JP6473611B2 - ロボット制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット制御装置に関する。

特許文献１には、ケーブルにおけるシールド層の断線検知を行うことができる技術が開示されている。図９（ａ）に示すように、特許文献１のケーブル９０は、７本の配線９１を有し、これら配線９１は、それぞれ導電性の心線９１ａと心線９１ａの外周を覆う絶縁層９１ｂとで構成されている。これらの配線９１の外周には、７本の配線９１全体を覆うように金属性のシールド層９２が設けられている。シールド層９２の外周には、絶縁性の被覆層９３が設けられている。シールド層９２と被覆層９３との間には、断線検知線９４が設けられている。断線検知線９４は、いわゆるエナメル線であり、導電性の導体線９４ａと導体線９４ａの外周を覆う絶縁膜９４ｂとで構成されている。図９（ｂ）に示すように、断線検知線９４の導体線９４ａの一端は、電源Ｖに接続されているとともに、他端は第１電流計Ｍ１を介して接地されている。また、シールド層９２の一端は第２電流計Ｍ２を介して接地されている。

特許文献１のケーブル９０において断線検知線９４の導体線９４ａに断線が生じていない場合、導体線９４ａに電流が流れ、第１電流計Ｍ１において所定の電流が検出される。そして、導体線９４ａに断線が生じた場合には、導体線９４ａに電流が流れないため、第１電流計Ｍ１においてほぼゼロの電流値が検出される。また、断線検知線９４の絶縁膜９４ｂが破損しておらず、導体線９４ａとシールド層９２とが絶縁されている場合、シールド層９２には電流が流れないため、第２電流計Ｍ２においてほぼゼロの電流値が検出される。そして、絶縁膜９４ｂが破損して、導体線９４ａとシールド層９２とが短絡した場合、シールド層９２に電流が流れ、第２電流計Ｍ２において所定の電流が検出される。

特開２００７−３０５４７８号公報

特許文献１の技術では、第１電流計Ｍ１や第２電流計Ｍ２で検出される電流値を監視することにより、断線検知線９４の導体線９４ａの断線や絶縁膜９４ｂの破損を検知でき、これらを検知した場合に、シールド層９２についても断線が生じている可能性があると予測できる。

しかし、特許文献１の技術は、断線検知線９４の導体線９４ａの断線や絶縁膜９４ｂの破損を検知することによって、間接的にシールド層９２の断線の可能性を予測できるのみであって、シールド層９２の断線を直接的に検知できるものではない。したがって、シールド層９２の断線検知精度という点で改良の余地がある。

本発明は、このような従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケーブルにおけるシールド層の断線検知精度を向上させることにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、多関節型のロボットを制御する制御装置と、前記制御装置から延びて前記ロボットに接続される制御ケーブルとを備え、前記制御ケーブルは、導電性の心線及び当該心線を覆う絶縁層を有する配線と、前記配線の外周を覆う導電性のシールド層とを備えるロボット制御装置において、前記シールド層を含んで構成され、当該シールド層の前記制御装置側の端部と前記ロボット側の端部との間の電気的導通の有無を検知するための導通検知電路を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ケーブルにおけるシールド層の断線検知精度を向上できる。

ロボット制御システムの概略図。 制御ケーブルの断面図。 第１実施形態におけるロボット制御装置の接続関係を示す説明図。 第１実施形態における導通検知電路の概略回路図。 第２実施形態におけるワイヤ供給制御装置のケースの斜視図。 第２実施形態におけるワイヤ供給制御装置のケースの断面図。 第２実施形態におけるロボット制御装置の接続関係を示す説明図。 第２実施形態における導通検知電路の概略回路図。 （ａ）は従来技術のケーブルの断面図、（ｂ）は従来技術のケーブルの接続関係を示す説明図。

（第１実施形態の構成）
本発明の第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。先ず、ロボット制御システムの概要について説明する。

図１に示すように、ロボット制御システムのロボット本体１０は、図示しない駆動モータによって駆動される複数（本実施形態では３つ）のアーム１１を有し、先端のアーム１１に溶接トーチ１２が搭載された多関節型の溶接ロボットである。溶接トーチ１２には、溶接ワイヤＷ（溶接材とも言う）を溶接トーチ１２の先端に供給するための第１ワイヤ供給装置１３が搭載されている。

図３に示すように、第１ワイヤ供給装置１３は、サーボモータ１３ａと、サーボモータ１３ａに内蔵されてサーボモータ１３ａの回転角度を計測するエンコーダ１３ｂを備える。また、図１に示すように、第１ワイヤ供給装置１３は、サーボモータ１３ａによって駆動される一対の第１送給ローラ１３ｃを備える。これら一対の第１送給ローラ１３ｃが、溶接ワイヤＷを挟み込みつつ正転及び逆転駆動することにより、溶接ワイヤＷがインチング動作しつつ溶接トーチ１２の先端に供給される。

図１に示すように、ロボット本体１０のアーム１１には、ケーブルを固定するための中継ボックス１４が取付けられている。中継ボックス１４の内部には、２本の多心ケーブルで構成された第１制御ケーブル対Ｌ１（図１では１本の線で図示）の一端が引き込まれている。第１制御ケーブル対Ｌ１の他端は、溶接トーチ１２の内部に引き込まれて第１ワイヤ供給装置１３に接続されている。

図１に示すように、ロボット本体１０のアーム１１には、溶接ワイヤＷを収容するワイヤバッファ１５が取り付けられている。ワイヤバッファ１５は、全体として中空長尺状の形状をなしていて、内部に溶接ワイヤＷが挿通されるようになっている。また、ワイヤバッファ１５の内部は、溶接ワイヤＷが撓むことができるだけの空間が確保されている。ワイヤバッファ１５には、溶接ワイヤＷの位置を検出する図示しない検出センサが内蔵されている。ワイヤバッファ１５における溶接トーチ１２側の端部と第１ワイヤ供給装置１３は、溶接ワイヤＷが挿通される第１管部Ｔ１で接続されている。ワイヤバッファ１５内部の溶接ワイヤＷは、第１管部Ｔ１の内部を通って第１ワイヤ供給装置１３の第１送給ローラ１３ｃに供給される。

