JP6259413B2

JP6259413B2 - ロボットまたは工作機械の制御装置、無線教示操作盤および自動機械システム

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Publication number: JP6259413B2
Application number: JP2015059902A
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Inventors: 戸田　俊太郎; 俊太郎戸田; 遼太郎稲葉; 橋本　良樹; 良樹橋本
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Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2018-01-10
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Description

本発明は、ロボットまたは工作機械の制御装置を無線通信により操作するための無線教示操作盤、無線教示操作盤から無線通信により操作されるロボットまたは工作機械の制御装置、および、これらを備える自動機械システムに関する。

ロボットまたはＣＮＣ工作機械（以下、単に「工作機械」と称する。）などの自動機械を操作するために、ロボットまたは工作機械の制御装置と無線通信を介して接続される可搬式の無線教示操作盤が用いられる。図９は、ロボットの制御装置と無線教示操作盤とからなる一般的な自動機械システムの概略図である。ここでは一例として、自動機械がロボット１０３である場合を示す。ロボット１０３を制御する制御装置１０２と可搬式の無線教示操作盤１０１とは無線通信にて接続される。作業者は無線教示操作盤１０１を用いてロボット１０３に関する動作プログラムの登録や編集、条件設定、状態表示、ロボット１０３の教示などを行うことができる。また、無線教示操作盤１０１を操作することによりロボット１０３を非常停止させることも可能である。

一般に、ロボットまたは工作機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる自動機械システムにおいては、ロボットまたは工作機械の予期せぬ動作を回避して周囲の機械や作業者の安全を確保するために、無線教示操作盤と制御装置との間の無線通信が確立されていること確認するためのライブ（ＬＩＶＥ）信号が、無線教示操作盤から制御装置へ周期的に送信されている。制御装置はこのライブ信号を受信しない限りロボットまたは工作機械を制御できない。図１０は、ロボットまたは工作機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる自動機械システムにおけるライブ信号の送受信を説明する図である。図１０（Ａ）に示すように、無線教示操作盤からロボットまたは工作機械の制御装置へ送信される一周期分のデータは、ライブ信号Ｌとロボットまたは工作機械の操作内容が規定されたデータＣとで構成される。無線教示操作盤からは、制御装置に向けてライブ信号Ｌが一定周期Ｔで周期的に送信されており、制御装置は、このライブ信号Ｌを受信する限りにおいて、データＣに規定された操作内容に従ってロボットまたは工作機械を制御することができる。何らかの障害物や他の無線通信との干渉などにより無線通信が不安定になり、図１０（Ｂ）に示すように無線教示操作盤から周期的に送信されてくるライブ信号Ｌを制御装置が受信できない場合（図中、参照符号Ｆで示す。）が生じると、制御装置はロボットまたは工作機械に対して非常停止させる制御を行い、あるいは必要に応じて保護停止させる制御も行う。

また、ロボットまたは工作機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる自動機械システムにおいては、非常の際のロボットまたは工作機械やこれらの周囲の機械や作業者の安全を確保するために、作業者自身の操作によってロボットまたは工作機械を非常停止させたり保護停止させることが一般的に行われている。この場合、無線教示操作盤に設けられた非常停止スイッチが作業者によって押下されると無線教示操作盤から制御装置へ、ロボットまたは工作機械を非常停止にすることを示す状態信号（非常停止信号）が一定周期で送信され、この非常停止にすることを示す状態信号を受信した制御装置はロボットまたは工作機械を非常停止制御を行う。

例えば、無線教示操作盤からのコントローラへ送信されるライブ（ＬＩＶＥ）信号の検出間隔を監視して無線通信の通信状態が悪化していることを認識し、機械を停止させることで安全を確保する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２３３８１７号公報

ロボットまたは工作機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる自動機械システムにおいて、無線教示操作盤からロボットまたは工作機械の制御装置へ周期的に送信されるライブ信号の繰り返し周期が短いほど、短時間の無線通信の途絶の際にもロボットまたは工作機械を非常停止にすることができ安全性は高まるが、障害物や他の無線通信との干渉などにより無線通信が不安定になって制御装置がライブ信号を受信できなくなる可能性が高くなる。つまり、ライブ信号の繰り返し周期が短いほど、無線通信の不安定さに起因する非常停止が頻発する可能性が高くなり、利便性を損なう。

