JP7415389B2 - ロボットの故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットの状態に応じた色の光を発光する発光部の故障を診断するロボットの故障診断装置に関する。

従来、例えば特許文献１に開示されているように、動作状態などに応じた色の光を発光する発光部を備えたロボットがある。このような構成によれば、作業者は、発光部により発光される光の色に基づいて、ロボットの動作状態などを把握することが可能となる。このような発光部としては、光の三原色である赤色、緑色および青色に対応する３つの発光ダイオードを備え、それら各発光ダイオードが個別に通電されることによりロボットの状態に応じた色の光を発光するといった構成を挙げることができる。なお、本明細書では、発光ダイオードのことをＬＥＤと称することがある。

特開２０１６－４３４３８号公報

上記構成において、発光部を構成する各ＬＥＤ、それらＬＥＤを駆動するための構成などに故障が生じると、発光部がロボットの状態に応じた色とは異なる色を発光する可能性があり、そうすると、ロボットを用いて所定の作業を実施する作業者の安全性が低下するおそれがある。例えば、ロボットの状態が自動モードであるにもかかわらず、発光部による発光色がダイレクトティーチモードを表す色であった場合、次のような問題が生じる。なお、自動モードは、予め用意されたプログラムに従ってロボットが自動的に所定の動作を実行する状態であり、ダイレクトティーチモードは、作業者がロボットのアームを手動で動作させて教示を行うことができる状態である。

すなわち、作業者は、発光部による発光色がダイレクトティーチモードを表す色であれば、ロボットがダイレクトティーチモードになっていると誤認する。そのため、作業者は、教示のためにロボットに接近してアームに触れようとする。しかし、このとき、ロボットは自動的に所定の動作を行う状態であるため、ロボットに近づいてきた作業者にアームなどが接触してしまうおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットの状態を表す発光部の故障を精度良く検出することができるロボットの故障診断装置を提供することにある。

請求項１、２および５に記載のロボットの故障診断装置は、発光色が異なる複数種類の発光ダイオードが個別に通電されて点灯することによりロボットの状態に応じた色の光を発光する発光部の故障を診断する装置である。故障診断装置は、発光ダイオードに対する通電を制御する通電制御部と、発光ダイオードの端子電圧に応じて変化する診断電圧を検出する電圧検出部と、故障検出部と、を備える。

発光ダイオードの端子電圧は、その発光ダイオードに対する通電状態に応じて変化する。そのため、上記した診断電圧は、複数の発光ダイオードのそれぞれに対する通電状態に応じて変化する。すなわち、上記構成において、診断電圧は、複数の発光ダイオードに対する通電状態毎に固有の電圧値となる。そして、上記構成では、複数の発光ダイオードに対する通電状態は、発光ダイオードおよび発光ダイオードを駆動するための構成に故障が生じていない正常時には通電制御部による通電の制御状況と一致するが、発光ダイオードおよび発光ダイオードを駆動するための構成に故障が生じている異常時には通電制御部による通電の制御状況と一致しない。

このようなことから、上記構成では、診断電圧は、正常時には、通電制御部による通電の制御状況から推測することができる複数の発光ダイオードに対する通電状態に対応する電圧値と概ね同一の電圧値となる一方で、異常時には、上記した通電状態に応じた電圧値とは異なる電圧値となる。このような点を考慮し、故障検出部は、通電制御部による通電の制御状況と電圧検出部による診断電圧の検出値とに基づいて発光部の故障を検出する。このような構成によれば、発光部の故障を精度良く検出することができる。

一般に、発光ダイオードの端子電圧は、発光ダイオードが通電されていない状態である場合には概ねゼロとなり、発光ダイオードが通電されている状態である場合には順方向電圧に応じた電圧値となる。また、発光ダイオードの順方向電圧は、その発光色毎に互いに異なる電圧値となる。そのため、上記構成の故障検出部は、このような順方向電圧の違いをも考慮することで、複数種類の発光ダイオードおよびそれら発光ダイオードを駆動するための構成のいずれに故障が生じているかを特定することもできる。

請求項１、２および５に記載の構成では、全ての発光ダイオードがいずれも非通電（非点灯）の状態において、いずれかの発光ダイオードを通電（点灯）して発光部の故障診断を行うといった手法を採用することができる。しかし、このような手法では、発光部が無発光である状態から、突然、発光部がロボットの状態とは無関係の色に発光することになる。この場合、発光部が無発光の状態から発光の状態へと遷移するため、そのような変化がロボットを使用するユーザ（作業者）に認識され易い。そのため、作業者は、発光部が自身の予期しないタイミングで急に発光したことに気づいてしまい、不安感を抱くおそれがある。

そこで、請求項１に記載のロボットの故障診断装置では、通電制御部は、ロボットの状態が発光部の１つの発光ダイオードだけが通電されるような状態である期間において、他の１つの発光ダイオードに対する通電を行うようになっている。そして、請求項１に記載の故障検出部は、上記したように通電制御部により他の１つの発光ダイオードに対する通電が行われる期間における診断電圧の検出値に基づいて発光部の故障を検出する。

このようにすれば、発光部が無発光の状態から急に発光の状態へと遷移することはない。そして、この場合、発光部による発光色は、元々通電されていた１つの発光ダイオードによる発光色から、その発光色に対して他の１つの発光ダイオードによる発光色が混合された混合色へと変化するだけとなり、そのような変化は作業者に認識され難い。そのため、上記構成によれば、作業者に対して不安感を与えることなく、発光部の診断を行うことができる。

また、請求項２に記載のロボットの故障診断装置では、通電制御部は、ロボットの状態が発光部の１つの発光ダイオードだけが通電されるような状態である期間において、他の複数の発光ダイオードに対する通電を行うようになっている。そして、請求項２に記載の故障検出部は、上記したように通電制御部により他の複数の発光ダイオードに対する通電が行われる期間における診断電圧の検出値に基づいて発光部の故障を検出する。

このようにすれば、発光部が無発光の状態から急に発光の状態へと遷移することはない。そして、この場合、発光部による発光色は、元々通電されていた１つの発光ダイオードによる発光色から、その発光色に対して他の複数の発光ダイオードによる発光色が混合された混合色へと変化するだけとなり、そのような変化は作業者に認識され難い。そのため、上記構成によれば、作業者に対して不安感を与えることなく、発光部の診断を行うことができる。

請求項３に記載のロボットの故障診断装置では、通電制御部は、他の発光ダイオードに対する通電を行う際、その発光ダイオードの輝度が定常時よりも低くなるように通電を制御するようになっている。このようにすれば、元々通電されていた１つの発光ダイオードによる発光色から混合色へと変化する際における色の変化の度合いを小さく抑えることが可能となり、そのような変化が作業者に一層認識され難くなる。したがって、上記構成によれば、作業者に対して不安感を与える可能性を一層低く抑えつつ、発光部の診断を行うことができる。

請求項４に記載のロボットの故障診断装置は、さらに、故障検出部により発光部の故障が検出されると、発光ダイオードの点灯とは異なる方法により発光部に故障が生じたことを報知する報知部を備える。発光部の故障が検出されたとき、発光ダイオードによる点灯が正常に行い得る状態ではない可能性が高いため、発光ダイオードによる点灯で発光部に故障が生じたことを報知する手法では、確実な報知が実現できないおそれがある。上記構成によれば、発光ダイオードの点灯とは異なる方法により発光部に故障が生じたことが報知されるため、確実な報知を実現することができる。

請求項５に記載のロボットの故障診断装置では、複数種類の発光ダイオードの各発光色は、通電制御部がロボットの状態にかかわらず発光ダイオードに対する通電を行った場合でも、ロボットを使用するユーザがロボットの状態を誤認し難くなるような色となっている。このようにすれば、通電制御部が発光部の故障診断のために通常とは異なるように発光ダイオードに対する通電を行った場合でも、ユーザは、発光部の発光色によりロボットの状態を誤認することはなく、そのため、ロボットに不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

