JP2819367B2 - マニピュレータの安全操作システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットを含む
マニピュレータのコントローラに係り、特に手動操作に
おいてオペレータが手動の結果を表示を見ながら安心し
て安全に操作することができるマニピュレータの安全操
作システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】工業用ロボットは、一般に図５に示す如
き構成を有している。図において、１００は制御盤であ
り、位置情報、加工条件などを記憶し再生するものであ
る。

【０００３】２００はティーチングボックス（Ｔ−ＢＯ
Ｘ）で、制御盤１００に対して移動方向、移動量、加工
条件などを教示するときに用いるものである。そして、
このＴ−ＢＯＸ２００は、従来、図６に示す如き構成を
有している。すなわち、２０１はステップ番号表示部
で、ティーチングステップ毎に付されたステップ番号を
表示するものである。２０２は教示項目選択スイッチ
で、ティーチング内容を指定するものである。この教示
項目選択スイッチ２０２には、位置指定、直線移動や円
弧移動など移動軌跡の種類を指定する移動条件指定、加
工条件指定などのロボット本体３００の有する機能に対
応した項目が設けられている。

【０００４】２０３は手動スイッチで、ティーチング時
にロボット本体３００の各軸を個別に駆動するためのも
のである。この手動スイッチ２０３には、直交座標系の
ロボットの場合、Ｘ、Ｙ、Ｚ及び手首用のθ、ψ各軸を
移動するための移動指令を入力する移動指令スイッチ
が、また、図５に図示のロボット本体３００のような関
節型ロボットにおいては旋回軸、下腕、上腕及び手首用
のθ、ψ各軸を移動するための移動指令を入力する移動
指令スイッチが設けられている。

【０００５】２０４は教示押しボタンスイッチ、２０５
は記憶指令スイッチで、ティーチング動作によって設定
された情報を制御盤に送り込み記憶させるものである。
２０６は表示灯で、ティーチング時の選択項目毎に設け
られている。

【０００６】図５の３００はロボット本体で、Ｔ−ＢＯ
Ｘ２００からの指令によって、あるいは再生時に、制御
盤１００によって読み出され所定の処理を施して得られ
る駆動指令に応じて、その動作が決定されるものであ
る。

【０００７】図７は制御装置の一例を示した構成図であ
って、同図においてはティーチングボックスに表示部と
ともに表示用制御装置を設けた場合の例を示したもので
ある。図において２１０は表示部、２１１は表示用の文
字の組合せを各ステップ番号と共に記憶しておく表示用
メモリ部、２１２は操作用キー部２１３からの指令ある
いは制御盤１００からの指令により表示用メモリ部２１
１の記憶内容を読み出して表示部２１０に指令する表示
制御部である。すなわち、操作用キー部２１３からの指
令が表示制御部２１２に供給されるとその内容が確認さ
れ判断された後に表示用メモリ部２１１から該当ステッ
プに相当する表示文字が読み出されて表示部２１０にス
テップ番号と共にその教示内容が表示される。一方操作
用キー部２１３からの指令信号は同時にロボット本体を
制御するための制御盤１００にも伝達されて、ロボット
本体３００を駆動する。このとき表示部２１０はそれま
での表示状態から１欄だけ左へシフトして新旧ステップ
の表示内容が書き替えられるが、これらの制御は表示制
御部２１２によって実行される。ブロック運転時あるい
は教示内容の修正のためにステップ番号を呼び出すとき
には、ブロック運転に関するデータをキー部２１３によ
り入力することにより、ステップ毎に再生動作が行われ
る。この再生動作に対応して表示制御部２１２は表示用
メモリからデータを読み出すとともに表示欄を左右にシ
フトして順次各ステップの教示内容を表示部２１０に表
示するように指示する。自動再生時には、制御盤１００
からのステップ移行信号により同様に教示内容を順次表
示して行く。