また、無線教示操作盤と制御装置との間の通信が不安定となり無線教示操作盤から送信される非常停止にすることを示す状態信号（非常停止信号）を制御装置が受信できないときがあると、ロボットまたは工作機械が非常停止するまでの時間および動作距離が長くなり、危険である。図１１は、ロボットまたは工作機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる自動機械システムにおける非常停止信号の送受信を説明する図である。無線教示操作盤に設けられた非常停止スイッチが作業者によって押下されると図１１（Ａ）に示すような非常停止にすることを示す状態信号が無線教示操作盤から制御装置へ一定周期ごとに送信される。この非常停止にすることを示す状態信号を受信した制御装置はロボットまたは工作機械を非常停止させる制御を行うことになる。しかしながら、障害物や他の無線通信との干渉などにより無線通信が不安定になり、図１１（Ｂ）に示すように非常停止信号を制御装置が受信できないことがあると（図中、参照符号Ｆで示す。）、図中の時間期間Ｓの間は制御装置はロボットまたは工作機械を非常停止させる制御を行えず、その結果、ロボットまたは工作機械が非常停止するまでの時間および動作距離が長くなり、危険である。

従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、無線教示操作盤とロボットまたは工作機械の制御装置との間の無線通信の不安定時にも安全を確保することができる信頼性の高い無線教示操作盤、ロボットまたは工作機械の制御装置、および、これらを備える自動機械システムを提供することにある。

上記目的を実現するために、本発明の第１の態様においては、ロボットまたは工作機械の制御装置を無線通信により操作するための無線教示操作盤は、制御装置との間で無線通信する無線通信手段と、無線通信手段により制御装置へ送信される周期的なデータの、送信間隔を変更する送信間隔変更手段と、を備える。

第１の態様において、送信間隔変更手段は、無線通信手段を介して制御装置から受信したロボットまたは工作機械の動作速度を示す動作速度情報に応じて、送信間隔を変更するようにしてもよい。

また、第１の態様において、送信間隔変更手段は、動作速度情報が示すロボットまたは工作機械の動作速度が高速であるときの送信間隔を、動作速度情報が示すロボットまたは工作機械の動作速度が低速であるときの送信間隔よりも短く設定するようにしてもよい。

また、第１の態様において、送信間隔変更手段は、動作速度情報が示すロボットまたは工作機械の動作速度の増加に伴って送信間隔が短縮する反比例の関係となるように、送信間隔を設定するようにしてもよい。

また、第１の態様において、送信間隔変更手段は、無線通信手段を介して制御装置から受信したロボットの運転モード情報が手動高速モードを示すときの送信間隔を、運転モード情報が手動減速モードを示すときの送信間隔よりも短く設定するようにしてもよい。

また、第１の態様において、周期的なデータは、無線通信手段による制御装置との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号であってもよい。

また、第１の態様において、周期的なデータは、無線教示操作盤から制御装置に送られるロボットまたは工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号であってもよい。

また、本発明の第２の態様においては、無線教示操作盤から無線通信により操作されるロボットまたは工作機械の制御装置は、無線教示操作盤との間で無線通信する無線通信手段と、無線教示操作盤から送信されるロボットまたは工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、無線通信手段による受信間隔を変更する受信間隔変更手段と、を備える。

また、第２の態様において、受信間隔変更手段は、ロボットまたは工作機械の動作速度を示す動作速度情報に応じて、受信間隔を変更するようにしてもよい。

また、第２の態様において、受信間隔変更手段は、動作速度情報が示すロボットまたは工作機械の動作速度が高速であるときの受信間隔を、動作速度情報が示すロボットまたは工作機械の動作速度が低速であるときの受信間隔よりも短く設定するようにしてもよい。

また、第２の態様において、受信間隔変更手段は、動作速度情報が示すロボットまたは工作機械の動作速度の増加に伴って受信間隔が短縮する反比例の関係となるように、受信間隔を設定するようにしてもよい。

また、第２の態様において、受信間隔変更手段は、ロボットの運転モードが手動高速モードであるときの受信間隔を、ロボットの運転モードが手動減速モードであるときの受信間隔よりも短く設定するようにしてもよい。

また、第２の態様において、周期的なデータは、無線通信手段による無線教示操作盤との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号であり、制御装置は、無線通信手段がライブ信号を受信間隔で画定される時間期間以内に受信できないとき、ロボットまたは工作機械の動作を停止する停止手段を備えてもよい。

また、第２の態様において、周期的なデータは、無線教示操作盤から制御装置に送られるロボットまたは工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号であり、制御装置は、無線通信手段が状態信号を受信間隔で画定される時間期間以内に受信できないとき、ロボットまたは工作機械の動作を停止する停止手段を備えてもよい。

また、第２の態様において、無線通信手段は、有線ネットワークを介して受信間隔変更手段と接続されてもよい。

このように、本発明においては、ロボットまたは工作機械の制御装置と、制御装置と無線通信を介して接続され、制御装置を操作するための無線教示操作盤とを備える自動機械システムは、無線教示操作盤と制御装置との間で無線通信する無線通信手段と、無線教示操作盤から制御装置へ送信される、制御装置によるロボットまたは工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、無線教示操作盤からの送信間隔もしくは制御装置による受信間隔を変更する間隔変更手段と、を備える。