図１に示すように、ロボット制御システムの第２ワイヤ供給装置１６は、溶接ワイヤＷが巻かれたワイヤリール１６ａを備える。また、第２ワイヤ供給装置１６は、ワイヤリール１６ａに巻かれた溶接ワイヤＷを供給するための一対の第２送給ローラ１６ｂを備える。一対の第２送給ローラ１６ｂは、図示しないサーボモータによって駆動され、溶接ワイヤＷを挟み込みつつ正転動作することにより、溶接ワイヤＷを送り出す。第２ワイヤ供給装置１６とワイヤバッファ１５における第２ワイヤ供給装置１６側の端部とは、溶接ワイヤＷが挿通される第２管部Ｔ２で接続されている。第２ワイヤ供給装置１６の第２送給ローラ１６ｂによって送り出された溶接ワイヤＷは、第２管部Ｔ２の内部を通ってワイヤバッファ１５の内部に供給される。

本実施形態においては、各アーム１１、溶接トーチ１２、第１ワイヤ供給装置１３、中継ボックス１４、及びワイヤバッファ１５を含むロボット本体１０と、第２ワイヤ供給装置１６とで、多関節型の溶接ロボットが構成されている。

図１に示すように、ロボット制御システムは、溶接ロボットにおける溶接ワイヤＷの供給を制御するためのワイヤ供給制御装置２０を含んで構成されている。ワイヤ供給制御装置２０は、全体として四角箱状をなすケース２１を有する。ケース２１は、導電性の金属により形成されており、電気的に接地されている。ケース２１内には、電圧を変換するための電圧コンバータや制御信号を扱う制御回路等の内部回路が格納されている。

図１に示すように、ケース２１には、２本の多心ケーブルで構成された第２制御ケーブル対Ｌ２（図１では１本の線で図示）の一端が引き込まれ、ケース２１内の内部回路と接続されている。第２制御ケーブル対Ｌ２の他端は、ロボット本体１０に取付けられた中継ボックス１４の内部に引き込まれ、第１制御ケーブル対Ｌ１と接続されている。したがって、ケース２１に格納された内部回路等は、第２制御ケーブル対Ｌ２及び第１制御ケーブル対Ｌ１を介して、第１ワイヤ供給装置１３と電気的に接続されている。

図１に示すように、ケース２１の内部には、２本の多心ケーブルで構成された第３制御ケーブル対Ｌ３（図１では１本の線で図示）の一端が引き込まれ、ケース２１内の内部回路と接続されている。第３制御ケーブル対Ｌ３の他端は、ワイヤバッファ１５に内蔵された図示しない検出センサに接続されている。

図１に示すように、ケース２１の内部には、２本の多心ケーブルで構成された第４制御ケーブル対Ｌ４（図１では１本の線で図示）の一端が引き込まれ、ケース２１内の内部回路と接続されている。第４制御ケーブル対Ｌ４の他端は、第２ワイヤ供給装置１６に接続されている。本実施形態では、ワイヤ供給制御装置２０と、これら第２〜第４制御ケーブル対Ｌ２〜Ｌ４とでロボット制御装置が構成されている。

ワイヤ供給制御装置２０は、第３制御ケーブル対Ｌ３を介して、ワイヤバッファ１５の検出センサに駆動電力を供給する。また、ワイヤ供給制御装置２０は、第３制御ケーブル対Ｌ３を介して、当該検出センサからの検出信号を受け取り、その検出信号に基づいてワイヤバッファ１５内における溶接ワイヤＷの撓みの程度を検出する。ワイヤ供給制御装置２０は、第２制御ケーブル対Ｌ２及び第１制御ケーブル対Ｌ１を介して、第１ワイヤ供給装置１３におけるエンコーダ１３ｂからサーボモータ１３ａの回転角度を示すエンコード信号を受け取る。また、ワイヤ供給制御装置２０は、第４制御ケーブル対Ｌ４を介して、第２ワイヤ供給装置１６におけるサーボモータの回転角度を示すエンコード信号を受け取る。そして、ワイヤ供給制御装置２０は、第２制御ケーブル対Ｌ２及び第１制御ケーブル対Ｌ１を介して、第１ワイヤ供給装置１３のサーボモータ１３ａに駆動信号を出力するとともに、第４制御ケーブル対Ｌ４を介して第２ワイヤ供給装置１６のサーボモータに駆動信号を出力する。このとき、ワイヤ供給制御装置２０は、ワイヤバッファ１５内における溶接ワイヤＷの撓みの程度が所定範囲内に収まるように、各サーボモータを駆動制御する。

次に、ロボット制御装置における第２制御ケーブル対Ｌ２の構成、ロボット本体１０における第１制御ケーブル対Ｌ１の構成、及びこれらの接続関係について説明する。
図３に示すように、第２制御ケーブル対Ｌ２は、ワイヤ供給制御装置２０の内部回路からの信号を出力するための出力ケーブル３０と、ワイヤ供給制御装置２０の内部回路へ信号を入力するための入力ケーブル４０とで構成されている。図２に示すように、出力ケーブル３０は、複数（本実施形態において７本）の配線３１を有し、これら配線３１は、それぞれ導電性の心線３１ａと心線３１ａの外周を覆う絶縁層３１ｂとで構成されている。これらの配線３１の外周には、７本の配線３１全体を覆うようにシールド層３２が設けられている。シールド層３２は、金属製の素線を編組することにより形成されている。シールド層３２の外周には、絶縁性の被覆層３３が設けられている。

図３に示すように、出力ケーブル３０において、各配線３１（図３においては３本のみ図示）のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース２１内の内部回路に接続されている。また、シールド層３２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース２１の内面に接続されている。したがって、出力ケーブル３０のシールド層３２は、ケース２１を介して接地されている。出力ケーブル３０において、ロボット本体１０側（第１ワイヤ供給装置１３のサーボモータ１３ａ側）の端部には、他のケーブルと接続するためのコネクタ３４が設けられている。