【０００８】このように構成されるコンピュータシステ
ムにおいては、まず、加工に先立って、Ｔ−ＢＯＸ２０
０を操作し、ロボット本体３００の加工具の先端を視認
しながら被加工物の加工線に沿って加工具先端を動かし
てロボット本体３００を手動運転する。次に、このロボ
ット本体３００を手動で運転しながら、被加工物を加工
する加工条件と共にロボット本体３００の加工具先端の
動作手順を制御盤１００の内部記憶手段に格納していく
ティーチング作業を行う。ロボット本体３００のティー
チング作業を終了すると、制御盤１００の内部記憶手段
に格納された加工条件及び加工具先端の動作手順に基づ
いて自動運転、すなわち、プレイバック動作に移る。す
ると、制御盤１００は、先にティーチングされた加工線
の位置情報及び加工条件を読み出して所定の処理を施し
て得られる信号を、ロボット本体３００に駆動信号とし
て供給し、ロボット本体３００の加工具先端を先にティ
ーチングした通りの軌跡を描くように再生動作する。そ
して、オペレータが手動操作を行うときは、手動スイッ
チ２０３又は操作用キー部２１３によって行う。

【０００９】また、従来のマニピュレータは、図８に示
す如き構成を有している（例えば、特開平２−１９８７
７８号公報参照）。すなわち、５１４Ａ〜５１４Ｃはマ
スターアーム５０１の各関節軸に設けた位置検出センサ
であり、この信号はマスターアーム入出力装置５０４で
処理され、中央処理装置５０５へ入力される。５１５Ａ
〜５１５Ｃはスレーブアーム５０２の各関節軸に設けた
位置検出センサであり、この信号はスレーブアーム入出
力装置５０６で処理され、中央処理装置５０５へ入力さ
れる。

【００１０】以上の信号より、中央処理装置５０５では
一般化座標への座標変換演算を行い、さらに座標変換追
加装置５１８の指示に基づき、第２一般化座標への座標
変換を行うことにより、スレーブアーム５０２への指定
値を決定する。この信号はスレーブアーム入出力装置５
０６を経てスレーブアーム５０２の各関節軸に設けたア
クチュエータ５１６Ａ〜５１６Ｃを駆動する。

【００１１】また、同時に、中央処理装置５０５からア
ニメータシミュレータ５１１へ信号を送り、グラフィッ
クディスプレイ５１２上にスレーブアーム５０２のアニ
メーション画像を表示する。

【００１２】次に、５１７Ａ〜５１７Ｃはジョイスティ
ック５０７の角度を検出する位置検出センサであり、こ
の信号はジョイスティック入出力装置５０８で処理さ
れ、中央処理装置５０５へ入力される。中央処理装置５
０５ではスレーブアーム５０２への指令を決定する際
に、外部からの切替信号に基づきマスターアーム５０１
とジョイスティック５０７のいずれからの信号を参照す
るかを決定する。

【００１３】また、画像入力装置５０９で入力した画像
は、画像処理装置５１０でＦＦＴ演算、パターン同定を
行った後、実画像をテレビモニタ５１３で表示すると同
時にアニメータシミュレータ５１１へ送り、必要に応じ
てグラフィックディスプレイ５１２において、アニメー
ション画像に重ねて表示する。

【００１４】このようにオペレータはテレビモニタ５１
３に移るスレーブアーム５０２を見ながらマスターアー
ム５０１を操作して、その動きを位置検出センサ５１４
Ａ〜５１４Ｃで検出させ、中央処理装置５０５によって
スレーブアーム５０２の動作信号に変換させてスレーブ
アーム５０２を動作させている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような、従来の工
業用ロボットのティーチングボックスにあっては、キー
に遊びがあるため押圧しても充分に押し込まないとスイ
ッチングされず動作しないときがあるという問題点を有
している。