本発明によれば、無線教示操作盤とロボットまたは工作機械の制御装置との間の無線通信の不安定時にも安全を確保することができる信頼性の高い無線教示操作盤、ロボットまたは工作機械の制御装置、および、これらを備える自動機械システムを実現することができる。

本発明の第１の実施例によれば、ロボットまたは工作機械の動作速度が高速であるときは無線教示操作盤から送信される周期的なデータの送信間隔を短く設定し、ロボットまたは工作機械の動作速度が低速であるときは無線教示操作盤から送信される周期的なデータの送信間隔を長く設定するので、無線教示操作盤とロボットまたは工作機械の制御装置との間の無線通信の不安定時であっても安全を確保することができる。また、ロボットまたは工作機械の動作速度が低速であるときにおいて、無線教示操作盤とロボットまたは工作機械の制御装置との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号を受信することができないときに行われる非常停止がむやみに発生することを回避することができる。また、ロボットまたは工作機械の動作速度が高速であるときは無線教示操作盤からの非常停止にすることを示す状態信号（非常停止信号）の送信間隔を短く設定することで、無線教示操作盤から非常停止にすることを示す状態信号が出力された後、短時間でロボットまたは工作機械を停止させることができる。仮に通信が不安定になり非常停止にするかそうでないかを示す状態信号が受信できないことがあっても次の状態信号をすぐに受信することができるので、短時間でロボットを停止させることができる。

また、本発明の第２の実施例によれば、ロボットまたは工作機械の動作速度が高速であるときは、ロボットまたは工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔を短く設定し、ロボットまたは工作機械の動作速度が低速であるときは、ロボットまたは工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔を長く設定し、設定された受信間隔で画定される時間期間以内にロボットまたは工作機械の制御装置がライブ信号を受信できないとき、または、設定された受信間隔で画定される時間期間以内にロボットまたは工作機械の制御装置が非常停止にするかそうでないかを示す状態信号を受信できないとき、ロボットまたは工作機械の動作を停止するので、無線教示操作盤とロボットまたは工作機械の制御装置との間の無線通信の不安定時であっても安全を確保することができる。また、ロボットまたは工作機械の動作速度が低速であるときにおいて、無線教示操作盤とロボットまたは工作機械の制御装置との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号を受信することができないときに行われる非常停止がむやみに発生することを回避することができる。また、ロボットまたは工作機械の動作速度が高速であるときは無線教示操作盤からの非常停止にするかそうでないかを示す状態信号の受信間隔を短く設定することで、無線教示操作盤から非常停止にするかそうでないかを示す状態信号が出力された後、仮に通信が不安定になり上記受信間隔で画定される時間期間以内に非常停止にするかそうでないかを示す状態信号が受信できないことがあっても短時間でロボットを停止させることができる。

本発明の第１の実施例による無線教示操作盤を説明する図である。無線教示操作盤から制御装置へ周期的に送信されるライブ信号の送信間隔を示す図であって、（Ａ）は送信間隔を短く設定した場合を示し、（Ｂ）は送信間隔を長く設定した場合を示す。無線教示操作盤から制御装置へ周期的に送信されるロボットまたは工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号の送信間隔を示す図であって、（Ａ）は送信間隔を長く設定した場合を示し、（Ｂ）は送信間隔を短く設定した場合を示す。無線教示操作盤から制御装置へ送信される周期的なデータの送信間隔とロボットの動作速度との関係の一例を示す図である。本発明の第２の実施例によるロボットの制御装置を説明する図である。制御装置が無線教示操作盤から受信するライブ信号の受信間隔を示す図であって、（Ａ）は受信間隔を短く設定した場合を示し、（Ｂ）は受信間隔を長く設定した場合を示す。ロボットの動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの制御装置による受信間隔とロボットの動作速度との関係の一例を示す図である。本発明の第２の実施例の変形例によるロボットの制御装置を説明する図である。ロボットの制御装置と無線教示操作盤とからなる一般的な自動機械システムの概略図である。ロボットまたは工作機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる自動機械システムにおけるライブ信号の送受信を説明する図である。ロボットまたは工作機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる自動機械システムにおける非常停止信号の送受信を説明する図である。

本発明によれば、ロボットまたは工作機械の制御装置と、制御装置と無線通信を介して接続され、制御装置を操作するための無線教示操作盤とを備える自動機械システムは、無線教示操作盤と制御装置との間で無線通信する無線通信手段と、無線教示操作盤から制御装置へ送信される、制御装置によるロボットまたは工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、無線教示操作盤からの送信間隔もしくは制御装置による受信間隔を変更する間隔変更手段と、を備える。制御装置が制御するロボットまたは工作機械をまとめて「自動機械」と称するもできるが、本発明は、制御装置の制御対象がロボットである場合および工作機械である場合のいずれにも適用可能である。以下説明する実施例では制御装置の制御対象をロボットとしているが、制御装置の制御対象を工作機械としても同様の動作原理が適用可能である。本発明による第１の実施例では、無線教示操作盤からの周期的なデータの送信間隔を変更し、本発明による第２の実施例では、制御装置による周期的なデータの受信間隔を変更する。