図２及び図３に示すように、入力ケーブル４０は、心線４１ａ及び絶縁層４１ｂで構成された配線４１、シールド層４２、被覆層４３を備える。これら配線４１、シールド層４２、被覆層４３の構成は、出力ケーブル３０における各構成と同様である。また、図３に示すように、入力ケーブル４０において、各配線４１のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース２１内の内部回路に接続されている。また、シールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース２１の内面に接続されている。したがって、入力ケーブル４０のシールド層４２は、ケース２１を介して接地されている。また、入力ケーブル４０のシールド層４２は、ケース２１を介して、出力ケーブル３０のシールド層３２と電気的に接続されている。入力ケーブル４０において、ロボット本体１０側の端部には、他のケーブルと接続するためのコネクタ４４が形成されている。

図３に示すように、第１制御ケーブル対Ｌ１は、第１ワイヤ供給装置１３のサーボモータ１３ａに信号を入力するための入力ケーブル５０と、エンコーダ１３ｂからの信号を出力する出力ケーブル６０とで構成されている。入力ケーブル５０の断面構造は出力ケーブル３０と同様であり、入力ケーブル５０は、配線５１、シールド層５２、被覆層（図３では図示を省略する）を備える。入力ケーブル５０において、各配線５１のロボット本体１０側の端部は第１ワイヤ供給装置１３のサーボモータ１３ａに接続されている。入力ケーブル５０において、ワイヤ供給制御装置２０側の端部には、出力ケーブル３０のコネクタ３４と接続されるコネクタ５４が設けられている。入力ケーブル５０のコネクタ５４と出力ケーブル３０のコネクタ３４とは、中継ボックス１４内において接続されている。これにより、入力ケーブル５０の各配線５１と出力ケーブル３０の各配線３１とが電気的に接続される。また、入力ケーブル５０のシールド層５２と出力ケーブル３０のシールド層３２とが電気的に接続される。

図３に示すように、出力ケーブル６０の断面構造は入力ケーブル４０と同様であり、出力ケーブル６０は、配線６１、シールド層６２、被覆層（図３では図示を省略する）を備える。出力ケーブル６０において、各配線６１のロボット本体１０側の端部は、第１ワイヤ供給装置１３のエンコーダ１３ｂに接続されている。出力ケーブル６０において、ワイヤ供給制御装置２０側の端部には、入力ケーブル４０のコネクタ４４と接続されるコネクタ６４が設けられている。出力ケーブル６０のコネクタ６４と入力ケーブル４０のコネクタ４４とは、中継ボックス１４内において接続されている。これにより、出力ケーブル６０の各配線６１と入力ケーブル４０の各配線４１とが電気的に接続される。また、出力ケーブル６０のシールド層６２と入力ケーブル４０のシールド層４２とが電気的に接続される。出力ケーブル６０におけるシールド層６２のロボット本体１０側の端部と、入力ケーブル５０におけるシールド層５２のロボット本体１０側の端部とは、互いに絶縁されており、それぞれ電気的に浮いた状態にある。

図３に示すように、中継ボックス１４内において出力ケーブル３０のコネクタ３４と入力ケーブル４０のコネクタ４４とを繋ぐようにカウント回路７０が接続されている。図４に示すように、カウント回路７０は、コネクタ３４を介して出力ケーブル３０のシールド層３２に電気的に接続されているとともに、コネクタ４４を介して入力ケーブル４０のシールド層４２に電気的に接続されている。

図４に示すように、本実施形態では、カウント回路７０、シールド層３２、導電性の金属により形成されたケース２１、シールド層４２によって閉回路が形成され、この閉回路が、シールド層３２及びシールド層４２それぞれの両端部間の電気的導通の有無を検知するための導通検知電路を構成する。また、シールド層３２のロボット本体１０側の端部はコネクタ３４を介してカウント回路７０に電気的に接続され、シールド層３２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース２１、シールド層４２、コネクタ４４を介してカウント回路７０に電気的に接続されている。同様に、シールド層４２のロボット本体１０側の端部はコネクタ４４を介してカウント回路７０に電気的に接続され、シールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース２１、シールド層３２、コネクタ３４を介してカウント回路７０に電気的に接続されている。

図４に示すように、カウント回路７０において、電源部としてのバッテリＶ１の低電位側端子は入力ケーブル４０のシールド層４２に接続され、高電位側端子はスイッチＳＷの一方側の端子に接続されている。スイッチＳＷの他方側の端子は抵抗Ｒ１の一方側の端子に接続され、抵抗Ｒ１の他方側の端子は出力ケーブル３０のシールド層３２に接続されている。スイッチＳＷは、例えば中継ボックス１４の外面に設けられた操作部が操作されることによりオンオフし、バッテリＶ１及び抵抗Ｒ１間の導通・非導通が切り換えられる。

図４に示すように、カウント回路７０は、抵抗Ｒ１の両端子に接続された検知部７１を有する。検知部７１には、抵抗Ｒ１の端子間電圧が入力される。検知部７１は、入力される端子間電圧の立ち下がりを検知し、検知信号を出力する。検知部７１には、検知信号が入力されるカウント部７２が接続されている。カウント部７２は、検知信号が入力された回数をカウントし、そのカウント回数を示すカウント信号を出力する。カウント部７２には、カウント信号が入力される表示部７３が接続されている。表示部７３は、例えば７セグメントディスプレイであり、カウント信号に基づく数値（カウント回数）を表示する。表示部７３は、そのディスプレイ部分が中継ボックス１４の外部に露出していて、外部から視認できるようになっている。

（第１実施形態の動作及び作用）
次に、第１実施形態の動作及び作用を説明する。
図４に概略回路図を示すように、出力ケーブル３０のシールド層３２及び入力ケーブル４０のシールド層４２に断線が発生しているか否かを検知したい場合には、カウント回路７０のスイッチＳＷをオンにする。これにより、カウント回路７０のバッテリＶ１の電圧が、カウント回路７０、シールド層３２、ケース２１、シールド層４２からなる導通検知電路に印加される。