【００１６】また、従来のロボットの安全操作システム
にあっては、キーの中には、押して指を離したときにキ
ーが復帰する復帰用バネとして小形のバネしか入ってい
ないので、指を離したとき押されたキーが確実に復帰す
るとは限らず、したがって操作者は、ロボット本体に操
作者の意図したことが充分に伝わるか否か不安を感じな
がら操作しなければならないという問題点を有してい
る。

【００１７】また、従来のマニピュレータの安全操作シ
ステムにあっては、位置検出センサ５１４Ａ〜５１４Ｃ
が異常であるとマスター操作を正しく操作してもスレー
ブアーム５０２に異常な信号が送られてしまい、スレー
ブアーム５０２が異常な動きをとってしまうという問題
点を有している。この場合、上記した従来の方法ではオ
ペレータがその異常の原因を簡単には知ることができず
操作するにあたって不安になるという問題点を有してい
る。

【００１８】本発明は、手動操作においてオペレータが
手動の結果を表示を見ながら安心して安全に操作するこ
とのできるマニピュレータの安全操作システムを提供す
ることを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマニピュレータの安全操作システムにおい
ては、オペレータからの手動操作に基づいて動作する第
１動作部を有し、前記第１動作部の位置及び角度を表わ
す第１操作信号を出力する第１操作手段と，前記第１操
作手段からの前記第１操作信号に基づいて、前記第１操
作手段の故障を検出して、故障が検出されたことを表わ
す検出信号を出力する故障検出手段と，前記故障検出手
段によって前記第１操作手段の故障が検出されなかった
ときに、前記第１操作手段からの前記第１操作信号を変
換して対応する制御信号を出力する変換手段と，第２動
作部を有し、前記変換手段からの前記制御信号に基づい
て前記第２動作部を駆動して、前記第２動作部の位置及
び角度に関する第２操作信号を出力する第２操作手段
と，前記変換手段からの前記制御信号と、前記第２操作
手段からの前記第２操作信号とを比較して、比較結果を
表わす偏差信号を出力する比較手段と，前記故障検出手
段からの前記検出信号を受けて、前記比較手段からの前
記偏差信号を零にする信号を前記比較手段に供給して、
前記第２操作手段の駆動を禁止する管理手段と，前記管
理手段からの出力に基づいて前記第１操作手段の故障の
内容及び前記第１操作手段の現在位置のうち少なくとも
いずれか一方を表示する表示手段とによって構成したも
のである。

【００２０】また、上記目的を達成するために、本発明
のマニピュレータの安全操作システムにおいては、前記
マニピュレータの安全操作システムがさらに教示指令発
生手段と、この教示指令発生手段からの教示指令に応答
して、前記第１操作手段からの前記第１操作信号を教示
情報として逐次記録して一連の動作プログラムを作成す
るティーチング情報記録手段とを具備するようにしたも
のである。

【００２１】さらに、上記目的を達成するために、本発
明のマニピュレータの安全操作システムにおいては、前
記マニピュレータの安全操作システムがさらに教示指令
発生手段を有し、この教示指令発生手段と、前記第１操
作手段と前記表示手段とが１つの収納手段内に収納する
ようにしたものである。

【００２２】

【作用】オペレータからの手動操作によりマニピュレー
タを動作させるマニピュレータシステムにおける手動操
作を出力する手動操作装置が故障したときマニピュレー
タの偏差信号が零になるように構成し、かつマニピュレ
ータシステムの異常の内容とロボット本体の現在位置と
の少なくともいずれか一方をオペレータの手動操作装置
に隣接した部分に表示するようにしてあるため、手動操
作においてオペレータが手動の結果を表示を見ながら安
心して安全に操作することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１には、本発明に係るマニピュレータの安全操作システ
ムの第１の実施例が示されている。