図１は、本発明の第１の実施例による無線教示操作盤を説明する図である。ロボット１０３を制御する制御装置１０２と可搬式の無線教示操作盤１とは無線通信にて接続される。本発明の第１の実施例によれば、無線教示操作盤１は、ロボット１０３を制御する制御装置１０２との間で無線通信する無線通信手段１１と、無線通信手段１１により制御装置へ送信される周期的なデータの、送信間隔を変更する送信間隔変更手段１２とを備える。作業者は可搬式の無線教示操作盤１を用いてロボット１０３に関する動作プログラムの登録や編集、条件設定、状態表示、ロボット１０３の教示などを行うことができる。また、作業者は無線教示操作盤１の非常停止ボタン（図示せず）を押下することによりロボット１０３を非常停止させることも可能である。なお、後述する図８に示す例と同様に、制御装置１０２内の無線通信手段（図示せず）については、有線ネットワーク経由で制御装置１０２本体と接続される構成としてもよい。

無線教示操作盤１の無線通信手段１１により制御装置１０２へ送信される周期的なデータとしては、無線教示操作盤１の無線通信手段１１と制御装置１０２との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号、あるいは、無線教示操作盤１から制御装置１０２に送られるロボット１０３を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号がある。

本発明の第１の実施例によれば、送信間隔変更手段１２は、無線通信手段１１を介して制御装置１０２から受信したロボット１０３の動作速度を示す動作速度情報に応じて、または無線通信手段１１を介して制御装置１０２から受信したロボット１０３の運転モード情報に応じて、無線教示操作盤１の無線通信手段１１から制御装置１０２へ送信される周期的なデータの送信間隔を変更する。すなわち、無線教示操作盤１の無線通信手段１１から制御装置１０２へ送信される周期的なデータの送信間隔は可変である。無線通信手段１１は、周期的なデータを、送信間隔変更手段１２にて設定された送信間隔にて制御装置１０２へ無線通信により送信する。図２は、無線教示操作盤から制御装置へ周期的に送信されるライブ信号の送信間隔を示す図であって、（Ａ）は送信間隔を短く設定した場合を示し、（Ｂ）は送信間隔を長く設定した場合を示す。図２において、Ｌはライブ信号を示し、Ｃはロボット１０３の操作内容が規定されたデータを表す。また、図３は、無線教示操作盤から制御装置へ周期的に送信されるロボットまたは工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号の送信間隔を示す図であって、（Ａ）は送信間隔を長く設定した場合を示し、（Ｂ）は送信間隔を短く設定した場合を示す。図３において、Ｅは非常停止にするかそうでないかを示す状態信号を示し、Ｃはロボット１０３の操作内容が規定されたデータを表す。

まず、無線通信手段１１を介して制御装置１０２から受信したロボット１０３の動作速度を示す動作速度情報に応じて送信間隔変更手段１２により送信間隔を変更する例について説明する。例えば、制御装置の制御対象がロボットである場合、動作速度情報に規定されるロボットの動作速度としては、ロボットハンド先端に取り付けられたツールの先端点の速度、ロボットハンド先のフランジ中心の速度、ロボットの各軸の速度などがある。以下、周期的に送信されるデータがライブ信号（図２）である場合と非常停止にするかそうでないかを示す状態信号（図３）である場合とに分けて説明する。

制御装置１０２により制御するロボット１０３の動作速度が速い場合は、ロボット１０３に対して即座に非常停止させることができないと動作距離が長くなり危険であるので、ライブ信号を受信できないときの非常停止は即座に実行されるのが望ましい。したがって、本発明の第１の実施例では、ロボット１０３の動作速度が速い場合は、制御装置１０２が単位時間当たりにライブ信号Ｌを受信できる機会が増えるよう、図２（Ａ）に示すようにライブ信号の送信間隔を短く設定する（送信周期Ｔ₁）。一方で、このようにライブ信号Ｌの送信周期を短く設定すると無線通信の不安定さに起因する非常停止が頻発する可能性が高くなるが、制御装置１０２により制御するロボット１０３の動作速度が遅い場合はロボット１０３の動作距離は短いので即座に非常停止させることができなくてもロボット１０３が周囲に及ぼす危険性は低い。すなわち、制御装置１０２がライブ信号Ｌを受信できないことによってロボット１０３を即座に非常停止できなくてもそれほど大きな問題は生じない。したがって、本発明の第１の実施例では、ロボット１０３の動作速度が遅い場合は、ロボット１０３をむやみに非常停止させないようにするために、ロボット１０３の動作速度が速い場合（図２（Ａ））の送信周期Ｔ₁よりもライブ信号Ｌの送信間隔を長く設定し（図２（Ｂ）の送信周期Ｔ₂）、利便性の向上を図る。なお、図２において、参照符号Ｆは制御装置１０２が受信できないライブ信号を示している。

