JP4296955B2 - ロボットシステム - Google Patents
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Description
このような教示装置は、通常、教示作業者が片手で把持し、他方の手で入力キーなどの操作を行ない、教示操作を行なう。この場合、教示操作に従い教示対象の産業用ロボットは、順次ステップ毎の動作を行なう。例えば、モータの駆動動作やアームの旋回動作、作業ヘッド(例えば、溶接ガン)の通電などが行われる。この時、教示操作ミスや制御装置の部品などの不良により装置が教示作業者の意図するものと異なる動作をしてしまう場合がある。このような場合、教示作業者を含む装置近傍の作業者への危険を回避すると共に、装置および周辺機器の破損を防止するために、教示操作の禁止や装置の停止が直ちに行われるように装置の安全システムは構成しておく必要がある。
また、複数のロボットで構成されたロボットシステムでは、ロボットシステムとしては稼動中であるが、入力待ちなどで動作を行なわずロボットが待機している場合がある。これは、例えば、作業者が該ロボットに接近して、作業段取りを行なっているような場合である。このような場合には、駆動電源を遮断して作業者の安全を図ると、省エネルギーの観点よりエネルギーの浪費を抑制する要望がある。
一方、複数台のロボットを制御するロボット制御装置では、教示作業の効率化のため複数の教示作業者により並行して教示を行なうことで作業工程の早期立ち上げを図ることの出来るロボットシステムが提案されている(特許文献2参照)。
また、作業プログラムの再生中では、停止要因が発生した時に、通信路を介して接続されたロボット若しくは協調動作をしている全てを停止するロボットシステムが提案されている(特許文献3参照)。
また、従来技術の特許文献2のロボットシステムは、複数台のロボットを複数人で並行して教示を行なう時の、携帯操作盤(教示装置)よりのロボットの選択と動作指令に基づくロボットの動作についての手段の開示であり、並行して教示を行なうことで作業工程の早期立ち上げに対応しているが、教示中の教示操作者の安全を図るためのイネーブル装置の制御については記述されていないため、教示操作者の安全確保が十分ではないという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数台のロボットを複数人で並行して教示を行なう時の携帯操作盤(ティーチペンダントあるいは教示装置とも言う)のイネーブル装置により、携帯操作盤より選択されたロボットまたはロボット群に対する駆動電源の投入と遮断制御を提供することで、教示作業者の安全性を確保するロボットシステムを提供することを目的とする。また、作業プログラム再生による作業では、作業プログラムに関連するロボット情報に基づいて、作業に関連するロボットの駆動電源の投入と遮断を行ない、段取りなどのためロボットに接近する作業者の安全を図り、またエネルギーの浪費を防止することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、1又は複数のロボット(1)と、教示モードのときに前記1又は複数のロボット(1)の駆動電源の投入又は遮断するイネーブル装置(9)を備える携帯操作盤(4)とが接続され、前記1又は複数のロボット(1)を駆動制御する1台のロボット制御装置(2)が、複数台、通信路(10)により互いに接続されており、各々の前記ロボット制御装置(2)は、該ロボット制御装置(2)に接続された前記携帯操作盤(4)に備わる前記イネーブル装置(9)の操作で動作する前記1又は複数のロボット(1)を選択するロボット群選択信号(103)を出力するロボット群選択部(21)を備えたロボットシステムにおいて、 各々の前記ロボット制御装置(2)と各々の前記携帯操作盤(4)に備わるイネーブル装置(9)とが接続されるロボット郡動作許可装置(22、23又は25)を備え、前記ロボット郡動作許可装置(22、23又は25)は、各々の前記ロボット制御装置(21)の前記ロボット群選択部(21)から出力される前記ロボット群選択信号(103)と各々の前記携帯操作盤(4)の前記イネーブル装置(9)の出力とに基づいて、各々の前記ロボット制御装置(2)に対し前記1又は複数のロボット(1)の各々の駆動電源の投入又は遮断を制御する駆動電源駆動信号(102)を出力することを特徴とするものである。