請求項６に記載のロボットの故障診断装置は、光の三原色に対応する３つの発光ダイオードである赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードを備えた発光部を診断の対象としている。発光部は、ロボットの状態が予め定められた所定の動作を自動的に実行する第１状態であるときには赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードに対する通電が行われることで白色に発光する。発光部は、ロボットの状態が、比較的重要度の高いエラーが生じている第２状態であるときには赤色発光ダイオードに対する通電が行われることで赤色に発光する。

発光部は、ロボットの状態が、比較的重要度の低いエラーが生じている第３状態であるときには赤色発光ダイオードおよび緑色発光ダイオードに対する通電が行われることで黄色に発光する。発光部は、ロボットの状態が、初期化が行われる初期化中である第４状態であるときには緑色発光ダイオードに対する通電が行われることで緑色に発光する。発光部は、ロボットの状態が、ロボットを使用するユーザがロボットを手動で動作させて教示を行うことができるダイレクトティーチモードである第５状態であるときには青色発光ダイオードに対する通電が行われることで青色に発光するようになっている。

このような発光部を故障診断の対象とすることで、次のような効果が得られる。すなわち、この場合、１つの発光ダイオードだけが通電されるロボットの状態は、第２状態、第４状態および第５状態となる。上記構成によれば、このような状態のとき、故障を診断するために他の１つの発光ダイオードに対する通電を行ったとしても、作業者の安全性が低下するような問題が生じることはない。以下、その理由について説明する。

まず、ロボットが第２状態であるとき、青色発光ダイオードに対する通電を行ったとしても、発光部による発光色は、赤色と青色の混合色であるマゼンタになり、ロボットの他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボットの状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。また、ロボットが第２状態であるとき、緑色発光ダイオードに対する通電を行ったとしても、発光部による発光色は、赤色と緑色の混合色である黄色になる。この場合、黄色は第３状態に対応しており、元々の発光色である赤色と同様、ロボットの状態がエラーであることを表す色である。そのため、作業者は、発光色が赤色から黄色に変化したことに気づいたとしても、ロボットの状態がエラーであるとの認識に変化はなく、ロボットに不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

ロボットが第４状態であるとき、赤色発光ダイオードに対する通電を行ったとしても、発光部による発光色は、緑色と赤色の混合色である黄色になる。黄色は、前述した通り、ロボットの状態がエラーであることを表す色である。そのため、作業者は、発光色が緑色から黄色に変化したことに気づいたとしても、ロボットの状態が初期化中からエラーに変化したと認識することになり、ロボットに不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。また、ロボットが第４状態であるとき、青色発光ダイオードに対する通電を行ったとしても、発光部による発光色は、緑色と青色の混合色であるシアンになり、ロボットの他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボットの状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

ロボットが第５状態であるとき、赤色発光ダイオードに対する通電を行ったとしても、発光部による発光色は、青色と赤色の混合色であるマゼンタになり、ロボットの他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボットの状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。また、ロボットが第５状態であるとき、緑色発光ダイオードに対する通電を行ったとしても、発光部による発光色は、青色と緑色の混合色であるシアンになり、ロボットの他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボットの状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

また、上記構成によれば、１つの発光ダイオードだけが通電される状態のときに故障を診断するために他の２つの発光ダイオードに対する通電を行った場合、または、２つの発光ダイオードが通電されるロボットの状態（第３状態）のときに故障を診断するための他の１つの発光ダイオードに対する通電を行った場合にも、作業者の安全性が低下するような問題が生じることはない。なぜなら、これらの場合、いずれも発光部による発光色は白色になり、白色はロボットが所定の動作を自動的に実行する第１状態を表す色である。そのため、作業者は、発光色が元々の色から白色に変化したことに気づいたとしても、ロボットの状態が元々の色が表す状態から第１状態に変化したと認識することになり、ロボットに不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

第１実施形態に係るロボットシステムの構成を模式的に示す図 第１実施形態に係るロボットシステムの電気的構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る第１診断手法における処理内容を模式的に示す図 第１実施形態に係るロボットの状態が第２状態であるときにおける各部の信号を模式的に示すタイミングチャート 第１実施形態に係る第２診断手法における処理内容を模式的に示す図 第１実施形態に係る第３診断手法における処理内容を模式的に示す図 第１実施形態に係る故障個所特定処理の内容を模式的に示す図 第２実施形態に係る発光部の構成を模式的に示す図

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１～図７を参照して説明する。

図１に示すように、ロボットシステム１は、垂直多関節型のロボット２、ロボット２を制御するコントローラ３をベース４の内部に備えている。なお、図１では、コントローラ３は、矩形箱状に描かれているが、実際はベース４の形状に合わせた形状をなしている。ロボットシステム１は、一般的な産業用に用いられている。ロボット２は、いわゆる６軸の垂直多関節型ロボットである。

ベース４上に、ｚ方向の軸心を持つ第１軸を介してショルダ５が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ５には、ｙ方向の軸心を持つ第２軸を備え、ｙ方向に伸びる第２オフセットアーム６を介して、上方に延びる第１アーム７の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。第１アーム７の先端部には、ｙ方向の軸心を持つ第３軸を備え、－ｙ方向に伸びる第３オフセットアーム８を介して、第２アーム９が垂直方向に回転可能に連結されている。第２アーム９は、基部９ａおよび先端部９ｂからなる。

第２アーム９は、ｘ方向の軸心を持つ第４軸を備え、基部９ａに対して先端部９ｂが捻り回転可能に連結されている。第２アーム９の先端部には、ｙ方向の軸心を持つ第５軸を備え、－ｙ方向に伸びる第５オフセットアーム１０を介して、手首１１が垂直方向に回転可能に連結されている。手首１１には、ｘ方向の軸心を持つ第６軸を介して、図示しないフランジおよびハンド１２が捻り回転可能に連結されている。ロボット２に設けられている各軸には、それぞれに対応して駆動源となる図示しないモータが設けられている。

コントローラ３は、ロボット２の制御装置であり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどで構成されたコンピュータからなる制御手段においてコンピュータプログラムを実行することで、ロボット２を制御している。具体的には、コントローラ３は、インバータ回路などから構成された駆動部を備えており、各モータに対応して設けられているエンコーダで検知したモータの回転位置に基づいて例えばフィードバック制御によりそれぞれのモータを駆動する。

コントローラ３は、予め設定された動作プログラムを実行することにより、ロボット２の各アームが予め定められた所定の動作を自動的に実行するようにロボット２を制御する。以下、このような動作モードのことを自動モードと称する。また、コントローラ３は、ユーザがロボット２を手動で動作させてロボット２のアーム先端の位置姿勢を教示するダイレクトティーチングに対応している。以下、このようなダイレクトティーチングを行うための動作モードのことをダイレクトティーチングモードと称する。

ロボット２のベース４の円柱状の部位には、透明性を有する樹脂材料により円環状に形成された窓部１３が設けられている。また、図２に示すように、ロボット２には、ロボット２の状態に応じた色の光を発光する発光部１４が設けられている。発光部１４から発せられる光は、窓部１３を介して（透過して）外部に放出される。発光部１４は、発光色が異なる複数種類の発光ダイオードが個別に通電されて点灯することによりロボット２の状態に応じた色の光を発光する。