また、一般に、無線教示操作盤１の無線通信手段１１から制御装置１０２へは状態信号が周期的に送信されている。状態信号には、ロボット１０３を非常停止にするかそうでないかが規定されており、制御装置１０２は、受信した状態信号が「ロボット１０３を非常停止しない」ことを示していた場合にはロボット１０３を非常停止しないが、「ロボット１０３を非常停止にする」ことを示していた場合には、ロボット１０３の動作を非常停止する。制御装置１０２により制御するロボット１０３の動作速度が速い場合は、ロボット１０３に対して即座に非常停止させることができないと、動作距離が長くなり危険であるので、制御装置１０２は無線教示操作盤１から送信される非常停止にするかそうでないかを示す状態信号を確実に受信して安全確保のためロボット１０３を即座に非常停止させるのが望ましい。したがって、本発明の第１の実施例では、ロボット１０３の動作速度が速い場合は、図３（Ｂ）に示すように非常停止にするかそうでないかを示す状態信号Ｅの送信間隔を短く設定し（送信周期Ｔ_４）、制御装置１０２が確実に非常停止にするかそうでないかを示す状態信号Ｅを受信できるようにする。このようにロボットまたは工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号Ｅの送信間隔Ｔ_４を短く設定することで、無線教示操作盤１から状態信号が出力された後、短時間でロボット１０３を停止させることができる。仮に通信が不安定になり非常停止にするかそうでないかを示す状態信号が受信できないことがあっても次の状態信号をすぐに受信することができるので、短時間でロボット１０３を停止させることができる。一方、制御装置１０２により制御するロボット１０３の動作速度が遅い場合は、即座に非常停止させることができなくてもロボット１０３が周囲に及ぼす危険性は低いので、図３（Ａ）に示すように非常停止にするかそうでないかを示す状態信号Ｅの送信間隔を長く設定する（送信周期Ｔ_３）。

このように、無線通信手段１１を介して制御装置１０２から受信したロボット１０３の動作速度を示す動作速度情報に応じて送信間隔変更手段１２により送信間隔を変更する場合は、無線教示操作盤１から送信される周期的なデータがライブ信号およびロボットまたは工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号のいずれの場合であっても、送信間隔変更手段１２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速であるときの送信間隔を、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速であるときの送信間隔よりも短く設定する。すなわち、本発明の第１の実施例では、送信間隔変更手段１２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速であるときは送信間隔を短く設定し（図２（Ａ）および図３（Ｂ））、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速であるときは送信間隔を長く設定する（図２（Ｂ）および図３（Ａ））。また、図４は、無線教示操作盤から制御装置へ送信される周期的なデータの送信間隔とロボットの動作速度との関係の一例を示す図である。上述のように、本発明の第１の実施例では、送信間隔変更手段１２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速であるときは送信間隔を短く設定し、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速であるときは送信間隔を長く設定することから、例えば図４に示すように、送信間隔変更段１２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度の増加に伴って送信間隔が短縮する反比例の関係となるように、送信間隔を設定するようにしてもよい。

続いて、無線通信手段１１を介して制御装置１０２から受信したロボット１０３の運転モード情報に応じて送信間隔変更手段１２により送信間隔を変更する例について説明すると次の通りである。

ＩＳＯ１０２１８−１では、ロボットについての運転モードとして、自動モード、手動減速モード（「Ｔ１モード」または「教示モード」とも称される。）、および手動高速モード（「Ｔ２モード」または「高速プログラム検証モード」とも称される。）の３つが規定されている。このうち、「自動モード」はロボットがタスクプログラムを実行しなければならないモードである。また、「手動減速モード」は、自動モードが禁止され、ロボットのジョグ、教示、プログラミングまたはプログラムの検証のために使用するモードであり、ツールセンタポイント（ＴＣＰ）の速度は２５０［ｍｍ／ｓ］以下でなくてはならない。また、「手動高速モード」は、ロボットを２５０［ｍｍ／ｓ］を超える速度で動作させることができるモードである。ロボット１０３の動作速度の観点でみると、手動減速モードは上述の「動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速である場合」が対応し、手動高速モードは上述の「動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速である場合」が対応するといえるので、ロボット１０３の運転モード情報に応じて送信間隔変更手段１２により送信間隔を変更する場合も、上述のロボット１０３の動作速度情報の場合と同様の動作原理を適用する。つまり、送信間隔変更手段１２は、無線通信手段１１を介して制御装置１０２から受信したロボット１０３の運転モード情報が手動高速モードを示すときの送信間隔を、運転モード情報が手動減速モードを示すときの送信間隔よりも短く設定する。すなわち、送信間隔変更手段１２は、ロボット１０３が手動高速モードにあるときは送信間隔を短く設定し（図２（Ａ）および図３（Ｂ））、ロボット１０３が手動減速モードにあるときは送信間隔を長く設定する（図２（Ｂ）および図３（Ａ））。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。図５は、本発明の第２の実施例によるロボットの制御装置を説明する図である。ロボット１０３を制御する制御装置２と可搬式の無線教示操作盤１０１とは無線通信にて接続される。本発明の第２の実施例によれば、ロボット１０３の制御装置２は、無線教示操作盤１０１との間で無線通信する無線通信手段２１と、無線教示操作盤１０１から送信されるロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、無線通信手段２１による受信間隔を変更する受信間隔変更手段２２と、ロボット１０３の動作を停止する停止手段２３とを備える。作業者は可搬式の無線教示操作盤１０１を用いてロボット１０３に関する動作プログラムの登録や編集、条件設定、状態表示、ロボット１０３の教示などを行うことができる。また、作業者は無線教示操作盤１０１の非常停止ボタン（図示せず）を押下することによりロボット１０３を非常停止させることも可能である。