【００２４】図において、１はマスターアーム、２はス
レーブアームで、このスレーブアーム２は、マスターア
ーム１とは異なる形状に構成されている。３はマニピュ
レータコントローラで、マスターアーム１の動きによっ
てスレーブアーム２を動作させるための座標変換を行
う。これらマスターアーム１及びスレーブアーム２は、
実際のものは６自由度を持つが説明を簡単にするため３
自由度として説明する。４、５、６、はマスターアーム
１の各自由度又は軸に取り付けられた位置検出センサ
で、７はマスターアーム１の先端に取り付けられたグリ
ップである。オペレータはグリップ７を握ってマスター
アーム１を動かすと、マスターアーム１の各可動部に取
り付けられた位置検出センサ４、５、６が動き位置検出
センサ４、５、６の移動方向と移動量がマニピュレータ
コントローラ３に送られる。

【００２５】８は操作信号処理部であり、位置検出セン
サ４、５、６の出力信号に基づいて故障検出、位相弁別
を行った後、出力パルスをカウントする。９は経路演算
部で、操作信号処理部８からの出力カウント値を受け
て、マスターアーム１とスレーブアーム２の幾何学的形
状を考慮してそれぞれの先端が相似の動作になるように
所定の演算を行って制御信号を出力する。これによりマ
スターアーム１とスレーブアーム２の構造が異なってい
てもグリップ７とスレーブアーム２の先端の動作は幾何
学的に相似になるようスレーブアーム２の各自由度のア
クチュエータ１１、１２、１３に制御信号を送ることが
できる。

【００２６】１０、１１、１２はスレーブアーム２の各
自由度のアクチュエータである。それぞれのアクチュエ
ータ１０、１１、１２には、それぞれ１３、１４、１５
の位置検出センサが取り付けられており、各アクチュエ
ータ１０、１１、１２の移動方向と移動量を検出する。
１６はサーボ制御部で経路演算部９からの制御信号を増
幅してアクチュエータ１０、１１、１２に送ると共に位
置検出センサ１３、１４、１５からのフィードバック信
号を受けて経路演算部９の制御信号と比較して偏差信号
を出力する。

【００２７】１７は画像入力装置でありスレーブアーム
２の先端近くに設置される。１８は画像処理装置であ
り、１９はグラフィックディスプレーでマスターアーム
１に隣接して配置されており、画像処理装置１８の出力
信号を表示する。したがって、オペレータはマスターア
ーム１を操作するときグラフィックディスプレー１９を
見て行いマスターアーム１の動作を意識する必要はな
い。２０は安全管理部であり、操作信号処理部８、経路
演算部９、サーボ制御部１６からの出力信号を管理して
おり、この信号を受信したときはスレーブアーム２の動
作を禁止する等の処理を実行する。２１はキーボードで
あって、経路演算部９に対しマスターアーム１とスレー
ブアーム２の動作を被加工物側の座標を基準に変更した
りするための指令を出力する。

【００２８】次に、本発明の実施例の動作について説明
する。オペレータがマスターアーム１の先端のグリップ
７を握って動かすと位置検出センサ４、５、６が動き、
その移動方向と移動量がそれぞれ操作信号処理部８に指
令信号として送られる。操作信号処理部８は、これらの
出力信号に基づいて故障検出、位相弁別を行った後、故
障がなければ、これらの出力信号をそれぞれの方向の出
力パルスとして経路演算部９に供給する。

【００２９】故障が検出されると検出信号が安全管理部
２０に供給され、安全管理部２０は画像処理装置１８に
その内容を送り、グラフィックディスプレー１９上のス
レーブアーム２の画像の一部に文字で表示してオペレー
タに知らせると共に経路演算部９への出力パルスをカッ
トし、かつサーボ制御部１６からの偏差信号が零になる
ようにサーボ制御部１６に信号を供給してスレーブアー
ム２の動作を禁止する。操作信号処理部８が行う故障検
出の方法については図２Ａ〜２Ｇと図３Ａ〜３Ｇを参照
して後述する。故障がない場合には経路演算部９におい
て、マスターアーム１の先端の動きが形状の異なるスレ
ーブアーム２の先端の動きになるよう操作信号処理部８
からの出力パルスを座標変換して制御信号を生成しサー
ボ制御部１６に入力する。