同様に、1−2は第2ロボットであり、第2ロボット制御装置2−2、第2携帯操作盤4−2が接続されている。
携帯操作盤4−1、4−2には、教示作業者により操作される操作部6、操作に基づいてロボット1−1、1−2による作業が登録された作業プログラムやロボット1−1、1−2、ロボット制御装置2−1、2−2の状態を表示する表示部7、ロボット1−1、1−2の駆動電源を遮断して動作を止める非常停止スイッチ8、教示の際にロボットの動作を許可するイネーブル装置9が備わっている。尚、イネーブル装置9としては、2ポジションスイッチあるいは3ポジションスイッチがあり、またイネーブル装置9を携帯操作盤4−1、4−2の片方に備える片手操作型、または両方に備える両手操作型があるが、本発明ではこれらの構成を問わない。
ロボット制御装置2−1、2−2は、駆動電源駆動信号102−1、102−2に基づきロボット1−1、1−2の駆動電源の投入と遮断を行なう。
他の教示モードでの例として、第1携帯操作盤4−1で第1ロボット1−1と第2ロボット1−2の双方のロボットを動作するように設定をおこなう。この場合では、第1携帯操作盤4−1のイネーブル装置9を動作許可と操作すると、第1ロボット1−1と第2ロボット1−2の双方共に駆動電源が投入され、操作部6の操作で動作する。この場合、第2携帯操作盤4−2ではロボット1、2の動作はできない。
すなわち、ロボット群動作許可装置22で駆動電源を投入するロボットの切り替え制御をおこなっている。
図2は、第1の実施の形態におけるロボットシステムのブロック図である。図1と同符号は相当部分を示しており、説明を一部省略する。図において、第1ロボット制御装置2−1は電源11より給電を受け、駆動電源制御部24−1へ接続されている。尚、ロボット制御装置2−1への電源11供給を遮断する断路器、ヒューズなどの回路保護器、制御用の電源を供給する制御電源装置などは図示していない。
16は制御部であり、第1ロボット1−1の動作をはじめ第1携帯操作盤4−1の操作による作業プログラムの登録や編集、ロボット群設定の制御、ロボット群選択の排他制御を行なう。第1携帯操作盤4−1より通信路で接続されており、操作入力と表示情報の送受信を行なう。
17は駆動部であり、駆動用の電源の供給を駆動電源制御部24−1より受け、制御部16の指令に基づいて第1ロボット1−1のモータを駆動制御する。
第2ロボット制御装置2−2も第1ロボット制御装置2−1と同様の構成であるため説明は割愛する。
再生モード設定15は、再生する作業プログラムが呼出されると、該作業プログラムで動作するロボット1−1、1−2の設定が行なわれ、この設定に基づいてロボット選択信号が定まり、通信路10を介して他のロボット制御装置2−2へ送出され同一の情報を持つ共に、再生モードではロボット群選択信号103−1としてロボット群動作許可装置22へ出力される。
第2ロボット制御装置2−2でも同様の構成であるため説明は割愛する。
ここで、通信路10を介して他のロボット制御装置にロボット選択信号を送出するが、複数の携帯操作盤で同一のロボットが同時に選択されないように制御部16で排他制御されている。
第2ロボット制御装置2−2の構成は第1ロボット制御装置2−1と同一であるため、その説明は割愛する。
制御部16の正常信号はリレーCPURを駆動する。リレーCPURの接点は制御部16が正常であれば閉路する。
駆動電源の投入準備指令信号は、上位制御装置あるいは操作盤より出力され、駆動電源の投入準備がされている時リレーSVONの接点を閉路するように接続されている。