シールド層３２及びシールド層４２のいずれにも断線が発生していない場合、カウント回路７０、シールド層３２、ケース２１、シールド層４２からなる導通検知電路は閉回路であり、電流が流れる。このとき、カウント回路７０の抵抗Ｒ１の端子間電圧は、バッテリＶ１の端子間電圧及び抵抗Ｒ１の抵抗値等に応じた所定の電圧値である。

例えば、シールド層３２に断線が発生した場合、その断線が発生した箇所において断線したシールド層３２が互いに接触していれば、導通検知電路に電流が流れ、カウント回路７０の抵抗Ｒ１の端子間電圧は所定の電圧値となる。このような状態で、例えば、ロボット本体１０の各アーム１１が駆動すると、それに伴って、出力ケーブル３０が引っ張られたり曲げられたりする。すると、断線していた箇所において接触していたシールド層３２が離間して、導通検知電路が開回路となり、電流が流れない。そのため、カウント回路７０の抵抗Ｒ１にも電流は流れず、当該抵抗Ｒ１の端子間電圧はほぼゼロに立ち下がる。カウント回路７０の検知部７１は、抵抗Ｒ１の端子間電圧が所定の電圧値からほぼゼロに立ち下がることを検知し、検知信号をカウント部７２に出力する。カウント部７２は、検知信号が入力される毎にカウント値をカウントアップし、そのカウントアップ後の回数を示すカウント信号を表示部７３に出力する。表示部７３は、カウント信号に基づく数値を表示する。
シールド層３２に断線が発生している場合には、断線した箇所において上述したようなシールド層３２の接触、離間が繰り返される。したがって、シールド層３２に断線が発生している場合には、カウント回路７０のスイッチＳＷをオンにしている間、表示部７３に表示される数値が徐々に増加していくことになる。したがって、カウント回路７０のスイッチＳＷをオンする前よりも、表示部７３に表示される数値が増加したことを確認することで、出力ケーブル３０におけるシールド層３２の断線の発生を判断できる。なお、出力ケーブル３０のシールド層３２が断線した場合について説明したが、入力ケーブル４０のシールド層４２が断線した場合についても、同様である。

（第１実施形態の特徴）
上記第１実施形態のロボット制御装置の特徴をその効果とともに記載する。
（１）第１実施形態では、出力ケーブル３０のシールド層３２及び入力ケーブル４０のシールド層４２を含んで構成された導通検知電路における電気的導通の有無を検知する。したがって、シールド層３２やシールド層４２の断線を直接的に検知することができ、これらシールド層３２やシールド層４２の断線検知精度が向上する。

（２）第１実施形態では、導通検知電路に、出力ケーブル３０のシールド層３２及び入力ケーブル４０のシールド層４２の両方が含まれている。したがって、これら両方のシールド層３２及びシールド層４２の断線を、同一の構成で検知することができる。

（３）第１実施形態では、カウント回路７０の検知部７１が抵抗Ｒ１の端子間電圧の立ち下がりを検知し、カウント部７２がその回数をカウントする。したがって、カウント回路７０のスイッチＳＷをオンする前のカウント値よりもカウント値が増加していれば、シールド層３２やシールド層４２に断線が発生していると判断できる。つまり、ロボット制御システムの使用者は、シールド層３２やシールド層４２を含む導通検知電路の電気的導通が失われた瞬間に立ち会っていなくとも、その後、カウント回路７０の表示部７３の数値を確認すれば、シールド層３２やシールド層４２の断線の発生を判断できる。

（４）第１実施形態では、カウント回路７０のスイッチＳＷがオンにされてシールド層３２やシールド層４２の断線を検知している状態であっても、ロボット本体１０等の動作に影響を与えない。また、カウント回路７０のスイッチＳＷをオンにすれば、その後は、利用者は、カウント回路７０の近傍に居る必要がない。そのため、ロボット本体１０を駆動させたままの状態で、シールド層３２やシールド層４２の断線を検知できる。

（５）第１実施形態では、出力ケーブル３０におけるシールド層３２のロボット本体１０側、及び入力ケーブル４０におけるシールド層４２のロボット本体１０側にカウント回路７０が接続されている。すなわち、出力ケーブル３０におけるシールド層３２及び入力ケーブル４０におけるシールド層４２の同じ側にカウント回路７０が接続されている。したがって、各シールド層３２、４２にカウント回路７０を接続するにあたって、これらを繋ぐ配線の長さが過度に長くなることを抑制できる。

（６）第１実施形態では、カウント回路７０にスイッチＳＷを設けて、バッテリＶ１及び抵抗Ｒ１間の導通・非導通を切り換え可能とした。したがって、必要のないときには、スイッチＳＷをオフにして、導通検知電路に電流が流れないようにすることで、バッテリＶ１の電荷の消費を抑えることができる。

（７）上記第１実施形態における第２制御ケーブル対Ｌ２（出力ケーブル３０及び入力ケーブル４０）は、ロボット本体１０のアーム１１の駆動に伴って引っ張られたり曲げられたりし易いケーブル対であり、シールド層３２、４２の断線が発生する可能性が比較的に高い。また、溶接ロボットにおいては、ワークを溶接する際に高い電圧を使用するため、大きな電磁ノイズが発生する。したがって、溶接ロボットのロボット制御システムに用いられている制御ケーブルにおいては、シールド層が断線した場合に信号にノイズが混入するリスクが大きい。このように、比較的にノイズが混入しやすく、且つシールド層の断線が発生しやすい第２制御ケーブル対Ｌ２に、シールド層の電気的導通の有無を検知するための導通検知電路に関する構成を適用することは、極めて好適である。

（第２実施形態の構成）
本発明の第２実施形態を図５〜図８に従って説明する。なお、ロボット制御システムの概要については第１実施形態（図１参照）と同様であるので、説明を省略する。また、以下の第２実施形態の説明において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して発明を省略又は簡略化する。