本実施形態では、発光部１４は、光の三原色に対応する３つの発光ダイオードである赤色発光ダイオード１５、緑色発光ダイオード１６および青色発光ダイオード１７を備えている。以下、赤色発光ダイオード１５、緑色発光ダイオード１６および青色発光ダイオード１７のことを、それぞれＲ－ＬＥＤ１５、Ｇ－ＬＥＤ１６およびＢ－ＬＥＤ１７とも称するとともに、単にＬＥＤ１５、ＬＥＤ１６およびＬＥＤ１７とも称する。この場合、ＬＥＤ１５～１７は、それぞれの間の距離が、発光部１４として光の三原色を合成した合成色を発光できる程度に近い距離となるように配置されている。

この場合、ロボット２の状態には、第１状態、第２状態、第３状態、第４状態および第５状態が含まれる。第１状態は、ロボット２が予め定められた所定の動作を自動的に実行する状態、つまり前述した自動モードとなっている状態である。第２状態は、ロボット２に比較的重要度の高いエラーが生じている状態である。比較的重要度の高いエラーとは、電源系に異常が生じるなどロボット２が動作不能となるような緊急度の高いエラーを表している。

第３状態は、ロボット２に比較的重要度の低いエラーが生じている状態である。比較的重要度の低いエラーとは、ロボット２の温度が規定値よりも上昇しているとき、プログラミングに問題があるときなど、電源を遮断することなく復帰が可能な緊急度の低いエラーを表している。第４状態は、初期化が行われる初期化中である状態である。初期化は、ロボットシステム１に対して電源が投入された際に実行されるものであり、この初期化中、ロボット２は動作することができない。第５状態は、ロボットを使用するユーザ（作業者）がロボット２を手動で動作させて教示を行うことができる状態、つまり前述したダイレクトティーチモードとなっている状態である。

発光部１４は、これら５つの状態毎に応じて予め定められた色の光を発光するようになっている。すなわち、発光部１４は、ロボット２が第１状態であるときにはＲ－ＬＥＤ１５、Ｇ－ＬＥＤ１６およびＢ－ＬＥＤ１７に対する通電が行われることで白色に発光する。発光部１４は、ロボット２が第２状態であるときにはＲ－ＬＥＤ１５に対する通電が行われることで赤色に発光する。発光部１４は、ロボット２が第３状態であるときにはＲ－ＬＥＤ１５およびＧ－ＬＥＤ１６に対する通電が行われることで黄色に発光する。発光部１４は、ロボット２が第４状態であるときにはＧ－ＬＥＤ１６に対する通電が行われることで緑色に発光する。発光部１４は、ロボット２が第５状態であるときにはＢ－ＬＥＤ１７に対する通電が行われることで青色に発光する。

ロボットシステム１には、このような発光部１４による発光を制御するための構成および発光部１４の故障を検出するための構成が設けられている。以下、これらの構成について図２を参照して説明する。発光部１４は、前述したＬＥＤ１５～１７に加え、スイッチＳＷｒ、ＳＷｇ、ＳＷｂおよび抵抗Ｒｒ、Ｒｇ、Ｒｂを備えている。スイッチＳＷｒ、ＳＷｇ、ＳＷｂは、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子により構成されたものであり、それらのオンオフは、ケーブル１８を介してコントローラ３から与えられる２値の信号である指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂによりそれぞれ制御される。具体的には、スイッチＳＷｒ、ＳＷｇ、ＳＷｂは、それぞれ指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂがハイレベルのときにオンされるとともにロウレベルのときにオフされる。

スイッチＳＷｒの一方の端子は電源線Ｌ１に接続され、その他方の端子は抵抗ＲｒおよびＲ－ＬＥＤ１５を介してグランド線Ｌ２に接続されている。スイッチＳＷｇの一方の端子は電源線Ｌ１に接続され、その他方の端子は抵抗ＲｇおよびＧ－ＬＥＤ１６を介してグランド線Ｌ２に接続されている。スイッチＳＷｂの一方の端子は電源線Ｌ１に接続され、その他方の端子は抵抗ＲｂおよびＢ－ＬＥＤ１７を介してグランド線Ｌ２に接続されている。

電源線Ｌ１およびグランド線Ｌ２は、ケーブル１８を介してコントローラ３へと接続されており、これにより、ＬＥＤ１５～１７を駆動するための電源電圧Ｖａがコントローラ３から発光部１４に供給される。上記構成では、スイッチＳＷｒがオンされることによりＲ－ＬＥＤ１５が通電されて点灯し、スイッチＳＷｇがオンされることによりＧ－ＬＥＤ１６が通電されて点灯し、スイッチＳＷｂがオンされることによりＢ－ＬＥＤ１７が通電されて点灯する。これらＬＥＤ１５～１７が通電される際に流れる電流は、抵抗Ｒｒ、Ｒｇ、Ｒｂにより制限される。つまり、抵抗Ｒｒ、Ｒｇ、Ｒｂは、電流制限用の抵抗として機能する。

コントローラ３は、発光部１４による発光を制御するとともに発光部１４の故障を診断する故障診断装置２０を備えている。故障診断装置２０は、マイクロコンピュータ２１および抵抗２２を備えている。本明細書では、マイクロコンピュータのことをマイコンとも称する。抵抗２２は、電源電圧Ｖａが与えられる電源線Ｌ３と、電源電圧Ｖａを発光部１４に供給するための電源線Ｌ１との間に直列に介在するように設けられている。抵抗２２の電源線Ｌ１側の端子の電圧は、発光部１４の故障を診断するための診断電圧Ｖｄとしてマイコン２１に与えられている。

マイコン２１は、通電制御部２３、電圧検出部２４、故障検出部２５および報知部２６などの機能ブロックを備えている。これら各機能ブロックは、マイコン２１が備えるＣＰＵがＲＯＭなどに格納されているコンピュータプログラムを実行してコンピュータプログラムに対応する処理を実行することにより実現されている、つまりソフトウェアにより実現されている。なお、各機能ブロックのうち少なくとも一部をハードウェアにより実現する構成としてもよい。

通電制御部２３は、発光部１４のＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７に対する通電を制御するものであり、指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂを生成する。通電制御部２３により生成された指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂは、ケーブル１８を介して発光部１４に与えられるとともに、故障検出部２５に与えられている。通電制御部２３は、指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂをパルス幅変調信号であるＰＷＭ信号とすることもできる。このようにすれば、通電制御部２３は、指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂのデューティを制御することにより、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７が発光する際における輝度を制御することができる。

電圧検出部２４は、診断電圧Ｖｄを検出し、その検出値を故障検出部２５に与える。故障検出部２５は、指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂに基づいて通電制御部２３によるＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７に対する通電の制御状況を把握する。故障検出部２５は、通電制御部２３による通電の制御状況と診断電圧Ｖｄの検出値とに基づいて、次のようにして発光部１４の故障を検出する。

すなわち、ＬＥＤ１５～１７の端子電圧は、それらに対する通電状態に応じて変化する。そのため、上記した診断電圧Ｖｄは、複数のＬＥＤ１５～１７のそれぞれに対する通電状態に応じて変化する。つまり、上記構成において、診断電圧Ｖｄは、複数のＬＥＤ１５～１７に対する通電状態毎に固有の電圧値となる。具体的には、診断電圧Ｖｄは、全てのＬＥＤ１５～１７が通電されないとき、電源電圧Ｖａと同程度の電圧となる。

そして、診断電圧Ｖｄは、ＬＥＤ１５～１７のうち１つのＬＥＤだけが通電されるとき、電源電圧Ｖａから上記１つのＬＥＤの端子電圧（順方向電圧）などから定まる所定の電圧値だけ低い電圧となる。また、診断電圧Ｖｄは、ＬＥＤ１５～１７のうち２つのＬＥＤだけが通電されるとき、電源電圧Ｖａから上記２つのＬＥＤの各端子電圧などから定まる所定の電圧値だけ低い電圧となる。