これらリレーPB、PP、EX、CPUR、SVONの接点は直列接続されリレーRDY0に接続されている。すなわち、非常停止状態ではなく、制御部16は正常で、駆動電源投入準備がされていればリレーRDY0は通電励磁される。
教示モードロックとは、教示モードで教示操作者がロボットの近傍でロボット動作などの作業中に、該教示操作者以外よりモードの変更を禁止する状態であり、該教示操作者以外の操作により、作業プログラムの再生が起動されロボットが動作することを防ぐ、教示作業者の安全確保するための信号である。
第2ロボット制御装置2−2の構成は第1ロボット制御装置2−1と同一であるため、その説明は割愛する。
図において、R1は第1ロボット1−1、R2は第2ロボット1−2をあらわしている。
ロボット群選択部21−1の教示モード設定14も同様に、第2携帯操作盤4−2の操作でPP1ロボット動作設定を行ない、ロボット選択信号を得る。
ロボット選択信号のD21は、第2携帯操作盤4−2で第1ロボット1−1の動作を、D22は、第1携帯操作盤4−2で第2ロボット1−2の動作をあらわしている。
教示モード設定14と再生モード設定15で得られたロボット選択信号は通信路10を介して、他のロボット制御装置へ送出され、前述の排他制御で使用される。
ロボット群選択部21−1より出力されるロボット群選択信号103−1のD11、D12、C11、C12とロボット群選択部21−2より出力されるロボット群選択信号103−2のD21、D22、C21、C22は各々リレーD11、D12、D21、D22、C11、C12、C21、C22に接続され、真理値表で論理「1」に該当するリレーが通電励磁される。
駆動電源投入指令は駆動電源駆動信号に基づいて出力される。例えば、第2携帯操作盤4−2で第1ロボット1−1の動作を行なう場合、教示モードロック状態で非常停止など駆動電源遮断要因がない状態で第2携帯操作盤4−2のイネーブル装置9を操作すると、駆動電源駆動信号102−1がオンとなり、第1ロボット制御装置2−1の駆動電源制御部24−1のリレーSELが通電励磁される。このリレーSELの接点が閉路することを図6に図示していないインターフェースを介して制御部16が検出して、駆動電源投入指令が該駆動電源制御部24−1に出力される。
あるいは、第2携帯操作盤4−2のイネーブル装置9の操作は、第2携帯操作盤4−2より第2ロボット制御装置2−2の制御部16が検知して、通信路10を介して第1ロボット制御装置2−1の制御部16へ伝え、駆動電源投入指令を出力することでもかまわない。
また、再生モードでは、作業プログラムを再生するロボット制御装置より、通信路10を介して送出されるロボットの駆動電源投入要求に従い、該当する駆動電源制御部へ駆動電源投入指令を出力することでもかまわない。
これらいずれの機構でも駆動電源の投入は可能であり同様の効果を奏する。
作業プログラムは作業プログラム記憶領域、ロボット情報はロボット情報領域に格納されている。図において、ロボット情報で、「R1」は第1ロボット1−1、「R2」は第2ロボット1−2をあらわしており。ロボット情報S1は第1ロボット1−1と第2ロボット1−2の双方を、ロボット情報S2は第1ロボット1−1を、ロボット情報S3は第2ロボット1−2が動作するものと登録されていることを示す。作業プログラムAと作業プログラムBはロボット情報S1と関連付けられ、これらの作業プログラムでは双方のロボット1−1、1−2の動作で作業をおこなう。作業プログラムCは第1ロボット1−1、作業プログラムDは第2ロボット1−2が動作をおこない、作業プログラムEは例えば入出力や他の作業プログラム呼び出しなどロボットの動作を伴わないため動作するロボットが登録されていないことを示している。他のロボット情報格納の手段として作業プログラムのヘッダとする方法があるが同様の効果を奏する。