無線教示操作盤１０１から送信されるロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータとしては、制御装置２の無線通信手段２１と無線教示操作盤１０１との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号、あるいは、ロボット１０３を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号がある。停止手段２３は、受信間隔変更手段２２で設定された受信間隔で画定される時間期間以内に無線通信手段２１がライブ信号を受信できないとき、ロボット１０３の動作を停止する。また、停止手段２３は、受信間隔変更手段２２で設定された受信間隔で画定される時間期間以内に非常停止にするかそうでないかを示す状態信号を受信できないとき、ロボット１０３の動作を停止する。

本発明の第２の実施例によれば、受信間隔変更手段２２は、無線通信手段２１が無線教示操作盤１０１へ送信したロボット１０３の動作速度を示す動作速度情報に応じて、またはロボット１０３の運転モードに応じて、無線教示操作盤１０１から送信されるロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、無線通信手段２１による受信間隔を変更する。すなわち、無線教示操作盤１０１から受信する周期的なデータの受信間隔は可変である。図６は、制御装置が無線教示操作盤から受信するライブ信号の受信間隔を示す図であって、（Ａ）は受信間隔を短く設定した場合を示し、（Ｂ）は受信間隔を長く設定した場合を示す。図６において、Ｌはライブ信号を示し、Ｃはロボット１０３の操作内容が規定されたデータを表す。

まず、ロボット１０３の動作速度を示す動作速度情報に応じて受信間隔変更手段２２により受信間隔を変更する例について、ロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータがライブ信号Ｌである場合と非常停止にするかそうでないかを示す状態信号Ｅである場合とに分けて説明すると次の通りである。

制御装置２により制御するロボット１０３の動作速度が速い場合は、ロボット１０３に対して即座に非常停止させることができないと動作距離が長くなり危険であるので、ライブ信号Ｌを受信できないときの非常停止は即座に実行されるのが望ましい。したがって、本発明の第２の実施例では、ロボット１０３の動作速度が速い場合は、制御装置１０２が単位時間当たりにライブ信号Ｌを受信する機会が増えるよう、図６（Ａ）に示すようにライブ信号Ｌの受信間隔を短く設定する（受信周期Ｔ₅）。一方で、上述のようにライブ信号Ｌの受信周期を短く設定すると無線通信の不安定さに起因する非常停止が頻発する可能性が高くなるが、制御装置２により制御するロボット１０３の動作速度が遅い場合はロボット１０３の動作距離は短いので即座に非常停止させることができなくてもロボット１０３が周囲に及ぼす危険性は低い。すなわち、制御装置２がライブ信号Ｌを受信できないことによってロボット１０３を即座に非常停止できなくてもそれほど大きな問題は生じない。したがって、本発明の第２の実施例では、ロボット１０３の動作速度が遅い場合は、ロボット１０３をむやみに非常停止させないようにするために、ロボット１０３の動作速度が速い場合（図６（Ａ））の受信周期Ｔ₅よりもライブ信号Ｌの受信間隔を長く設定し（図６（Ｂ）の受信周期Ｔ₆）、利便性の向上を図る。停止手段２３は、受信間隔変更手段２２で設定された受信間隔で画定される時間期間以内に無線通信手段２１がライブ信号を受信できないとき、ロボット１０３の動作を停止する。なお、図６において、参照符号Ｆは制御装置１０２が受信できないライブ信号を示している。