さらに、診断電圧Ｖｄは、全てのＬＥＤ１５～１７が通電されるとき、電源電圧Ｖａから全てのＬＥＤ１５～１７の各端子電圧などから定まる所定の電圧値だけ低い電圧となる。このように、診断電圧Ｖｄは、ＬＥＤ１５～１７の端子電圧に応じて変化する。なお、診断電圧Ｖｄは、１つのＬＥＤだけが通電されるときよりも２つのＬＥＤだけが通電されるときのほうが低い電圧となり、２つのＬＥＤだけが通電されるときよりも全てのＬＥＤが通電されるときのほうが低い電圧となる。

そして、上記構成では、ＬＥＤ１５～１７に対する通電状態は、ＬＥＤ１５～１７およびＬＥＤ１５～１７を駆動するための構成（スイッチＳＷｒ、ＳＷｇ、ＳＷｂ、ＬＥＤ１５～１７に対する通電経路に介在する配線など）に故障が生じていない正常時には通電制御部２３による通電の制御状況と一致するが、それらのうち少なくともいずれかに故障が生じている異常時には通電制御部２３による通電の制御状況と一致しない。

このようなことから、上記構成では、診断電圧Ｖｄは、正常時には、通電制御部２３による通電の制御状況から推測することができる複数のＬＥＤ１５～１７に対する通電状態に対応する電圧値（以下、期待値と称する）と概ね同一の電圧値となる一方で、異常時には、期待値とは異なる電圧値となる。このような点を考慮し、故障検出部２５は、通電制御部２３による通電の制御状況と電圧検出部２４による診断電圧Ｖｄの検出値とに基づいて発光部１４の故障を検出する。

故障検出部２５が検出することができる故障モードは、以下の通りとなる。なお、以下では、ＬＥＤ１５～１７をＬＥＤと総称するとともに、スイッチＳＷｒ、ＳＷｇ、ＳＷｂをスイッチと総称する。
（ａ）ＬＥＤのオープン故障
（ｂ）ＬＥＤのショート故障
（ｃ）ＬＥＤに対する通電経路に介在する配線の断線
（ｄ）スイッチのオープン故障
（ｅ）スイッチのショート故障

このように、発光部１４の故障モードには、ＬＥＤ自体の故障だけでなく、ＬＥＤを駆動するための構成の故障も含まれる。上記各故障モードのうち、（ａ）、（ｃ）および（ｄ）は、いずれもＬＥＤに対する通電経路がオープンとなる故障モードであるため、以下では、これら故障モードのことを単にオープン故障と称することとする。

オープン故障が生じると、通電制御部２３によりスイッチがオン制御されているにもかかわらず、そのスイッチに対応する通電経路に電流が流れないため、診断電圧Ｖｄの検出値が期待値よりも高くなる。また、ＬＥＤのショート故障が生じると、通電制御部２３によりスイッチがオン制御されているにもかかわらず、そのＬＥＤにおいて電圧降下が生じることなく端子電圧がほぼ０Ｖとなり、それにより診断電圧Ｖｄの検出値が期待値よりも低くなる。

また、スイッチのショート故障が生じると、通電制御部２３によりスイッチがオフ制御されているにもかかわらず、そのスイッチに対応する通電経路に電流が流れるため、診断電圧Ｖｄの検出値が期待値よりも低くなる。故障検出部２５は、このような診断電圧Ｖｄの検出値と期待値との関係に基づいて、発光部１４の故障を検出するとともに故障モードを特定することができる。

報知部２６は、故障検出部２５により発光部１４の故障が検出されると、ＬＥＤ１５～１７による点灯とは異なる方法により発光部１４に故障が生じたことを作業者（ユーザ）に報知するための報知処理を行う。このような報知の具体的な手法としては、例えば、エラー音などの音を発生すること、エラーコマンドなどのコマンドを送信すること、ロボット２に対する動力の供給を遮断して緊急停止させることなどが挙げられる。

次に、上記構成の故障診断装置２０による故障診断の手法について説明する。
［１］第１診断手法
第１診断手法は、ロボット２の状態が第１状態～第５状態のいずれであっても発光部１４の故障を診断することができる手法となる。また、第１診断手法は、発光部１４のＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７に対する通電の制御を通常時とは変更することなく、発光部１４の故障を診断する手法である。この場合、故障診断装置２０は、図３に示すような内容の処理を所定の周期毎に繰り返し実行するようになっている。

まず、ステップＳ１０１では、診断電圧Ｖｄが検出される。続いて、ステップＳ１０２では、現在の通電制御部２３による通電の制御状況に対応した診断電圧Ｖｄの期待値が求められる。その後、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で取得された診断電圧Ｖｄの検出値と、ステップＳ１０２で取得された診断電圧Ｖｄの期待値とが一致するか否かが判断される。なお、期待値には、各種の誤差を考慮したうえで所望する診断の精度を確保することなどを目的として所定の幅を持たせてもよい。その場合、ステップＳ１０３では、検出値が、所定の幅を持つ期待値の範囲内の値であるか否かが判断されることになる。

検出値が期待値に一致する場合、ステップＳ１０３で「ＹＥＳ」となり、本処理が終了となる。この場合、故障診断装置２０による故障診断の結果として、発光部１４には故障が生じていない、という結果が得られたことになる。これに対し、検出値が期待値に一致しない場合、ステップＳ１０３で「ＮＯ」となり、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、検出値と期待値との関係などに基づいて故障モードおよび故障個所が特定される。

上記構成では、検出値が期待値よりも高い場合、オープン故障が生じていると特定することができる。上記構成では、通電制御部２３によりスイッチがオン制御されており且つ検出値が期待値よりも低い場合、ＬＥＤのショート故障が生じていると特定することができる。上記構成では、通電制御部２３によりスイッチがオフ制御されており且つ検出値が期待値よりも低い場合、スイッチのショート故障が生じていると特定することができる。

また、上記構成では、次のような点を考慮することにより、故障が生じた箇所をより詳細に特定することができる。すなわち、一般に、ＬＥＤの順方向電圧は、その発光色毎に互いに異なる電圧値となる。そして、診断電圧Ｖｄは、ＬＥＤの順方向電圧に応じた電圧値となっている。したがって、検出値と期待値との差分と、各ＬＥＤの順方向電圧と、に基づいて、どのＬＥＤに対応するオープン故障が生じているのか、あるいは、どのＬＥＤのショート故障が生じているのか、を特定することができる。

ステップＳ１０４の実行後は、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、故障発生時処理が実行される。故障発生時処理は、発光部１４に故障が生じたときに行われる処理である。故障発生時処理には、報知部２６により実行される報知処理が含まれる。すなわち、故障発生時処理では、例えば音、コマンド送信、緊急停止など、発光部１４による発光以外の方法でユーザに対して発光部１４に故障が発生したことが報知される。ステップＳ１０５の実行後、本処理が終了となる。

［２］第２診断手法
第２診断手法は、ロボット２の状態が第２状態、第４状態または第５状態のときに発光部１４の故障を診断することができる手法となる。また、第２診断手法は、発光部１４のＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７に対する通電の制御を通常時とは若干変更したうえで、発光部１４の故障を診断する手法である。

具体的には、この場合、通電制御部２３は、ロボット２の状態が発光部１４の１つのＬＥＤだけが通電されるような状態である期間において、他の１つのＬＥＤに対する通電を所定の診断期間行う。この診断期間は、例えば数ｍ～数百ｍ秒といった比較的短い時間となる。つまり、この場合、図４に示すように、通電制御部２３は、他の１つのＬＥＤに対して診断期間Ｔａだけハイレベルとなるようなパルス状の指令信号を出力することになる。