本実施例では、図4のリレーで構成されたロボット群動作許可装置23を、論理素子での構成したロボット群動作許可装置23に置き換えたものである。ロボット群動作許可装置23の入力と出力と動作は実施例1で説明したとおりであり説明を割愛する。論理素子回路は、リレー回路の等価回路であり、CPUやPLDなどの論理演算素子で実現することができ、また、ロボット群動作許可装置23をPLCで実現することでもよく同等の効果を奏する。
(a)はロボット群選択信号103−1を、(b)はロボット群選択信103−2の各設定を示している。
また、実施例では、駆動電源の投入と遮断する回路は単一としたが、この回路を二重化することで、部品の単一故障時でも駆動電源の遮断を、より確実に行なうことのできる信頼性の高い回路とすることもできる。
このように、携帯操作盤のイネーブル装置の操作で、該携帯操作盤に対応したロボットと治具だけ、あるいは作業プログラムの再生では、作業に関連するロボットと治具だけ、その駆動電源の制御を行なうことができる構成となっているので、複数人で教示作業を並行して安全に行なうことができ、作業中では作業に関連しないロボットあるいは治具の駆動電源を遮断しておくことができるので、作業者が行なう段取り作業を安全に行なうことができ、また消費電力低減に貢献できる。
2 ロボット制御装置
4 携帯操作盤
6 操作部
7 表示部
8 非常停止スイッチ
9 イネーブル装置
10 通信路
11 電源
14 教示モード設定
15 再生モード設定
16 制御部
21 ロボット群選択部
22、23、25 ロボット群動作許可装置
24 駆動電源制御部
100 駆動電源投入許可信号
101 イネーブル信号
102 駆動電源駆動信号
103 ロボット群選択信号
PB、PP、EX、CPUR、SVON、RDY0 リレー
PM、TM、SAF、TLK、RDY1 リレー
ES1、ES2 リレー
SEL、SON、SVM リレー
Claims (3)
- 1又は複数のロボットと、教示モードのときに前記1又は複数のロボットの駆動電源の投入又は遮断するイネーブル装置を備える携帯操作盤とが接続され、前記1又は複数のロボットを駆動制御する1台のロボット制御装置が、複数台、通信路により互いに接続されており、各々の前記ロボット制御装置は、該ロボット制御装置に接続された前記携帯操作盤に備わる前記イネーブル装置の操作で動作する前記1又は複数のロボットを選択するロボット群選択信号を出力するロボット群選択部を備えたロボットシステムにおいて、
各々の前記ロボット制御装置と各々の前記携帯操作盤に備わるイネーブル装置とが接続されるロボット郡動作許可装置を備え、
前記ロボット郡動作許可装置は、各々の前記ロボット制御装置の前記ロボット群選択部から出力される前記ロボット群選択信号と各々の前記携帯操作盤の前記イネーブル装置の出力とに基づいて、各々の前記ロボット制御装置に対し前記1又は複数のロボットの各々の駆動電源の投入又は遮断を制御する駆動電源駆動信号を出力することを特徴とするロボットシステム。 - 前記携帯操作盤は表示部を備え、前記イネーブル装置の操作で駆動電源を投入又は遮断を制御する前記ロボット制御装置に接続される前記1又は複数のロボットの識別符号を表示することを特徴とする請求項1記載のロボットシステム。
- 1又は複数のロボットを備え、再生モードのときに前記1又は複数のロボットを作業プログラムに基づいて駆動制御する1台のロボット制御装置が複数台、通信路により互いに接続されており、各々の前記ロボット制御装置は、作業プログラムに基づいて動作する前記1又は複数のロボットを選択するロボット群選択信号を出力するロボット群選択部を備えたロボットシステムにおいて、
各々の前記ロボット制御装置と接続されるロボット郡動作許可装置が備わり、
前記ロボット郡動作許可装置は、各々の前記ロボット制御装置の前記ロボット群選択部から出力されるロボット群選択信号に基づいて、各々の前記ロボット制御装置に対し前記1又は複数のロボットの駆動電源の投入又は遮断を制御する駆動電源駆動信号を出力することを特徴とするロボットシステム。
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