また、制御装置２により制御するロボット１０３の動作速度が速い場合は、ロボット１０３に対して即座に非常停止させることができないと、動作距離が長くなり危険であるので、制御装置２は無線教示操作盤１から送信される非常停止にするかそうでないかを示す状態信号を確実に受信して安全確保のためロボット１０３を即座に非常停止させるのが望ましい。したがって、本発明の第２の実施例では、ロボット１０３の動作速度が速い場合は、ロボット１０３を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号の受信間隔を短く設定し、制御装置２が確実に状態信号を受信できるようにする。このように非常停止にするかそうでないかを示す状態信号の受信間隔を短く設定することで、無線教示操作盤１０１から状態信号が出力された後、仮に通信が不安定になり状態信号が上記受信間隔で画定される時間期間以内に受信できない場合、ロボット１０３の動作を停止させるので、短時間でロボット１０３を停止させることができる。一方、制御装置２により制御するロボット１０３の動作速度が遅い場合は、即座に非常停止させることができなくてもロボット１０３が周囲に及ぼす危険性は低いので状態信号の受信間隔を長く設定する。

このように、無線通信手段２１が無線教示操作盤１０１へ送信したロボット１０３の動作速度を示す動作速度情報に応じて受信間隔変更手段２２により受信間隔を変更する場合は、無線教示操作盤１から受信する周期的なデータがライブ信号および非常停止にするかそうでないかを示す状態信号のいずれの場合であっても、受信間隔変更手段２２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速であるときの受信間隔を、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速であるときの受信間隔よりも短く設定する。すなわち、本発明の第２の実施例では、受信間隔変更手段２２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速であるときは、ロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔を短く設定し、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速であるときは、ロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータ受信間隔を長く設定する。停止手段２３は、受信間隔変更手段２２で設定された受信間隔で画定される時間期間以内に無線通信手段２１がライブ信号を受信できないとき、または、受信間隔変更手段２２で設定された受信間隔で画定される時間期間以内に非常停止にするかそうでないかを示す状態信号を受信できないとき、ロボット１０３の動作を停止する。また、図７は、ロボットの動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの制御装置による受信間隔とロボットの動作速度との関係の一例を示す図である。上述のように、本発明の第２の実施例では、受信間隔変更手段２２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速であるときは受信間隔を短く設定し、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速であるときは受信間隔を長く設定することから、例えば図７に示すように、受信間隔変更手段２２は、動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度の増加に伴って受信間隔が短縮する反比例の関係となるように、受信間隔を設定するようにしてもよい。

続いて、ロボット１０３の運転モードに応じて受信間隔変更手段２２により受信間隔を変更する例について説明すると次の通りである。

ＩＳＯ１０２１８−１に規定されているロボットの運転モードの観点でみると、手動減速モードは「動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が低速である場合」が対応し、手動高速モードは「動作速度情報が示すロボット１０３の動作速度が高速である場合」が対応するといえるので、ロボット１０３の運転モードに応じて受信間隔変更手段２２によりロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔を変更する場合も、上述のロボット１０３の動作速度情報の場合と同様の動作原理を適用する。つまり、受信間隔変更手段２２は、ロボット１０３の運転モードが手動高速モードであるときのロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔を、ロボット１０３の運転モードが手動減速モードであるときのロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔よりも短く設定する。すなわち、受信間隔変更手段２２は、ロボット１０３が手動高速モードにあるときは、ロボット１０３の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔を短く設定し、ロボット１０３が手動減速モードにあるときは、ロボット１０３の制御を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの受信間隔を長く設定する。停止手段２３は、受信間隔変更手段２２で設定された受信間隔で画定される時間期間以内に無線通信手段２１がライブ信号を受信できないとき、または、受信間隔変更手段２２で設定された受信間隔で画定される時間期間以内に非常停止にするかそうでないかを示す状態信号を受信できないとき、ロボット１０３の動作を停止する。

図８は、本発明の第２の実施例の変形例によるロボットの制御装置を説明する図である。図５に示した第２の実施例では、無線通信手段２１を、制御装置２に物理的に付属した位置に設けたが、この変形例として、無線通信手段２１は、受信間隔変更手段２２が設けられる制御装置２に対し、有線ネットワーク３１を介して接続されるようにしてもよい。例えば、無線通信手段２１を無線ＬＡＮルータもしくはアクセスポイントとして構成し、有線ネットワークをイーサネット（登録商標）で構成すればよい。

上述の第１および第２の実施例では制御装置の制御対象をロボットとしたが、制御装置の制御対象を工作機械としても同様に成り立つ。例えば、制御装置の制御対象が工作機械である場合、動作速度情報に規定される工作機械の動作速度としては、主軸速度、ワークや刃先の各軸の送り軸速度などがある。なお、制御装置の制御対象が工作機械である場合は、ＩＳＯ１０２１８−１に規定されたロボットの運転モードに応じた受信間隔および送信間隔の変更はない。

また、上述の第１および第２の実施例では、安全を確保するための動作をロボットまたは工作機械の非常停止として説明したが、ロボットまたは工作機械の保護停止を実行するようにしてもよい。