先ず、ワイヤ供給制御装置２０のケース８０の構成について説明する。なお、図５では、ワイヤ供給制御装置２０のケース８０内の内部回路や各ケーブルの図示を省略する。
図５に示すように、ケース８０のケース本体８１は、長方形板状の底壁部８１ａと、底壁部８１ａの両短辺に沿ってそれぞれ立設された板状の第１側壁部８１ｂ及び第２側壁部８１ｃと、底壁部８１ａの一方の長辺に沿って立設された板状の第３側壁部８１ｄとを有する。第１側壁部８１ｂには、３つの貫通孔が形成されているとともにこれら各貫通孔にはケーブルクランプ部材８２が嵌め込まれている。これらケーブルクランプ部材８２には、対応する第２〜第４制御ケーブル対Ｌ２〜Ｌ４が挿通されている。底壁部８１ａには、他方の長辺に沿って板状の固定部８３が立設されている。固定部８３の高さ寸法は、第１側壁部８１ｂ及び第２側壁部８１ｃの高さ寸法よりも短くなっている。

図５に示すように、ケース本体８１の第３側壁部８１ｄの上端縁には、図示しない蝶番を介して蓋部８６が回動可能に連結されている。蓋部８６は、長方形板状の天壁部８６ａを有する。天壁部８６ａは、一方の長辺側の端縁においてケース本体８１の第３側壁部８１ｄと連結されている。天壁部８６ａには、他方の長辺に沿って板状の第４側壁部８６ｂが直角に立設されている。ケース８０は、蓋部８６がケース本体８１に閉じられた状態で、全体として四角箱状をなし、内部が密閉される。ケース８０のケース本体８１及び蓋部８６は、導電性の金属で形成されており、電気的に接地されている。

図５に示すように、ケース本体８１の固定部８３には、２箇所の貫通孔８３ａが形成されている。図６に示すように、各貫通孔８３ａには、絶縁性の樹脂材料で形成された筒状の絶縁スリーブ８４が嵌め込まれて固定されている。絶縁スリーブ８４の内側には、導電性の金属材料で形成された雌ねじ部８５が嵌め込まれて固定されている。

図５に示すように、蓋部８６の第４側壁部８６ｂには、２箇所の貫通孔８６ｃが形成されている。これら第４側壁部８６ｂの各貫通孔８６ｃは、蓋部８６をケース本体８１に閉じた状態において、それぞれ固定部８３の各貫通孔８３ａと対向する位置に形成されている。図６に示すように、蓋部８６の第４側壁部８６ｂにおける各貫通孔８６ｃには、絶縁性の樹脂材料で形成された筒状の絶縁スリーブ８７が嵌め込まれている。

図６に示すように、蓋部８６をケース本体８１に閉じて固定する際には、絶縁スリーブ８７の内側及び雌ねじ部８５の内側にねじ８８を挿通して固定する。このとき、ねじ８８には、絶縁性の樹脂材料で形成された絶縁ワッシャ８９が挿通され、ねじ８８の頭部と蓋部８６の第４側壁部８６ｂとの間に絶縁ワッシャ８９が介在される。絶縁ワッシャ８９、絶縁スリーブ８４、８７の存在により、ねじ８８及び雌ねじ部８５は、蓋部８６及びケース本体８１から電気的に絶縁されている。

次に、ロボット制御装置における第２制御ケーブル対Ｌ２及びその接続関係について説明する。なお、第１制御ケーブル対Ｌ１の構成は、第１実施形態（図２及び図３参照）と同様であるので、説明を省略する。また、第２制御ケーブル対Ｌ２の構成に関し、第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。

図７に示すように、第２制御ケーブル対Ｌ２は、ワイヤ供給制御装置２０の内部回路からの信号を出力するための出力ケーブル３０と、内部回路へ信号を入力するための入力ケーブル４０とで構成されている。出力ケーブル３０は、複数（本実施形態においては７本、図７においては３本のみ図示）の配線３１を有する。これら配線３１のうち、６本の配線３１は、ケース２１内の内部回路から第１ワイヤ供給装置１３のサーボモータ１３ａへと駆動信号を出力するための信号配線３６とされている。残りの１本の配線３１は、駆動信号の伝送用途としては使用されていない未使用配線３７とされている。同様に、入力ケーブル４０は、複数（本実施形態においては７本、図７においては３本のみ図示）の配線４１を有する。これら配線４１のうち、６本の配線４１は、第１ワイヤ供給装置１３のエンコーダ１３ｂからのエンコード信号をケース２１内の内部回路に入力するための信号配線４６とされている。残りの１本の配線４１は、エンコード信号の伝送用途としては使用されていない未使用配線４７とされている。

図７に示すように、出力ケーブル３０において、信号配線３６のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０内の内部回路に接続されている。また、信号配線３６のロボット本体１０側（第１ワイヤ供給装置１３のサーボモータ１３ａ側）の端部は、コネクタ３４、入力ケーブル５０のコネクタ５４を介して入力ケーブル５０の各配線５１に電気的に接続されている。

図６及び図７に示すように、出力ケーブル３０において、未使用配線３７のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０における２つの雌ねじ部８５のうちの一方に電気的に接続されている。なお、その雌ねじ部８５にねじ８８が挿通された場合、未使用配線３７はそのねじ８８にも電気的に接続されることになる。図７に示すように、未使用配線３７のロボット本体１０側の端部は、シールド層３２のロボット本体１０側の端部と電気的に接続（例えばはんだ付け）されている。シールド層３２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０におけるケース本体８１の内面に電気的に接続されている。したがって、出力ケーブル３０のシールド層３２は、ケース８０を介して接地されている。

図７に示すように、入力ケーブル４０において、信号配線４６のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０内の内部回路に接続されている。また、信号配線４６のロボット本体１０側（第１ワイヤ供給装置１３のサーボモータ１３ａ側）の端部は、コネクタ４４、出力ケーブル６０のコネクタ６４を介して出力ケーブル６０の各配線６１に電気的に接続されている。