図４は、ロボット２の状態が第２状態であるときにおける各部の信号を示している。そのため、図４では、ＬＥＤ１６に対応する指令信号ＳｇおよびＬＥＤ１７に対応する指令信号Ｓｂが診断期間Ｔａだけハイレベルとなるようなパルス状の信号となっている。なお、図４では、指令信号Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂについて、ハイレベルを「Ｈ」と称しているともに、ロウレベルを「Ｌ」と称している。

また、この場合、通電制御部２３は、他のＬＥＤに対する通電を行う際、そのＬＥＤの輝度が定常時よりも低くなるように通電を制御する。通電制御部２３によるＬＥＤの輝度の制御は、前述したように指令信号をＰＷＭ信号としたうえで、そのデューティを制御することで実現可能である。そして、この場合、故障検出部２５は、診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄの検出値に基づいて発光部１４の故障を検出する。

この場合、故障診断装置２０は、図５に示すような内容の処理を所定の周期毎に繰り返し実行するようになっている。まず、ステップＳ２０１では、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７のうち１つのＬＥＤにだけ通電が行われている状態（第２状態、第４状態または第５状態）であるか否かが判断される。ここで、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７のうち２つ以上のＬＥＤに通電が行われている状態（第１状態または第３状態）である場合、ステップＳ２０１で「ＮＯ」となり、本処理が終了となる。つまり、第２診断手法では、ロボット２が第１状態または第３状態であるときには、発光部１４の故障診断が行われない。

これに対し、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７のうち１つのＬＥＤにだけ通電が行われている状態（第２状態、第４状態または第５状態）である場合、ステップＳ２０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０２に進む。なお、以下の説明では、ＬＥＤ１５にだけ通電が行われている状態（第２状態）である場合を例にして各処理を説明するが、ＬＥＤ１６またはＬＥＤ１７にだけ通電が行われている状態（第４状態または第５状態）でも同様の処理となる。

ステップＳ２０２では、診断電圧Ｖｄが検出され、その検出値が第１検出値Ｖｄ１として取得される。続いて、ステップＳ２０３では、通電が行われていなかった２つのＬＥＤ１６、１７のうち一方のＬＥＤ１７に対する通電が実行される。ステップＳ２０３におけるＬＥＤ１７に対する通電の期間は、前述した診断期間Ｔａとなる。ステップＳ２０４では、ＬＥＤ１７に対して通電が行われている診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄが検出され、その検出値が第２検出値Ｖｄ２として取得される。

ＬＥＤ１７に対応したオープン故障が生じていないときには、図４に実線で示すように診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄより低い電圧となる。一方、ＬＥＤ１７に対応したオープン故障が生じているときには、図４に点線で示すように、診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄと同程度の電圧となる。そこで、ステップＳ２０５では、第２検出値Ｖｄ２が第１検出値Ｖｄ１より低いか否かが判断される。ここで、第２検出値Ｖｄ２が第１検出値Ｖｄ１より低くない場合、つまり第２検出値Ｖｄ２が第１検出値Ｖｄ１と同程度の値である場合、ステップＳ２０５で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６では、故障個所が特定される。この場合、第２検出値Ｖｄが第１検出値Ｖｄ１と同程度の値であることから、ＬＥＤ１７に対応したオープン故障が生じていると特定することができる。ステップＳ２０６の実行後は、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、前述した第１診断手法におけるステップＳ１０５と同様の故障発生時処理が実行される。ステップＳ２０７の実行後、本処理が終了となる。

一方、第２検出値Ｖｄ２が第１検出値Ｖｄ１より低い場合、ステップＳ２０５で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、通電が行われていなかった２つのＬＥＤ１６、１７のうち他方のＬＥＤ１６に対する通電が実行される。ステップＳ２０８におけるＬＥＤ１６に対する通電の期間は、前述した診断期間Ｔａとなる。ステップＳ２０９では、ＬＥＤ１６に対して通電が行われている診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄが検出され、その検出値が第３検出値Ｖｄ３として取得される。

ＬＥＤ１６に対応したオープン故障が生じていないときには、図４に実線で示すように診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄより低い電圧となる。一方、ＬＥＤ１６に対応したオープン故障が生じているときには、図４に点線で示すように、診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄと同程度の電圧となる。そこで、ステップＳ２１０では、第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１より低いか否かが判断される。ここで、第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１より低くない場合、つまり第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１と同程度の値である場合、ステップＳ２１０で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０６に進む。

この場合、第３検出値Ｖｄが第１検出値Ｖｄ１と同程度の値であることから、ステップＳ２０６において、ＬＥＤ１６に対応したオープン故障が生じていると特定することができる。一方、第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１より低い場合、ステップＳ２１０で「ＹＥＳ」となり、本処理が終了となる。この場合、故障診断装置２０による故障診断の結果として、発光部１４には故障が生じていない、という結果が得られたことになる。

［３］第３診断手法
第３診断手法は、ロボット２の状態が第２状態、第４状態または第５状態のときに発光部１４の故障を診断することができる手法となる。また、第３診断手法は、発光部１４のＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７に対する通電の制御を通常時とは若干変更したうえで、発光部１４の故障を診断する手法である。

具体的には、この場合、通電制御部２３は、ロボット２の状態が発光部１４の１つのＬＥＤだけが通電されるような状態である期間において、他の複数の（２つの）ＬＥＤに対する通電を所定の診断期間行う。この診断期間は、第２診断手法における診断期間Ｔａと同様に比較的短い時間となる。また、この場合も、第２診断手法と同様、通電制御部２３は、他のＬＥＤに対する通電を行う際、そのＬＥＤの輝度が定常時よりも低くなるように通電を制御する。そして、この場合、故障検出部２５は、診断期間における診断電圧Ｖｄの検出値に基づいて発光部１４の故障を検出する。

この場合、故障診断装置２０は、図６に示すような内容の処理を所定の周期毎に繰り返し実行するようになっている。まず、ステップＳ３０１では、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７のうち１つのＬＥＤにだけ通電が行われている状態（第２状態、第４状態または第５状態）であるか否かが判断される。ここで、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７のうち２つ以上のＬＥＤに通電が行われている状態（第１状態または第３状態）である場合、ステップＳ３０１で「ＮＯ」となり、本処理が終了となる。つまり、第３診断手法では、ロボット２が第１状態または第３状態であるときには、発光部１４の故障診断が行われない。

これに対し、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７のうち１つのＬＥＤにだけ通電が行われている状態（第２状態、第４状態または第５状態）である場合、ステップＳ３０１で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０２に進む。なお、以下の説明では、ＬＥＤ１５にだけ通電が行われている状態（第２状態）である場合を例にして各処理を説明するが、ＬＥＤ１６またはＬＥＤ１７にだけ通電が行われている状態（第４状態または第５状態）でも同様の処理となる。

ステップＳ３０２では、診断電圧Ｖｄが検出され、その検出値が第１検出値Ｖｄ１として取得される。続いて、ステップＳ３０３では、通電が行われていなかった２つのＬＥＤ１６、１７に対する通電が実行される。ステップＳ３０３におけるＬＥＤ１６、１７に対する通電の期間は、前述した診断期間となる。ステップＳ３０４では、ＬＥＤ１６、１７に対して通電が行われている診断期間における診断電圧Ｖｄが検出され、その検出値が第２検出値Ｖｄ２として取得される。

ＬＥＤ１６、１７の双方に対応したオープン故障が生じていないときには、診断期間における診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄに対し、２つのＬＥＤが通電される分だけ低い電圧となる。一方、ＬＥＤ１６、１７の一方に対応したオープン故障が生じているときには、診断期間における診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄに対し、１つのＬＥＤが通電される分だけ低い電圧となる。また、ＬＥＤ１６、１７の双方に対応したオープン故障が生じているときには、診断期間における診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄと同程度の電圧となる。

