JP5905537B2 - 教示操作盤が着脱可能なロボット制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、着脱可能に構成された教示操作盤を備えたロボット制御装置に関する。

ロボットの教示を行う際は、該ロボットの制御装置に接続された教示操作盤を使用することがある。一般に教示操作盤は、教示や復旧作業時に使用するものであるため、ロボットの自動運転中は不要であるが、従来のロボットでは、１台のロボット制御装置に１台の教示操作盤が接続されていたため、複数のロボットを含むシステム等ではそのコストが増大する傾向があった。

一方、教示操作盤をロボット制御装置に対して着脱可能とする技術も周知であるが、着脱作業中にはロボットを停止しなければならないという制限がある。そこで、例えば特許文献１には、教示操作盤の非常停止回路に着脱スイッチを設け、着脱スイッチが押されている（オン）間に教示操作盤とロボット制御装置との接続が解除されたときは、非常停止手段を作動させない禁止手段を有する構成が開示されている。

特開平０５−０４２４９３号公報

特許文献１に記載の技術では、教示操作盤をロボット制御装置から取り外してもロボットの自動運転が停止しないようにすることができ、本来ロボットが非常停止すべきでないときにロボットが非常停止してしまうことを防止することができる。しかし、着脱ボタンが押されていても、操作者の安全確保等の観点から、ロボットを非常停止させる（ロボットの駆動電源を遮断する）必要がある場合もあり、特許文献１にはそのような場合に適切に対処するための実用的な手段が示されていない。

そこで本発明は、ロボットの不要な非常停止を回避して運転コスト等の低減を図りつつも、操作者の安全確保等も図られたロボット制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願第１の発明は、ロボットを制御するロボット制御装置であって、前記ロボットの駆動電源を遮断するための非常停止ボタンを備え、前記ロボット制御装置の本体に対して着脱可能に構成された教示操作盤と、前記教示操作盤を前記ロボット制御装置の本体に対して着脱する際に手動操作される着脱スイッチと、前記教示操作盤が前記ロボット制御装置の本体に接続されていることを示す接続認識信号を生成する信号部と、前記教示操作盤から非常停止信号を受信したとき又は前記接続認識信号が生成されたときに前記ロボットの駆動電源を遮断する電源遮断部と、を具備し、前記着脱スイッチが操作されてから第１の所定時間が経過するまでの着脱操作許可状態の間、前記接続認識信号が生成されていないときは、前記電源遮断部は前記ロボットの駆動電源を遮断しないように構成されている、ロボット制御装置を提供する。

第２の発明は、第１の発明において、前記着脱操作許可状態の間に、前記接続認識信号が生成されているときに前記非常停止信号が入力された場合に、前記非常停止信号が入力されてから第２の所定時間時間が経過するまでの間に、前記接続認識信号が生成されなくなったときは、前記電源遮断部は前記ロボットの駆動電源を遮断しないように構成されている、ロボット制御装置を提供する。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記非常停止信号が二重化されており、前記ロボット制御装置は二重化された非常停止信号の位相が不一致である場合は非常停止信号の異常として検出する異常検出部をさらに有し、前記着脱操作許可状態の間は、前記異常検出部は二重化された非常停止信号の異常検出を行わないように構成されている、ロボット制御装置を提供する。

本発明によれば、着脱スイッチが操作されてから第１の所定時間が経過するまで（着脱操作許可状態）は、教示操作盤が制御装置本体に接続されていなくともロボットの駆動電源は遮断されないので、ロボットの不要な非常停止を回避し、作業効率の向上や運転コストの低減を図ることができる。

本発明の好適な実施形態に係るロボット制御装置を、該ロボット制御装置が制御するロボットと、該ロボット制御装置に着脱可能に接続された可搬式操作盤とともに示す概略図である。 図１のロボット制御装置における処理の流れを示すフローチャートである。

図１は、本発明の好適な実施形態に係るロボット制御装置を、該ロボット制御装置が制御するロボットと、該ロボット制御装置に接続される教示操作盤とともに概略的に示す図である。ロボット制御装置（以降、単に制御装置とも称する）１０は、概略図示したロボット１２の動作制御や教示を行うように構成されており、ロボット１２に無線又は電気ケーブル１４等の有線によって通信可能に接続される制御装置本体（以降、単に本体とも称する）１６と、本体１６に着脱可能に構成された可搬式の教示操作盤（以降、単に操作盤とも称する）１８とを有する。操作者は、操作盤１８を本体１６から所定の範囲内で運搬することができ、操作盤１８を用いて（例えば、操作盤１８の操作パネル２０を操作することによって）ロボット１２の操作・教示を行うことができる。