図６及び図７に示すように、入力ケーブル４０において、未使用配線４７のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０における２つの雌ねじ部８５のうちの他方に電気的に接続されている。なお、その雌ねじ部８５にねじ８８が挿通された場合、未使用配線４７はそのねじ８８にも電気的に接続されることになる。図７に示すように、未使用配線４７のロボット本体１０側の端部は、シールド層４２のロボット本体１０側の端部と電気的に接続（例えばはんだ付け）されている。シールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０におけるケース本体８１の内面に電気的に接続されている。したがって、入力ケーブル４０のシールド層４２は、ケース８０を介して接地されている。また、入力ケーブル４０のシールド層４２は、ケース８０を介して出力ケーブル３０のシールド層３２と電気的に接続されている。

図７及び図８に示すように、本実施形態では、２つの雌ねじ部８５及びこれら雌ねじ部８５に挿通されるねじ８８が、ケース８０に設けられた導通テスト用の第１端子及び第２端子として機能する。そして、一方のねじ８８、一方の雌ねじ部８５、出力ケーブル３０の未使用配線３７、シールド層３２、ケース８０（ケース本体８１）、入力ケーブル４０のシールド層４２、未使用配線４７、他方の雌ねじ部８５、他方のねじ８８によって開回路が形成されている。この開回路が、シールド層３２、４２それぞれの両端部間の電気的導通の有無を検知するための導通検知電路を構成する。
図７及び図８に示すように、シールド層３２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０（ケース本体８１）、入力ケーブル４０のシールド層４２、未使用配線４７を介して、雌ねじ部８５及びねじ８８に電気的に接続されている。また、シールド層３２のロボット本体１０側の端部は、出力ケーブル３０の未使用配線３７を介して、雌ねじ部８５及びねじ８８に電気的に接続されている。同様に、シールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部は、ケース８０（ケース本体８１）、出力ケーブル３０のシールド層３２、未使用配線３７を介して、雌ねじ部８５及びねじ８８に電気的に接続されている。また、シールド層４２のロボット本体１０側の端部は、入力ケーブル４０の未使用配線４７を介して、雌ねじ部８５及びねじ８８に電気的に接続されている。

図８に示すように、本実施形態では、出力ケーブル３０のシールド層３２、入力ケーブル４０のシールド層４２の電気的導通の有無を検知する際、テスター７５を使用する。テスター７５は、第１テスト端子７６及び第２テスト端子７７を有する。第１テスト端子７６及び第２テスト端子７７には、バッテリＶ２及び抵抗Ｒ２からなる直列回路が接続されている。抵抗Ｒ２の両端子には、電圧計７８が接続されている。電圧計７８は、抵抗Ｒ２の端子間電圧に応じた数値を表示する。

（第２実施形態の動作及び作用）
次に、第２実施形態の動作及び作用を説明する。
図８に概略回路図を示すように、出力ケーブル３０のシールド層３２及び入力ケーブル４０のシールド層４２に断線が発生しているか否かを検知したい場合には、テスター７５の第１テスト端子７６及び第２テスト端子７７を、それぞれワイヤ供給制御装置２０のケース８０における２つのねじ８８に接触させる。

シールド層３２及びシールド層４２のいずれにも断線が発生していない場合、シールド層３２及びシールド層４２を含む導通検知電路とテスター７５とによって閉回路が形成され、テスター７５の抵抗Ｒ２に電流が流れる。このとき、抵抗Ｒ２の端子間電圧は、バッテリＶ２の端子間電圧及び抵抗Ｒ２の抵抗値等に応じた所定の電圧値である。テスター７５の電圧計７８は、この所定の電圧値を表示する。

例えば、シールド層３２に断線が発生した場合、その断線が発生した箇所において断線したシールド層３２が互いに接触していれば、導通検知電路とテスター７５とで形成される閉回路に電流が流れ、テスター７５の電圧計７８は、所定の電圧値を表示する。このような状態で、例えば、ロボット本体１０の各アーム１１が駆動すると、それに伴って、出力ケーブル３０が引っ張られたり曲げられたりする。すると、断線していた箇所において接触していたシールド層３２が離間して、導通検知電路とテスター７５とで形成される回路が開回路となり、電流が流れない。そのため、テスター７５の抵抗Ｒ２にも電流は流れず、当該抵抗Ｒ２の端子間電圧はほぼゼロとなる。

シールド層３２に断線が発生している場合には、断線した箇所において上述したようなシールド層３２の接触、離間が繰り返される。したがって、シールド層３２に断線が発生している場合には、テスター７５の第１テスト端子７６及び第２テスト端子７７を、それぞれワイヤ供給制御装置２０のケース８０における２つのねじ８８に接触させている間、テスター７５の電圧計７８がゼロ又は所定の電圧値を表示し、安定しない。このように、テスター７５の電圧計７８の表示が安定しないことを確認することで、出力ケーブル３０におけるシールド層３２の断線の発生を判断できる。なお、出力ケーブル３０のシールド層３２が断線した場合について説明したが、入力ケーブル４０のシールド層４２が断線した場合についても、同様である。

（第２実施形態の特徴）
上記第２実施形態のロボット制御装置によれば、第１実施形態の（１）、（２）、（７）と同様の特徴及び効果を奏する。また、第２実施形態のその他の特徴をその効果とともに記載する。

（８）第２実施形態では、ワイヤ供給制御装置２０のケース８０における２つのねじ８８及び雌ねじ部８５を、シールド層３２及びシールド層４２の断線検知のための端子として利用している。したがって、ロボット本体１０に過度に近づくことなく、シールド層３２及びシールド層４２の断線検知を行うことが可能である。その結果、ロボット本体１０を駆動させたまま、シールド層３２及びシールド層４２の断線検知を行うことも可能である。

（９）第２実施形態では、ワイヤ供給制御装置２０のケース８０において、蓋部８６をケース本体８１に閉じた状態で端子として機能する２つのねじ８８が外部に露出している。したがって、蓋部８６をケース本体８１から開けることなく、シールド層３２及びシールド層４２に断線が発生しているか否かを検知できる。

（１０）第２実施形態では、ケース８０における２つのねじ８８及び雌ねじ部８５を、シールド層３２及びシールド層４２の断線検知のための端子として利用している。したがって、新たに端子を増設する場合に比較して、部品点数の増加を抑えることができる。