このような点を踏まえ、ステップＳ３０５では、第１検出値Ｖｄ１から第２検出値Ｖｄ２を減算した値が閾値Ｖｔ２以上であるか否かが判断される。閾値Ｖｔ２は、２つのＬＥＤが通電されることに伴う診断電圧Ｖｄの低下量に対応している。ここで、第１検出値Ｖｄ１から第２検出値Ｖｄ２を減算した値が閾値Ｖｔ２以上である場合、ステップＳ３０５で「ＹＥＳ」となり、本処理が終了となる。この場合、故障診断装置２０による故障診断の結果として、発光部１４には故障が生じていない、という結果が得られたことになる。

一方、第１検出値Ｖｄ１から第２検出値Ｖｄ２を減算した値が閾値Ｖｔ２未満である場合、ステップＳ３０５で「ＮＯ」となり、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、第１検出値Ｖｄ１から第２検出値Ｖｄ２を減算した値が閾値Ｖｔ１以上であるか否かが判断される。閾値Ｖｔ１は、１つのＬＥＤが通電されることに伴う診断電圧Ｖｄの低下量に対応している。ここで、第１検出値Ｖｄ１から第２検出値Ｖｄ２を減算した値が閾値Ｖｔ１未満である場合、ステップＳ３０６で「ＮＯ」となり、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７では、故障個所が特定される。この場合、第２検出値Ｖｄ２が第１検出値Ｖｄ１と同程度の値であると考えられるため、ＬＥＤ１６、１７の双方に対応したオープン故障が生じていると特定することができる。ステップＳ３０７の実行後は、ステップＳ３０８に進む。一方、第１検出値Ｖｄ１から第２検出値Ｖｄ２を減算した値が閾値Ｖｔ１以上である場合、ステップＳ３０６で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０９に進む。

この場合、ＬＥＤ１６、１７の一方に対応したオープン故障が生じていると特定することはできるものの、ＬＥＤ１６、１７のどちらに対応したオープン故障が生じているかを特定することはできない。そこで、ステップＳ３０９では、故障個所を特定するための故障個所特定処理が実行される。故障個所特定処理の具体的な内容は、例えば図７に示すようなものとなる。

まず、ステップＳ４０１では、他のＬＥＤ１６、１７のうち一方、例えばＬＥＤ１６に対する通電が実行される。ステップＳ４０１におけるＬＥＤ１６に対する通電の期間は、前述した診断期間となる。続いて、ステップＳ４０２では、ＬＥＤ１６に対して通電が行われている診断期間における診断電圧Ｖｄが検出され、その検出値が第３検出値Ｖｄ３として取得される。

発生しているオープン故障がＬＥＤ１７に対応したものであるとき、ＬＥＤ１６に対応したオープン故障が生じていないことから、この診断期間における診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄより低い電圧となる。一方、発生しているオープン故障がＬＥＤ１６に対応したものであるときには、この診断期間における診断電圧Ｖｄは、その他の期間における診断電圧Ｖｄと同程度の電圧となる。

そこで、ステップＳ４０３では、第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１より低いか否かが判断される。ここで、第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１より低い場合、ステップＳ４０３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４０４に進む。ステップＳ４０４では、他のＬＥＤ１６、１７のうち他方のＬＥＤであるＬＥＤ１７に対応したオープン故障が生じていると特定される。

一方、第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１より低くない場合、つまり第３検出値Ｖｄ３が第１検出値Ｖｄ１と同程度の値である場合、ステップＳ４０３で「ＮＯ」となり、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、他のＬＥＤ１６、１７のうち一方のＬＥＤであるＬＥＤ１６に対応したオープン故障が生じていると特定される。ステップＳ４０４またはＳ４０５の実行後、故障個所特定処理が終了となり、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では、前述した第１診断手法におけるステップＳ１０５などと同様の故障発生時処理が実行される。ステップＳ３０８の実行後、本処理が終了となる。

以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られる。
本実施形態のロボットシステム１は、発光部１４の故障を診断する故障診断装置２０を備えている。故障診断装置２０は、ＬＥＤ１５～１７に対する通電を制御する通電制御部２３と、ＬＥＤ１５～１７の端子電圧に応じて変化する診断電圧Ｖｄを検出する電圧検出部２４と、故障検出部２５と、を備える。故障検出部２５は、通電制御部２３による通電の制御状況と電圧検出部２４による診断電圧Ｖｄの検出値とに基づいて発光部１４の故障を検出する。

具体的には、故障検出部２５は、そのときの通電の制御状況から推測することができるＬＥＤ１５～１７に対する通電状態に対応した診断電圧Ｖｄの期待値と、診断電圧Ｖｄの検出値と、が一致するか否かに基づいて、発光部１４の故障を診断する。このような構成によれば、発光部１４の故障を精度良く検出することができる。また、故障検出部２５は、互いに発光色の異なるＬＥＤ１５～１７の順方向電圧の違いをも考慮して故障個所を特定するようになっている。このようにすれば、ＬＥＤ１５～１７およびそれらＬＥＤ１５～１７を駆動するための構成のいずれに故障が生じているかを特定することもできる。

上記構成のロボットシステム１では、全てのＬＥＤ１５～１７がいずれも非通電（非点灯）の状態において、いずれかのＬＥＤを通電（点灯）して発光部１４の故障診断を行うといった手法を採用することもできる。しかし、このような手法では、発光部１４が無発光である状態から、突然、発光部１４がロボット２の状態とは無関係の色に発光することになる。この場合、発光部１４が無発光の状態から発光の状態へと遷移するため、そのような変化が作業者（ユーザ）に認識され易い。そのため、作業者は、発光部１４が自身の予期しないタイミングで急に発光したことに気づいてしまい、不安感を抱くおそれがある。

これに対し、本実施形態における第１診断手法では、発光部１４のＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７に対する通電の制御を通常時とは変更することなく、発光部１４の故障を診断するようになっている。このような第１診断手法によれば、発光部１４の動作は通常時と同様のものとなることから、作業者に対して不安感を与えることなく、発光部１４の診断を行うことができる。

また、本実施形態における第２診断手法では、通電制御部２３は、ロボット２の状態が発光部１４の１つのＬＥＤだけが通電されるような状態である期間において、他の１つのＬＥＤに対する通電を所定の診断期間Ｔａ行うようになっている。そして、本実施形態における第３診断手法では、通電制御部２３は、ロボット２の状態が発光部１４の１つのＬＥＤだけが通電されるような状態である期間において、他の２つのＬＥＤに対する通電を所定の診断期間Ｔａ行うようになっている。そして、第２、第３診断手法では、故障検出部２５は、診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄの検出値に基づいて発光部１４の故障を検出する。

このような第２、第３診断手法によれば、発光部１４が無発光の状態から急に発光の状態へと遷移することはない。そして、この場合、発光部１４による発光色は、元々通電されていた１つのＬＥＤによる発光色から、その発光色に対して他のＬＥＤによる発光色が混合された混合色へと変化するだけとなり、そのような変化は作業者に認識され難い。そのため、第２、第３診断手法によっても、作業者に対して不安感を与えることなく、発光部１４の診断を行うことができる。

第１～第３診断手法には、それぞれメリットがある。まず、第１診断手法は、ＬＥＤ１５～ＬＥＤ１７に対する通電の制御を通常時と変更する必要がないことから、発光部１４の発光状態が通常時から全く変化することなく発光部１４の診断を実施することができるというメリットがある。ただし、第１診断手法では、３つのＬＥＤ１５～１７における順方向電圧の差異が小さい場合、故障個所の特定が難しくなるおそれがある。

