検知し、ステップＳ２０５において、電源監視回路３０３’が電源２の異常を検知し、ステップＳ２１１において、安全リレー制御回路３０４に電源２異常信号が入力され、ステップＳ２１４において、安全リレー制御回路３０４’に電源２異常信号が入力される。その他の制御は、上記と同様である。

また、電源３が異常であった場合、ステップＳ２０１において、電源監視回路３０３が電源３の異常を検知し、ステップＳ２０５において、電源監視回路３０３’が電源３の異常を検知し、ステップＳ２１１において、安全リレー制御回路３０４に電源３異常信号が入力され、ステップＳ２１４において、安全リレー制御回路３０４’に電源３異常信号が入力される。その他の制御は、上記と同様である。

また、電源４が異常であった場合、ステップＳ２０１において、電源監視回路３０３が電源４の異常を検知し、ステップＳ２０５において、電源監視回路３０３’が電源４の異常を検知し、ステップＳ２１１において、マイクロコンピューター３０７（マイクロコンピューター１）に電源４異常信号が入力され、ステップＳ２１４において、マイクロコンピューター３０７’（マイクロコンピューター２）に電源４異常信号が入力される。その他の制御は、上記と同様である。

このように、電源監視装置５によれば、電源１～電源４のいずれに異常が生じた場合であっても、マイクロコンピューター３０７または安全リレー制御回路３０４のいずれかの作動を停止させることができ、ロボットシステム１００の安全性および信頼性を高めることができる。また、各部が二重化されているため、ロボットシステム１００の安全性および信頼性をさらに高めることができる。

以上、本発明の電源監視装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。

１…ロボット、３…制御装置、４…教示装置、５…電源監視装置、１０…ロボットアーム、１１…基台、１２…第１アーム、１３…第２アーム、１４…第３アーム、１５…第４アーム、１６…第５アーム、１７…第６アーム、１８…中継ケーブル、１９…力検出部、２０…エンドエフェクター、２１…連結棒、３１…制御部、３２…記憶部、３３…通信部、４１…制御部、４２…記憶部、４３…通信部、１００…ロボットシステム、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、３００…制御電源、３０１…電源遮断回路、３０２…電源生成回路、３０２Ａ…電源生成回路、３０２Ｂ…電源生成回路、３０２Ｃ…電源生成回路、３０２Ｄ…電源生成回路、３０３…電源監視回路、３０４…安全リレー制御回路、３０５…安全リレー、３０６…アンプ回路、３０７…マイクロコンピューター、３０８…モーター駆動電源、ＣＰ…制御点、Ｄ１…モータードライバー、Ｄ２…モータードライバー、Ｄ３…モータードライバー、Ｄ４…モータードライバー、Ｄ５…モータードライバー、Ｄ６…モータードライバー、Ｅ１…エンコーダー、Ｅ２…エンコーダー、Ｅ３…エンコーダー、Ｅ４…エンコーダー、Ｅ５…エンコーダー、Ｅ６…エンコーダー、Ｍ１…モーター、Ｍ２…モーター、Ｍ３…モーター、Ｍ４…モーター、Ｍ５…モーター、Ｍ６…モーター、ＴＣＰ…ツールセンターポイント

Claims (7)

1. 電源から供給された電力を用いて第１電源および第２電源を生成する電源生成回路と、
   前記第１電源および前記第２電源を監視し、監視結果に応じて第１電源監視信号および第２電源監視信号を生成する電源監視回路と、
   前記第１電源により駆動し、前記電源監視回路から入力された前記第２電源監視信号に基づいて、前記第２電源が正常であるか否かを判断する第１制御部と、
   ロボットアームを駆動するモーターへの通電を継断するリレーを有し、前記電源監視回路から入力された前記第１電源監視信号に基づいて、前記第１電源が正常であるか否かを判断する第２制御部と、を備え、
   前記第１制御部は、前記第２電源が異常であると判断した場合、前記リレーを断状態とする信号を前記第２制御部に出力し、
   前記第２制御部は、前記第１電源が異常であると判断した場合、前記リレーを断状態とすることを特徴とする電源監視装置。
2. 前記第１電源監視信号は、前記第１電源が正常である第１電源正常信号と、前記第１電源が異常である第１電源異常信号と、を含み、
   前記第２制御部は、前記第１電源正常信号を受信した場合、前記リレーを継状態とし、前記第１電源異常信号を受信した場合、前記リレーを断状態とする請求項１に記載の電源監視装置。
3. 前記第２電源監視信号は、前記第２電源が正常である第２電源正常信号と、前記第２電源が異常である第２電源異常信号と、を含み、
   前記第１制御部は、前記第２電源正常信号を受信した場合、前記リレーを継状態とする信号を前記第２制御部に出力し、前記第２電源異常信号を受信した場合、前記リレーを断状態とする信号を前記第２制御部に出力する請求項１または２に記載の電源監視装置。
4. 前記電源監視回路が前記第１電源監視信号および前記第２電源監視信号のうちの少なくとも一方を出力していなかった場合、前記電源から前記電源生成回路への通電を遮断する電源遮断回路を備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電源監視装置。
5. 前記第１制御部は、多重化されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電源監視装置。
6. 前記第２制御部は、多重化されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電源監視装置。
7. 前記電源監視回路は、多重化されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電源監視装置。

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