（１１）第２実施形態では、シールド層３２のロボット本体１０側の端部を、ワイヤ供給制御装置２０のケース８０における雌ねじ部８５に電気的に接続するにあたって、出力ケーブル３０の未使用配線３７を利用している。したがって、出力ケーブル３０とは別に他のケーブルを追加して利用する場合に比較して、各ケーブルの引き回し構成を簡略化できる。また、配線の数が様々な多心ケーブルが汎用の多心ケーブルとして販売されている。したがって、出力ケーブル３０として、未使用配線３７を追加した多心ケーブルを採用することになっても、それに伴うコストの増加を最小限に抑えることができる。

（変更例）
上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。また、各変更例を適宜組み合わせて適用してもよい。

・ 上記各実施形態では、第２制御ケーブル対Ｌ２における出力ケーブル３０のシールド層３２及び入力ケーブル４０のシールド層４２の断線を検知するようにしたが、第３制御ケーブル対Ｌ３における各ケーブルのシールド層の断線を検知するようにしてもよい。同様に、第４制御ケーブル対Ｌ４における各ケーブルのシールド層の断線を検知するようにしてもよい。この場合、第３制御ケーブル対Ｌ３や第４制御ケーブル対Ｌ４について、第１及び第２実施形態の第２制御ケーブル対Ｌ２と同様の構成を採用すればよい。

・ 上記各実施形態におけるケーブルのシールド層の断線検知に関する構成を、ロボット本体１０のアーム１１の駆動を制御するための制御装置に適用してもよいし、溶接ロボットとは異なる他のロボットの制御装置に適用してもよい。他のロボットとしては、例えばワークを搬送する搬送ロボットや、ワークに対して切断、穿孔、研削、研磨、圧延、鍛造、折り曲げ等の加工を施すための加工ロボットなどが挙げられる。

・ 上記各実施形態において、第１制御ケーブル対Ｌ１を省略して、第２制御ケーブル対Ｌ２を第１ワイヤ供給装置１３に接続してもよい。この場合、中継ボックス１４を省略してもよいし、中継ボックス１４内で第２制御ケーブル対Ｌ２の途中部分を固定してもよい。

・ 上記各実施形態において、各ケーブルの配線の数は７本に限らない。特に、第１実施形態の場合には、各ケーブルが多心ケーブルでなくてもよい。
・ 上記各実施形態では、出力ケーブル３０のシールド層３２及び入力ケーブル４０のシールド層４２の両方を含んで導通検知電路を構成したが、いずれか一方のシールド層のみを含むように導通検知電路を構成することも可能である。例えば、図３に示す第１実施形態において、カウント回路７０を、シールド層４２のロボット本体１０側の端部に電気的に接続するのに代えて、他の配線に接続し、その他の配線をシールド層３２のワイヤ供給制御装置２０側の端部に電気的に接続してもよい。ここで、カウント回路７０に接続する他の配線は、出力ケーブル３０の配線３１や入力ケーブル４０の配線４１のうちの未使用配線であってもよいし、新たに追加した外部配線であってもよい。また、例えば、図７に示す第２実施形態において、シールド層３２のワイヤ供給制御装置２０側の端部とシールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部とを電気的に絶縁し、シールド層３２のワイヤ供給制御装置２０側の端部を雌ねじ部８５（端子）に接続してもよい。なお、シールド層３２及びシールド層４２のうちのシールド層３２のみが含まれる導通検知電路について説明したが、シールド層４２のみが含まれる導通検知電路についても同様である。

・ 第１実施形態のカウント回路７０（検知部７１及びカウント部７２）は、導通検知電路の電気的導通の有無を検知してカウントできるのであれば、その具体的な回路構成は問わない。例えば、サンプルホールド回路、フリップフロップ回路、ワンショット回路や各種の論理回路などを組み合わせたアナログ回路で構成してもよいし、ＩＣチップ等を内蔵したデジタル回路で構成してもよい。

・ 第１実施形態では、カウント回路７０の検知部７１が抵抗Ｒ１の端子間電圧の立ち下がりを検知したが、端子間電圧の立ち上がりを検知するようにしてもよい。例えば、シールド層３２に断線が発生していない場合、抵抗Ｒ１の端子間電圧はほぼ一定である。一方、シールド層３２に断線が発生している場合、シールド層３２が曲げられるなどして、断線が発生している箇所においてシールド層３２が互いに接触する。このとき、抵抗Ｒ１の端子間電圧が立ち上がる。この端子間電圧が立ち上がることを検知することによって、シールド層３２に断線が発生していることを検知できる。なお、この場合は、カウント回路７０のスイッチＳＷをオンにしたことに伴う抵抗Ｒ１の端子間電圧の立ち上がりをカウントしないようにすることが好ましい。

・ 第１実施形態のカウント回路７０では、検知部７１に抵抗Ｒ１の端子間電圧を入力したが、検知部７１に抵抗Ｒ１の電流値を入力するようにしてもよい。この場合、例えば、シールド層３２に断線が発生した場合には、電流値がほぼゼロに立ち下がることになるので、これを検知部７１が検知すればよい。

・ 第１実施形態のカウント回路７０では、カウント部７２が表示部７３にカウント信号を出力したが、有線又は無線で中継ボックス１４の外部の装置に出力するようにしてもよい。例えば、カウント部７２が、ロボットを操作するための操作装置に無線でカウント信号を出力し、その操作装置のディスプレイ上にカウント信号に基づいた表示がされてもよい。

・ 第１実施形態では、カウント回路７０にバッテリＶ１が内蔵されていたが、カウント回路７０が外部電源から電力供給を受けてもよい。この場合、カウント回路７０のスイッチＳＷを省略して、外部電源からカウント回路７０へと電力を供給するか否かを切り換え可能としてもよい。