これに対し、第２、第３診断手法では、元々通電されていたＬＥＤとは別のＬＥＤに対する通電を行い、その通電が行われる診断期間Ｔａにおける診断電圧Ｖｄが他の期間における診断電圧Ｖｄより低くなったか否かに基づいて、その別のＬＥＤに関連する故障が発生しているか否かを検出することができる。したがって、第２、第３診断手法によれば、３つのＬＥＤ１５～１７における順方向電圧の差異が小さい場合であっても、故障個所を特定することができるというメリットがある。

また、第２、第３診断手法では、通電制御部２３は、他のＬＥＤに対する通電を行う際、そのＬＥＤの輝度が定常時よりも低くなるように通電を制御するようになっている。このようにすれば、元々通電されていた１つのＬＥＤによる発光色から混合色へと変化する際における色の変化の度合いを小さく抑えることが可能となり、そのような変化が作業者に一層認識され難くなる。したがって、第２、第３診断手法によれば、作業者に対して不安感を与える可能性を一層低く抑えつつ、発光部１４の診断を行うことができる。

第２診断手法および第３診断手法は、それぞれ単独でも成立するが、それらを組み合わせることもできる。例えば、まず第３診断手法による発光部１４の故障検出を行い、それにより発光部１４に故障が発生している可能性があるという診断結果が得られた場合に、第２診断手法による発光部１４の故障検出を行うといったように各診断手法を組み合わせるとよい。または、まず第２診断手法による発光部１４の故障検出を行い、それにより発光部１４に故障が発生している可能性があるという診断結果が得られた場合に、第３診断手法による発光部１４の故障検出を行うといったように各診断手法を組み合わせるとよい。このようにすれば、ＬＥＤ１５～１８について１つずつの点灯では問題が生じないものの複数の点灯の際に過電流などが原因で点灯しなくなるといったような故障を検出することが可能となる。

本実施形態の故障診断装置２０では、通電制御部２３は、ロボット２の状態にかかわらずＬＥＤ１５～１８に対する通電を行っても、ロボット２を使用するユーザの安全性を大きく損なわないように制御可能に構成されている。このような構成によれば、通電制御部２３が発光部１４の故障診断のために通常とは異なるようにＬＥＤ１５～１８に対する通電を行った場合でも、ユーザの安全性に問題が生じることはない。

本実施形態の故障診断装置２０では、ＬＥＤ１５～１８の各発光色は、通電制御部２３がロボット２の状態にかかわらずＬＥＤ１５～１８に対する通電を行った場合でも、ロボット２を使用するユーザがロボット２の状態を誤認し難くなるような色となっている。このようにすれば、通電制御部２３が発光部１４の故障診断のために通常とは異なるようにＬＥＤ１５～１８に対する通電を行った場合でも、ユーザは、発光部１４の発光色によりロボット２の状態を誤認することはなく、そのため、ロボット２に不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

より具体的には、本実施形態の故障診断装置２０は、光の三原色に対応する３つのＬＥＤであるＲ－ＬＥＤ１５、Ｇ－ＬＥＤ１６およびＢ－ＬＥＤ１７を備えた発光部１４を診断の対象としている。発光部１４は、前述したようにＬＥＤ１５～１７に対する通電が行われることにより、ロボット２の状態に応じた色に発光する。このような発光部１４を故障診断の対象とすることで、次のような効果が得られる。

すなわち、この場合、１つのＬＥＤだけが通電されるロボット２の状態は、第２状態、第４状態および第５状態となる。上記構成によれば、このような状態のとき、故障を診断するために他の１つのＬＥＤに対する通電を行ったとしても、つまり、第２診断手法による発光部１４の診断を行ったとしても、作業者の安全性が低下するような問題が生じることはない。以下、その理由について説明する。

まず、ロボット２が第２状態であるとき、Ｂ－ＬＥＤ１７に対する通電を行ったとしても、発光部１４による発光色は、赤色と青色の混合色であるマゼンタになり、ロボット２の他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボット２の状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。また、ロボット２が第２状態であるとき、Ｇ－ＬＥＤ１６に対する通電を行ったとしても、発光部１４による発光色は、赤色と緑色の混合色である黄色になる。この場合、黄色は第３状態に対応しており、元々の発光色である赤色と同様、ロボット２の状態がエラーであることを表す色である。そのため、作業者は、発光色が赤色から黄色に変化したことに気づいたとしても、ロボット２の状態がエラーであるとの認識に変化はなく、ロボット２に不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

ロボット２が第４状態であるとき、Ｒ－ＬＥＤ１５に対する通電を行ったとしても、発光部１４による発光色は、緑色と赤色の混合色である黄色になる。黄色は、前述した通り、ロボット２の状態がエラーであることを表す色である。そのため、作業者は、発光色が緑色から黄色に変化したことに気づいたとしても、ロボット２の状態が初期化中からエラーに変化したと認識することになり、ロボット２に不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。また、ロボット２が第４状態であるとき、Ｂ－ＬＥＤ１７に対する通電を行ったとしても、発光部１４による発光色は、緑色と青色の混合色であるシアンになり、ロボット２の他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボット２の状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

ロボット２が第５状態であるとき、Ｒ－ＬＥＤ１５に対する通電を行ったとしても、発光部１４による発光色は、青色と赤色の混合色であるマゼンタになり、ロボット２の他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボット２の状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。また、ロボット２が第５状態であるとき、Ｇ－ＬＥＤ１６に対する通電を行ったとしても、発光部１４による発光色は、青色と緑色の混合色であるシアンになり、ロボット２の他の状態を表す色とはならないため、作業者がロボット２の状態を誤認して不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

また、上記構成によれば、１つのＬＥＤだけが通電される状態（第２状態、第４状態および第５状態）のとき、故障を診断するために他の２つのＬＥＤに対する通電を行ったとしても、つまり、第３診断手法による発光部１４の診断を行ったとしても、作業者の安全性が低下するような問題が生じることはない。さらに、上記構成によれば、２つのＬＥＤが通電される状態（第３状態）のとき、故障を診断するために他の１つのＬＥＤに対する通電を行ったとしても、作業者の安全性が低下するような問題が生じることはない。以下、その理由について説明する。

すなわち、これらの場合、いずれも発光部１４による発光色は白色になる。本実施形態において、白色はロボット２が所定の動作を自動的に実行する第１状態を表す色である。そのため、作業者は、発光部１４の発光色が元々の色から白色に変化したことに気づいたとしても、ロボット２の状態が元々の色が表す状態から第１状態に変化したと認識することになり、結果的にロボット２に不用意に近づくことはなく、安全性に問題が生じることはない。

このように、上記構成によれば、作業者が誤ってロボット２に近づくと安全性に問題が生じるおそれがある状態（特に、第１状態）であるにもかかわらず、作業者が、発光部１４の発光色によりロボット２の状態がロボット２に近づいても問題が無い状態（特に、第５状態）であると誤認してロボット２に不用意に近づいてしまう、といった事態が発生することを確実に防止できる。

本実施形態の第２診断手法によれば、次のような効果も得られる。まず、Ｒ－ＬＥＤ１５にだけ通電される第２状態のときに診断が実施されることにより次のような効果が得られる。すなわち、第２状態は比較的重要度の高いエラーが生じている状態であることから、そもそも作業者は不用意にロボット２に近づくことはない。そのため、この第２状態において他のＬＥＤが短時間点灯することで発光色が一瞬変化したとしても、作業者がロボット２に近づく可能性は極めて低い。したがって、第２状態のときに診断が実施されることにより、安全性を良好に維持しつつ、発光部１４の故障診断を行うことができる。