【００３０】経路演算部９にキーボード２１からの入力
があって、マスターアーム１とスレーブアーム２の動作
比率を変えたり、基準となる座標原点の移動の必要があ
る場合には経路演算部９は新しい座標点に基づく第２の
座標変換を行う。サーボ制御部１６では経路演算部９か
らの制御信号を増幅してアクチュエータ１０、１１、１
２が動作するに必要な動力にする。また、位置検出セン
サ１３、１４、１５のフィードバック信号は経路演算部
９の制御信号と比較され、偏差があればその偏差を増幅
してアクチュエータ１０、１１、１２にフィードバック
される。このようにしてスレーブアーム２はマスターア
ーム１とキーボード２１からの信号に基づいて先端がオ
ペレータの望む動きをするように常に追従して動作す
る。

【００３１】オペレータがマスターアーム１を動かすと
きはその先端のグリップ７を握り、グラフィックディス
プレー１９に映るスレーブアーム２の動きを見ながら操
作する。マスターアーム１が故障したときにもグラフィ
ックディスプレー１９に表れる文字を見ることで知るこ
とができるので自分の腕を動かす感覚でマスターアーム
１を動かすことができる。図２Ａ〜２Ｇ、図３Ａ〜３Ｇ
には、位置検出センサ４、５、６からのＡ相、Ｂ相の各
出力信号と、それらの信号を処理する操作信号処理部８
の出力信号が示されている。図２Ａ〜２Ｇは、マスター
アーム１の右回転の場合の出力パルス信号を、図３Ａ〜
３Ｇは、左回転の場合の出力パルス信号をそれぞれ表し
ている。

【００３２】位置検出センサ４〜６はインクリメンタル
エンコーダであって、互いに９０°の位相をもって取り
付けられたＡ相、Ｂ相用検出素子からなる。また、操作
信号処理部８は、各センサ４、５、６に対応して設けら
れたモノステーブルマルチバイブレータを具備してい
る。出力信号ａはＡ相の立ち上がりで動作するモノステ
ーブルマルチバイブレータの出力であり、出力信号ｂは
Ａ相の立ち下がりで動作するモノステーブルマルチバイ
ブレータの出力、出力信号ｃはＢ相の立ち上がりで動作
するモノステーブルマルチバイブレータの出力、出力信
号ｄはＢ相の立ち下がりで動作するモノステーブルマル
チバイブレータの出力である。

【００３３】Ｕ出力は、マスターアーム１の右回転に用
いる信号であり （Ａ・ｃ＋・ｄ）＋（Ｂ・ｂ＋・ａ） の論理回路により、１回転の４倍のパルスを出力する。
Ｄ出力は左回転用の信号で、 （Ａ・ｄ＋・ｃ）＋（Ｂ・ａ＋・ｂ） の論理回路により、１回転の４倍のパルスを出力する。

【００３４】位置検出センサ４、５、６が共に正常であ
るならばＵ出力がパルスを出力しているときはＤ出力は
全く出力せず、Ｄ出力がパルスを出力しているときは、
Ｕ出力はパルスを出力しない。したがって、Ｕ出力とＤ
出力が同時にパルスを出していることは、位置検出セン
サ４、５、６が故障であることを意味する。また、両出
力が共にパルスを出力しているときは位置検出センサ
４、５、６が停止状態にあることを意味する。このよう
に、Ｕ出力とＤ出力の有無によって左右回転、故障の有
無、停止の判別ができるのでＵ出力とＤ出力とによって
右回転、左回転、故障の判別ができる。