制御装置本体１６と操作盤１８は、ケーブル２２を介して通信可能に接続され、図示例では、操作盤１８に接続されたケーブル２２の先端に設けた接続プラグ２４が、本体１６に設けた接続コネクタ２６に対して着脱可能に接続される。また本体１６は、操作盤１８を本体１６に対して着脱する際に手動操作される着脱スイッチ２８を有し、着脱スイッチは好ましくはモーメンタリ型のボタンである。

操作盤１８は、ロボット１２の駆動電源を遮断する（ロボット１２を非常停止させる）ための非常停止ボタン３０を具備し、一方制御装置本体１６は、非常停止ボタン３０が押されたときに、操作盤１８からケーブル２２を介して非常停止信号を受信する信号部（信号回路）３２と、信号部３２が非常停止信号を受信したときに、所定の条件（後述）下で、ロボット１２の駆動電源を遮断する電源遮断部３４とを有する。

また信号部３２は、操作盤１８が本体１６に接続されていないときに非常停止信号を生成する機能と、操作盤１８が本体１６に接続されている間は接続認識信号を生成する機能も具備する。図示例では、接続コネクタ２６が信号部（回路）３２の一部を構成しており、接続プラグ２４又はショートプラグ３６が接続されていないときに非常停止信号を生成し、接続プラグ２４が接続されているときに接続認識信号を生成することができる。上述の電源遮断部３４は、信号部３２が非常停止信号を生成した場合も、所定の条件（後述）下で、ロボット１２の駆動電源を遮断する。

なおショートプラグ３６は、例えば接続プラグ２４と同一形状を有するがケーブルを有さない部材であり、ショートプラグ３６を接続コネクタ２６に接続したときは、信号部（回路）３２は閉鎖されるので非常停止信号は生成されないが、操作盤１８が接続されているわけでもないので接続認識信号も生成されない。

操作盤１８を本体１６から取り外すときは、操作者は、先ず着脱ボタン２８を押し、着脱ボタン２８を押してから所定時間（後述する第１の所定時間）の間に、本体１６の接続コネクタ２６から接続プラグ２４を抜き、他の操作盤の接続プラグを接続コネクタ２６に差し込む。着脱ボタン２８を押してから所定時間が経過するまでは、非常停止信号が入力・生成されても、電源遮断部３４はロボット１２の駆動電源を遮断しないように構成されているため、ロボット１２の動作を停止させずに操作盤１８の取り外しをすることができる。以下、着脱ボタン２８が押されてから第１の所定時間が経過するまでの間を、「着脱操作許可状態」と称することもある。

また、上述のショートプラグ３６を使用することで、教示操作盤１８を取り外しておくことができる。この場合、操作者は、先ず着脱ボタン２８を押し、着脱ボタン２８を押してから所定時間（第１の所定時間）の間に、本体１６の接続コネクタ２６から接続プラグ２４を抜き、ショートプラグ３６を接続コネクタ２６に差し込む。操作盤を取り付けるときは、再度着脱ボタン２８を押し、着脱ボタン２８を押してから所定時間（第１の所定時間）の間に、接続コネクタ２６からショートプラグ３６を抜き、操作盤の接続プラグを接続コネクタ２６に差し込む。ショートプラグ３６を接続コネクタ２６に接続している間は非常停止信号が入力・生成されないので、この場合も、着脱ボタン２８を押してから所定時間が経過するまではロボット１２の駆動電源は遮断されず、ロボットの動作を停止させずに操作盤の取り外しと取り付けをすることができる。

以下、制御装置１０の処理を、図２のフローチャートを参照しつつ説明する。
先ずステップＳ１において、制御装置本体１６の着脱スイッチ２８がオン状態にあるか（着脱ボタン２８が操作者によって押されているか）否かを判断する。

着脱ボタン２８が押されている場合は、次のステップＳ２において、着脱ボタン２８が押されてから第１の所定時間が経過したか否かを判断する。第１の所定時間は、操作者が操作盤１８の着脱（交換）に必要と思われる時間に基づいて予め設定され、例えば１０秒〜６０秒の間の値に設定される。なお第１の所定時間は、本体１６又は操作盤１８への入力操作により操作者が設定・変更できるようにしてもよい。

ステップＳ１において着脱ボタン２８が押されていない場合、又はステップＳ２において着脱ボタン２８が押されてから第１の所定時間が経過した場合（すなわち制御装置１０が着脱操作許可状態にない場合）は、操作盤１８の非常停止ボタン３０が押されているか否かを判断する（ステップＳ３）。非常停止ボタン３０が押されていれば、安全確保のためにロボットの駆動電源を遮断する（ステップＳ４）。一方、非常停止ボタン３０が押されていないときは、操作盤１８による通常の作業が続行されることになる。すなわち、制御装置１０が着脱操作許可状態にない場合は、着脱ボタン２８が押されていない状態と同様に、非常停止ボタン３０が押されればロボット１２の駆動電源が遮断されるため、着脱ボタン２８が誤って押されたままの状態であっても安全性を確保できる。