・ 第１実施形態において、カウント回路７０に代えて、シールド層３２やシールド層４２に断線が発生した際に、警告を発する警告装置を設けてもよい。具体的には、シールド層３２及びシールド層４２を含む導通検知電路の電流値を計測し、その電流値が一定期間失われた場合に、警告灯や警告音を発するようにしてもよい。その他にも、導通電池電路の電気的導通が失われたことを使用者に知らせることができる装置であれば、カウント回路７０の代わりの構成として採用できる。

・ 第１実施形態において、カウント回路７０を省略し、シールド層３２及びシールド層４２のロボット本体１０側の端部をそれぞれ端子に接続してもよい。なお、この端子は、中継ボックス１４の外部に露出していることが好ましい。また、端子としては、第２実施形態と同様に、ねじ及び雌ねじ部を使用することもできる。

・ 第２実施形態において、ケース８０の雌ねじ部８５及びねじ８８を端子として利用するのに代えて、別の独立した端子をケース８０に設けてもよい。この場合、端子は、ケース８０から電気的に絶縁されている必要がある。また、新たに端子を設ける場合、端子がケース８０の外部に露出していることが好ましい。

・ 第２実施形態において、雌ねじ部８５及びねじ８８をケース本体８１や蓋部８６から絶縁する構成は問わない。例えば、ケース本体８１や蓋部８６全体を絶縁性の樹脂材料で構成してもよい。この場合、シールド層３２及びシールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部を電気的に接続するとともに、これらを電気的に接地する必要がある。

・ 第２実施形態において、未使用配線３７及び未使用配線４７のワイヤ供給制御装置２０側の端部にカウント回路を接続してもよい。カウント回路としては、第１実施形態で例示したカウント回路７０と同様の構成のものが採用できる。また、未使用配線３７及び未使用配線４７のワイヤ供給制御装置２０側の端部を、ケース８０内の内部回路に接続し、この内部回路から電圧が印加されるとともに、電気的導通の有無を内部回路で判断するようにしてもよい。なお、この場合、ケース８０内の内部回路は、電気的導通が失われたと判断した場合に、そのことを示す信号を例えば表示装置に出力する。

・ 第２実施形態において、シールド層３２及びシールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部に、バッテリ及びＬＥＤ灯を内蔵した表示回路を接続してもよい。この場合、シールド層３２及びシールド層４２に断線が発生していなければ、シールド層３２、シールド層４２及び上記表示回路を含む導通検知電路が閉回路となるため、ＬＥＤ灯が点灯する。そして、シールド層３２やシールド層４２に断線が発生すると、導通検知電路が開回路となるためＬＥＤ灯が消灯する。このＬＥＤ灯の消灯を確認することで、シールド層３２やシールド層４２に断線が発生していると判断できる。

・ シールド層３２及びシールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部に、上の変更例で説明した警告装置を接続してもよい。その他にも、導通電池電路の電気的導通が失われたことを出力できる装置（回路）であれば、シールド層３２及びシールド層４２のワイヤ供給制御装置２０側の端部に接続することができる。

・ 第２実施形態において、導通検知電路の電気的導通の有無を検知できるのであれば、どのような構成であってもテスター７５として利用できる。例えば、テスター７５が導通検知電路に流れる電流を検知し表示する電流計であってもよい。

１０…ロボット本体、１６…第２ワイヤ供給装置、２０…ワイヤ供給制御装置、３０…出力ケーブル、３２…シールド層、３６…信号配線、３７…未使用配線、４０…入力ケーブル、４２…シールド層、４６…信号配線、４７…未使用配線、７０…カウント回路、７１…検知部、７２…カウント部、Ｖ１…バッテリ、８０…ケース、８５…雌ねじ部、８８…ねじ。

Claims (2)

1. 多関節型のロボットを制御する制御装置と、前記制御装置から延びて前記ロボットに接続される一対の制御ケーブルとを備え、
   前記制御ケーブルは、
   導電性の心線及び当該心線を覆う絶縁層を有する配線と、
   前記配線の外周を覆う導電性のシールド層とを備える
   ロボット制御装置において、
   前記シールド層を含む閉回路に構成され、当該シールド層の前記制御装置側の端部と前記ロボット側の端部との間の電気的導通の有無を検知するための導通検知電路を備え、
   前記導通検知電路は、当該導通検知電路に電圧を印加する電源部と、前記シールド層の前記制御装置側の端部及び前記ロボット側の端部に電気的に接続されたカウント回路とを備え、
   前記カウント回路は、
   前記導通検知電路の電圧の立ち上がり又は立ち下がりを検知する検知部と、
   前記検知部によって検知された電圧の立ち上がり又は立ち下がりの回数をカウントし、そのカウント回数を出力するカウント部とを備え、
   前記カウント回路は、前記一対の制御ケーブルのうちの一方の制御ケーブルにおける前記シールド層の前記ロボット側の端部、及び前記一対の制御ケーブルのうちの他方の制御ケーブルにおける前記シールド層の前記ロボット側の端部に電気的に接続され、
   前記一方のケーブルにおける前記シールド層の前記制御装置側の端部と、前記他方の制御ケーブルにおける前記シールド層の前記制御装置側の端部とが電気的に接続されている
   ことを特徴とするロボット制御装置。
2. 多関節型のロボットを制御する制御装置と、前記制御装置から延びて前記ロボットに接続される制御ケーブルとを備え、
   前記制御ケーブルは、
   導電性の心線及び当該心線を覆う絶縁層を有する複数の配線と、
   前記配線の外周を覆う導電性のシールド層とを備える
   ロボット制御装置において、
   前記シールド層を含む開回路に構成され、当該シールド層の前記制御装置側の端部と前記ロボット側の端部との間の電気的導通の有無を検知するための導通検知電路を備え、
   前記導通検知電路における開回路の一端には第１端子が設けられているとともに、前記導通検知電路における開回路の他端には第２端子が設けられており、
   前記シールド層の前記ロボット側の端部は、前記複数の配線のうちのいずれかの配線を介して前記第２端子に電気的に接続されており、
   前記第１端子及び前記第２端子は、前記制御装置のケースに設けられているとともに当該ケースの外部に露出している
   ことを特徴とするロボット制御装置。