【００３５】図４は、本発明に係るマニピュレータの安
全操作システムの第２の実施例が示されている。

【００３６】図において、５０はティーチングボックス
であり、５１はティーチングボックス５０内に設けられ
たエンコーダであって、５２はロボット本体である。エ
ンコーダ５１はロボット本体５２の自由度の内の１つを
手動操作する指令を発生する。５３は、ロボットコント
ローラであり、ティーチングボックス５０からの各種指
令を処理してロボット本体５２を制御すると共にティー
チングボックス５０にロボットシステムの状態を表示す
る。５４は操作信号処理部でありエンコーダ５１の出力
信号を処理して左回転、右回転及び故障を判別する信号
を生成する。５５は経路演算部でティーチングボックス
５０で設定された指令に基づきロボット本体５２を動作
させるための座標変換を行う。

【００３７】座標変換の代表的なものとしては、ロボッ
ト本体５２を直交座標、円筒座標及びロボットの各軸分
離駆動に沿って駆動するための変換がある。５６はサー
ボ制御部で経路演算部５５からの制御信号を増幅してロ
ボット本体５２のサーボモータに送ると共にサーボモー
タに取り付けられた位置検出センサからのフィードバッ
ク信号を受けて経路演算部５５の制御信号と比較し偏差
信号を出力する。５７はエンコーダ５１の左回転用のパ
ルスカウンタ、５８は右回転用のパルスカウンタであ
る。５９は図２Ａ〜２Ｇ、図３Ａ〜３Ｇを参照して前記
した方法によって判別する故障検出回路である。６０は
安全管理部であり、ティーチングボックス５０、故障検
出回路５９、経路演算部５５、サーボ制御部５６よりの
異常信号を受信したときはロボット本体５２の動作を禁
止する等の処理を行う。

【００３８】６１はキーボード群であり、６２、６３、
６４に大別される。６２はテンキー群、６３はファンク
ションキー、６４はＸ、Ｙ、Ｚ軸等の自由度を切り替え
る自由度切り替えキーで、経路演算部５５にエンコーダ
５１の出力信号を送るときその信号がどの自由度に相当
するかを選択するものである。図では３自由度で示され
ているが、実際には、６自由度の選択ができる。６５は
座標変換管理部でファンクションキー６３によって選択
された座標を表わす信号を受信して経路演算部５５に指
令する。

【００３９】６６はキー入力判断部で座標変換管理部６
５が持つ機能以外のキー入力を判断してロボットコント
ローラ５３の各部に必要なキー情報を伝達する。６７は
ティーチング情報記録部で、ティーチングボックス５０
の各部によって教示された内容をあらかじめ記憶し、再
生時にこれらの情報を経路演算部５５に供給する。６８
は非常停止ボタンで緊急時にオペレータが操作すること
により発生する信号が安全管理部６０に送られて緊急停
止が行われる。６９は自動切替スイッチ、７０はティー
チングボックス５０に設けられた液晶表示部である。

【００４０】次に、本実施例の動作について説明する。
ロボットの動作モードは大別して教示モード、自動運転
モード、点検モードがある。

【００４１】教示モードでは、キー群６１によってロボ
ットの動作する座標が指定され自由度切替キー６４の切
替位置が選択される。そしてオペレータがインチング操
作することによってエンコーダ５１が回転され、この回
転量に応じたパルスが左回転カウンタ５７及び右回転カ
ウンタ５８のいずれか一方から出力され、経路演算部５
５の座標変換によって指令を受けたロボット本体５２の
軸が動作する。

【００４２】ロボット本体５２の動作に必要な動力は、
サーボ制御部５６の動力増幅によって達成され、また、
ロボット本体５２の各軸の位置は各軸に直結された位置
検出センサで検出され、サーボ制御部５６にフィードバ
ックされて経路演算部５５の制御信号と比較することで
追従制御する。