ステップＳ２において、着脱ボタン２８が押されてから第１の所定時間が経過していない（制御装置１０が着脱操作許可状態にある）場合は、操作盤１８が本体１６に接続されているか否か（上述の接続認識信号が生成されているか否か）を判断する（ステップＳ５）。操作盤１８が本体１６に接続されていない場合は、操作者が操作盤１８の着脱作業を実行中であると解されるので、ロボット１２の非常停止は行われない。

一方、ステップＳ５において、操作盤１８が本体１６に接続されている場合は、次のステップＳ６において、操作盤１８の非常停止ボタン３０が第２の所定時間を超えて押し続けられているか（非常停止ボタン３０が押されてから第２の所定時間経過したか）否かを判断する。非常停止ボタン３０が押されてから第２の所定時間が経過しており、かつ操作盤１８が本体１６に接続されたままであるときは、安全確保のためにステップＳ４に進んでロボット１２の駆動電源を遮断する。逆に言えば、着脱ボタン２８を押している状態で操作盤１８を取り外す場合に、非常停止信号が接続認識信号より先に遮断されたとしても、第２の所定時間経過前に接続認識信号が遮断されれば、ロボット１２の駆動電源を遮断せずに、操作盤１８の取り外しを行うことができる。これにより、非常停止信号と接続認識信号の遮断のタイミングが若干異なる場合でも、ロボット１２の駆動電圧を遮断せずに、操作盤１８の着脱を行うことができる。従って第２の所定時間は、例えば１秒程度に設定されることが好ましい。

以上の処理を適当な制御周期で反復することにより、種々の状況に応じて適切にロボットの操作・教示を行うことができる。

上述の実施形態において、教示操作盤１８からの非常停止信号は、二重化された信号（二重化同期信号）としてもよい。この場合、制御装置本体１６は、二重化された非常停止信号において（位相が）一致しているか否かを判定し、不一致である場合は非常停止信号の異常として検出する異常検出部３８をさらに有する（図１）。制御装置１０の安全機能として、異常検出部３８が異常を検出したときは、電源遮断部３４がロボット１２の駆動電源を遮断するようになっている。

しかし、操作盤１８の着脱作業においては、操作者がケーブル２２（接続プラグ２４）を本体１６から取り外す際に、一時的に二重化された非常停止信号の一方のみが開放されることがある。このような場合にロボット１２が非常停止することは好ましくないので、これを回避するために、着脱ボタン２８が押されてから第１の所定時間が経過するまでの間（着脱操作許可状態）は、異常検出部３８による異常検出を行わないようにすることが好ましい。これにより、操作盤１８を取り外す際の不要な非常停止を防止することができる。

１０ ロボット制御装置
１２ ロボット
１４、２２ ケーブル
１６ 制御装置本体
１８ 教示操作盤
２０ 操作パネル
２４ 接続プラグ
２６ 接続コネクタ
２８ 着脱ボタン
３０ 非常停止ボタン
３２ 信号部
３４ 電源遮断部
３６ ショートプラグ
３８ 異常検出部

Claims (3)

1. ロボットを制御するロボット制御装置であって、
   前記ロボットの駆動電源を遮断するための非常停止ボタンを備え、前記ロボット制御装置の本体に対して着脱可能に構成された教示操作盤と、
   前記教示操作盤を前記ロボット制御装置の本体に対して着脱する際に手動操作される着脱スイッチと、
   前記教示操作盤が前記ロボット制御装置の本体に接続されていることを示す接続認識信号を生成する信号部と、
   前記着脱スイッチが操作されてから第１の所定時間が経過するまでの着脱操作許可状態の間、前記接続認識信号が生成されていないときは、前記教示操作盤から非常停止信号を受信したときであっても前記ロボットの駆動電源を遮断せず、かつ、前記着脱スイッチが操作されてから前記第１の所定時間が経過した後は、前記教示操作盤から非常停止信号を受信したときに前記ロボットの駆動電源を遮断するように構成されている電源遮断部と、を具備するロボット制御装置。
2. 前記着脱操作許可状態の間に、前記接続認識信号が生成されているときに前記非常停止信号が入力された場合に、前記非常停止信号が入力されてから第２の所定時間時間が経過するまでの間に、前記接続認識信号が生成されなくなったときは、前記電源遮断部は前記ロボットの駆動電源を遮断しないように構成されている、請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記非常停止信号が二重化されており、前記ロボット制御装置は二重化された非常停止信号の位相が不一致である場合は非常停止信号の異常として検出する異常検出部をさらに有し、
   前記着脱操作許可状態の間は、前記異常検出部は二重化された非常停止信号の異常検出を行わないように構成されている、請求項１又は２に記載のロボット制御装置。

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