１無線教示操作盤
２制御装置
１１、２１無線通信手段
１２送信間隔変更手段
２２受信間隔変更手段
２３停止手段
３１有線ネットワーク

Claims

ロボットまたは工作機械の制御装置と、前記制御装置と無線通信を介して接続され、前記制御装置を操作するための無線教示操作盤とを備える自動機械システムであって、
前記無線教示操作盤と前記制御装置との間で無線通信する無線通信手段と、
前記無線教示操作盤から前記制御装置へ送信される、前記制御装置による前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、前記無線教示操作盤からの送信間隔もしくは前記制御装置による受信間隔を変更する間隔変更手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記周期的なデータを、設定された受信間隔で画定される時間期間以内に受信できないとき、前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止させることを特徴とする自動機械システム。
ロボットまたは工作機械の制御装置を無線通信により操作するための無線教示操作盤であって、
前記制御装置との間で無線通信する無線通信手段と、
前記無線通信手段により前記制御装置へ送信される、前記制御装置による前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、送信間隔を変更する送信間隔変更手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記無線通信手段により送信された前記周期的なデータを、設定された受信間隔で画定される時間期間以内に受信できないとき、前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止させることを特徴とする無線教示操作盤。
前記送信間隔変更手段は、前記無線通信手段を介して前記制御装置から受信した前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度を示す動作速度情報に応じて、前記送信間隔を変更する請求項２に記載の無線教示操作盤。
前記送信間隔変更手段は、前記動作速度情報が示す前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度が高速であるときの前記送信間隔を、前記動作速度情報が示す前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度が低速であるときの前記送信間隔よりも短く設定する請求項３に記載の無線教示操作盤。
前記送信間隔変更手段は、前記動作速度情報が示す前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度の増加に伴って前記送信間隔が短縮する反比例の関係となるように、前記送信間隔を設定する請求項４に記載の無線教示操作盤。
前記送信間隔変更手段は、前記無線通信手段を介して前記制御装置から受信した前記ロボットの運転モード情報が手動高速モードを示すときの前記送信間隔を、前記運転モード情報が手動減速モードを示すときの前記送信間隔よりも短く設定する請求項２に記載の無線教示操作盤。
前記周期的なデータは、前記無線通信手段による前記制御装置との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号である請求項２〜６のいずれか一項に記載の無線教示操作盤。
前記周期的なデータは、前記無線教示操作盤から前記制御装置に送付される前記ロボットまたは前記工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号である請求項２〜６のいずれか一項に記載の無線教示操作盤。
無線教示操作盤から無線通信により操作されるロボットまたは工作機械の制御装置であって、
前記無線教示操作盤との間で無線通信する無線通信手段と、
前記無線教示操作盤から送信される前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止するか否かの判断に用いられる周期的なデータの、前記無線通信手段による受信間隔を変更する受信間隔変更手段と、
を備え、
前記制御装置は、前記無線通信手段が前記周期的なデータを前記受信間隔で画定される時間期間以内に受信できないとき、前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止させることを特徴とする制御装置。
前記受信間隔変更手段は、前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度を示す動作速度情報に応じて、前記受信間隔を変更する請求項９に記載の制御装置。
前記受信間隔変更手段は、前記動作速度情報が示す前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度が高速であるときの前記受信間隔を、前記動作速度情報が示す前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度が低速であるときの前記受信間隔よりも短く設定する請求項１０に記載の制御装置。
前記受信間隔変更手段は、前記動作速度情報が示す前記ロボットまたは前記工作機械の動作速度の増加に伴って前記受信間隔が短縮する反比例の関係となるように、前記受信間隔を設定する請求項１１に記載の制御装置。
前記受信間隔変更手段は、前記ロボットの運転モードが手動高速モードであるときの前記受信間隔を、前記ロボットの運転モードが手動減速モードであるときの前記受信間隔よりも短く設定する請求項９に記載の制御装置。
前記周期的なデータは、前記無線通信手段による前記無線教示操作盤との間の無線通信が確立されていることを確認するライブ信号であり、
前記制御装置は、前記無線通信手段が前記ライブ信号を前記受信間隔で画定される時間期間以内に受信できないとき、前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止する停止手段を備える請求項９〜１３のいずれか一項に記載の制御装置。
前記周期的なデータは、前記無線教示操作盤から前記制御装置に送られる前記ロボットまたは前記工作機械を非常停止にするかそうでないかを示す状態信号であり、
前記制御装置は、前記無線通信手段が前記状態信号を前記受信間隔で画定される時間期間以内に受信できないとき、前記ロボットまたは前記工作機械の動作を停止する停止手段を備える請求項９〜１３のいずれか一項に記載の制御装置。
前記無線通信手段は、有線ネットワークを介して前記受信間隔変更手段と接続される請求項９〜１５のいずれか一項に記載の制御装置。