【００４３】このようにして、エンコーダ５１を回転さ
せるとその回転に応じてロボット本体５２が動作する。

【００４４】エンコーダ５１のＡ相検出素子とＢ相検出
素子のいずれか一方が故障したときには、故障検出回路
５９によって検出される。

【００４５】自動切替スイッチ６９は、エンコーダ５１
の正常時は図４のａの位置に切り替えられ、これによっ
て経路演算部５５で演算された現在位置に関する情報
は、表示部７０で表示される。しかし、故障検出回路５
９によって故障が検出されると、自動切替スイッチ６９
は図４のｂの位置に切り替えられ、安全管理部６０によ
ってエンコーダ５１の故障が表示部７０に表示される。
安全管理部６０は、エンコーダ５１の故障だけでなく、
経路演算部５５、サーボ制御部５６の故障も管理してお
り必要に応じて表示部７０に表示すると共にサーボ制御
部５６からの偏差信号が零になるようにサーボ制御部５
６に信号を供給してロボット本体５２の動作を禁止す
る。

【００４６】エンコーダ５１のＡ相検出素子とＢ相検出
素子が同時に故障したときは、左回転カウンタ５７及び
右回転カウンタ５８のいずれもパルスを出力しないので
ロボット本体５２が誤動作する恐れはない。

【００４７】エンコーダ５１が正常に動作してロボット
本体５２が目標とする位置に到達するとファンクション
キー６３によって教示指令が発せられる。この指令はキ
ー入力判断部６６で処理され、この指令に応答して、経
路演算部５５で演算されたロボット本体５２の先端位置
がティーチング情報記録部６７に記録される。

【００４８】このようにして、ロボット本体５２が動作
され、必要なロボット本体５２の先端位置を順々に記録
することにより、自動運転のときのロボット本体５２の
動作経路が出来上がる。

【００４９】ティーチング情報記録部６７には、ロボッ
ト本体５２の先端位置と共に次の位置へ移動する速度、
ロボット本体５２の把持するツールの動作状態及びロボ
ット本体５２の周辺装置の動作指令やインターロック関
係も記録されるのでロボット本体５２は周辺装置と協調
連動しながら作業することができるようになる。

【００５０】エンコーダ５１には、その外側にシャトル
がついていて、その角度に応じた速度で自由度切替えキ
ー６４の方向に向かってロボット本体５２を動かすこと
ができる。自動運転モードでは、ティーチングボックス
５０上のスタートボタンによってティーチング情報記録
部６７に記録されたデータが自動的に経路演算部５５に
取り込まれ、ロボット本体５２の各自由度が動作可能な
指令に座標変換されて、サーボ制御部５６で増幅され、
ロボット本体５２に伝えられるのでロボット本体５２は
連続的にティーチング情報記録部６７のデータ通りに動
作する。

【００５１】点検モードでは、ロボット本体５２は動作
せず、表示部７０の表示機能を用いてコントローラ内部
のチェックやティーチング情報記録部６７のデータのチ
ェックや編集を行う。なお、エンコーダ５１を回転させ
てインチング操作を行っているときに、例えば、Ａ相の
検出素子が故障した場合はエンコーダ５１を回転させて
も図２のａ，ｂの信号が出力されない。したがって、
ａ，ｂとＵ出力とを比較することによりＡ相の故障を判
別することも可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。本
発明によれば、オペレータが正常操作時にいつも注目し
ているマニピュータの動き又は位置に基づいて、表示故
障時直ちにその内容を表示装置上に表示することができ
るので安全かつ気安く操作できオペレータの負担を大幅
に軽減することができる。また、本発明によれば、操作
装置に故障が生じたときには、その故障が直ちに検出さ
れてマニピュレータの動作が停止するのでオペレータの
意思に反する動作をすることがなく安全性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマニピュレータの安全操作システ
ムの実施例を示すシステム構成図である。

【図２】図１に図示のマニピュレータの安全操作システ
ムのエンコーダの右回転の場合の出力信号を説明する図
である。

【図３】図１に図示のマニピュレータの安全操作システ
ムのエンコーダの左回転の場合の出力信号を説明する図
である。

【図４】本発明に係るロボットの安全操作システムの実
施例を示すシステム構成図である。

【図５】一般的な工業用ロボットの構成を示す図であ
る。

【図６】従来のティーチングボックスの平面図である。

【図７】従来のティーチングボックスの平面図である。

【図８】従来の異形マスタスレーブマニピュレータシス
テムのブロック図である。

【符号の説明】

１………………………………………………………マスタ
ーアーム ２………………………………………………………スレー
ブアーム ３………………………………………………………マニピ
ュレータコントローラ ４，５，６……………………………………………位置検
出センサ ７………………………………………………………グリッ
プ ８，５４………………………………………………操作信
号処理部 ９，５５………………………………………………経路演
算部 １０，１１，１２……………………………………アクチ
ュエータ １３，１４，１５……………………………………位置検
出センサ １６，５６……………………………………………サーボ
制御部 １７……………………………………………………画像入
力装置 １８……………………………………………………画像処
理装置 １９……………………………………………………グラフ
ィックディスプレー ２０，６０……………………………………………安全管
理部 ２１……………………………………………………キーボ
ード ５０……………………………………………………ティー
チングボックス ５１……………………………………………………エンコ
ーダ ５２……………………………………………………ロボッ
ト本体 ５３……………………………………………………ロボッ
トコントローラ ５７，５８……………………………………………パルス
カウンタ ５９……………………………………………………故障検
出回路 ６１……………………………………………………キーボ
ード群 ６５……………………………………………………座標変
換管理部 ６６……………………………………………………キー入
力判断部 ６７……………………………………………………ティー
チング情報記録部 ６８……………………………………………………非常停
止ボタン ６９……………………………………………………自動切
替スイッチ ７０……………………………………………………表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｇ０５Ｂ 19/18 Ｘ Ｄ (72)発明者 今澤 寛治 東京都大田区仲池上２丁目９番４号 日 東工器株式会社内 (72)発明者 渡辺 一行 東京都大田区仲池上２丁目９番４号 日 東工器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−89207（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−103904（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−111185（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−156888（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 19/42 G05B 19/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オペレータからの手動操作に基づいて動
   作する第１動作部を有し、前記第１動作部の位置及び角
   度を表わす第１操作信号を出力する第１操作手段と， 前記第１操作手段からの前記第１操作信号に基づいて、
   前記第１操作手段の故障を検出して、故障が検出された
   ことを表わす検出信号を出力する故障検出手段と， 前記故障検出手段によって前記第１操作手段の故障が検
   出されなかったときに、前記第１操作手段からの前記第
   １操作信号を変換して対応する制御信号を出力する変換
   手段と， 第２動作部を有し、前記変換手段からの前記制御信号に
   基づいて前記第２動作部を駆動して、前記第２動作部の
   位置及び角度に関する第２操作信号を出力する第２操作
   手段と， 前記変換手段からの前記制御信号と、前記第２操作手段
   からの前記第２操作信号とを比較して、比較結果を表わ
   す偏差信号を出力する比較手段と， 前記故障検出手段からの前記検出信号を受けて、前記比
   較手段からの前記偏差信号を零にする信号を前記比較手
   段に供給して、前記第２操作手段の駆動を禁止する管理
   手段と， 前記管理手段からの出力に基づいて前記第１操作手段の
   故障の内容及び前記第１操作手段の現在位置のうち少な
   くともいずれか一方を表示する表示手段と， からなるマニピュレータの安全操作システム。
2. 【請求項２】 前記マニピュレータの安全操作システム
   がさらに教示指令発生手段と、この教示指令発生手段か
   らの教示指令に応答して、前記第１操作手段からの前記
   第１操作信号を教示情報として逐次記録して一連の動作
   プログラムを作成するティーチング情報記録手段とをさ
   らに具備する請求項１に記載のマニピュレータの安全操
   作システム。
3. 【請求項３】 前記マニピュレータの安全操作システム
   がさらに教示指令発生手段を有し、この教示指令発生手
   段と、前記第１操作手段と前記表示手段とが１つの収納
   手段内に収納されている請求項１に記載のマニピュレー
   タの安全操作システム。