また、Ｇ－ＬＥＤ１６にだけ通電される第４状態のときに診断が実施されることにより次のような効果が得られる。すなわち、第４状態はロボット２が初期化中である状態であることから、そのような初期化中に発光部１４の故障診断ができる。そのため、第４状態のときに診断が実施されることにより、発光部１４が故障している状態でロボット２が通常の動作状態へと遷移する事態の発生を防止することができ、その結果、安全性が向上する。

さらに、Ｂ－ＬＥＤ１７にだけ通電される第５状態のときに診断が実施されることにより次のような効果が得られる。すなわち、第５状態は、ロボット２がダイレクトティーチモードとなっている状態である。通常、ダイレクトティーチには比較的長い時間を要することになる。そのため、第５状態のときに診断が実施されることにより、発光部１４の故障診断を行う時間として比較的長い時間を確保することが可能となり、発光部１４の故障を早期発見することが可能となり、その結果、安全性が向上する。

第２診断手法において、通電が行われていなかった２つのＬＥＤ１６、１７のうち一方のＬＥＤ１７に対する通電を実行する診断期間と、他方のＬＥＤ１６に対する通電を実行する診断期間との間隔は、言い換えるとＬＥＤ１７に対する通電を実行してからＬＥＤ１６に対する通電を実行するまでの間隔は、次のような考え方に基づいて設定するとよい。すなわち、ＬＥＤ１７に対する通電が実行された後、比較的短い時間が経過した後にＬＥＤ１６に対する通電が実行されるように上記間隔を設定すると、作業者は、ＬＥＤ１７に対する通電による１回目の発光色の変化により発光色の変化に対する警戒心を持った状態で、ＬＥＤ１６に対する通電による２回目の発光色の変化が起こるおそれがあり、そうすると、その２回目の発光色の変化に明確に気づいてしまう可能性がある。

そこで、ＬＥＤ１７に対する通電が実行された後、その直後にＬＥＤ１６に対する通電が実行されるように、上記間隔を設定するとよい。このようにすれば、発光部１４の発光色が連続して変化することになるため、作業者は、変化した発光色を明確に認識することが難しくなり、また、そもそも発光色が変化したかどうかに気づく可能性も低くなる。または、ＬＥＤ１７に対する通電が実行された後、比較的長い時間が経過した後にＬＥＤ１６に対する通電が実行されるように、上記間隔を設定するとよい。

このようにすれば、ＬＥＤ１７に対する通電が行われたことにより発光色が変化した後、比較的長い時間が経過してからＬＥＤ１６に対する通電が行われて発光色が再び変化する。そのため、作業者は、１回目の発光色の変化に多少気づいたとしても、その後比較的長い時間が経過することで、その変化に対する警戒心が薄れ、発光色の変化に過敏に反応することがなくなり、２回目の発光色の変化に明確に気づく可能性が低くなる。

故障診断装置２０は、故障診断を行った結果として、発光部１４に故障が生じているという結果が得られると、ＬＥＤ１５～１８の点灯とは異なる方法により発光部１４に故障が生じたことを作業者（ユーザ）に報知する報知処理を行う報知部２６を備えている。発光部１４の故障が検出されたとき、ＬＥＤ１５～１８による点灯が正常に行い得る状態ではない可能性が高いため、ＬＥＤ１５～１８による点灯で発光部１４に故障が生じたことを報知する手法では、確実な報知が実現できないおそれがある。上記構成によれば、ＬＥＤ１５～１８の点灯とは異なる方法により発光部１４に故障が生じたことが報知されるため、確実な報知を実現することができる。

本実施形態では、上記した報知の具体的な手法として、ロボット２に対する動力の供給を遮断してロボット２を緊急停止させる、といった手法を採用することができる。このようにすれば、発光部１４に故障が生じたことにより仮に作業者が発光部１４の発光色を誤認したとしても、ロボット２の動作が強制的に停止されることから、その誤認に伴い作業者の安全性が低下するといった問題が生じることがない。

本実施形態の構成において、ＬＥＤ１５～１７の端子電圧に応じて変化する診断電圧Ｖｄを生じさせるための抵抗２２は、コントローラ３に設けられており、電圧検出部２４は、その抵抗２２の端子の電圧を診断電圧Ｖｄとして検出するようになっている。このような抵抗２２は、コントローラ３側ではなく、ロボット２側に設けるように変形することも可能である。しかし、本実施形態の構成によれば、このような変形例の構成に比べ、次のようなメリットがある。

変形例の構成では、コントローラ３とロボット２との間を接続するケーブル１８の本数（配線の数）が増えることになる。すなわち、本実施形態の構成では、電源電圧Ｖａを発光部１４に供給するための配線（電源線Ｌ１）だけでよかったものが、変形例の構成では、これに加え、ロボット２からコントローラ３へと診断電圧Ｖｄを導くための配線が必要となる。つまり、本実施形態の構成によれば、変形例の構成に比べ、ケーブル１８の配線数を１つ減らすことができる。

変形例の構成では、コントローラ３に設けられた電圧検出部２４は、ロボット２に設けられた抵抗２２の端子電圧をケーブル１８の配線を介して検出することから、配線でのノイズの影響、配線での電圧降下の影響などにより診断電圧Ｖｄの検出精度が低下するおそれがある。これに対し、本実施形態の構成では、コントローラ３に設けられた電圧検出部２４は、同じくコントローラ３に設けられた抵抗２２の端子電圧を診断電圧Ｖｄとして検出することから、配線でのノイズの影響、配線での電圧降下の影響などにより診断電圧Ｖｄの検出精度が低下することはなく、変形例の構成に比べて診断電圧Ｖｄの検出精度を向上することができる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態に対して発光部の構成が変更された第２実施形態について図８を参照して説明する。
図８に示すように、本実施形態の発光部３１は、第１実施形態の発光部１４に対し、Ｒ－ＬＥＤ１５、Ｇ－ＬＥＤ１６およびＢ－ＬＥＤ１７を４つずつ備えている点などが異なっている。

この場合、スイッチＳＷｒの他方の端子は、抵抗Ｒｒと、４つのＲ－ＬＥＤ１５のそれぞれを介してグランド線Ｌ２に接続されている。また、この場合、スイッチＳＷｇの他方の端子は、抵抗Ｒｇと、４つのＧ－ＬＥＤ１６のそれぞれを介してグランド線Ｌ２に接続されている。また、この場合、スイッチＳＷｂの他方の端子は、抵抗Ｒｂと、４つのＢ－ＬＥＤ１７のそれぞれを介してグランド線Ｌ２に接続されている。

上記構成によれば、４つのＲ－ＬＥＤ１５に対する通電は指令信号Ｓｒにより制御され、４つのＧ－ＬＥＤ１６に対する通電は指令信号Ｓｇにより制御され、４つのＢ－ＬＥＤ１７に対する通電は指令信号Ｓｂにより制御される。したがって、上記構成では、スイッチＳＷｒがオンされることにより４つのＲ－ＬＥＤ１５が通電されて点灯し、スイッチＳＷｇがオンされることにより４つのＧ－ＬＥＤ１６が通電されて点灯し、スイッチＳＷｂがオンされることにより４つのＢ－ＬＥＤ１７が通電されて点灯する。

以上説明した本実施形態の構成の発光部３１についても、第１実施形態において説明した故障診断装置２０により同様の手法を用いて故障診断を行うことができる。ただし、この場合、故障個所の特定としては、４つのＲ－ＬＥＤ１５のうちどのＬＥＤが故障しているのか、といった点まで特定することはできない。言い換えると、この場合、４つのＲ－ＬＥＤ１５のうちいずれかが故障しているという特定は可能となる。なお、これは、Ｇ－ＬＥＤ１６およびＢ－ＬＥＤ１７についても同様である。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。

本発明のロボットの故障診断装置は、一般的な産業用ロボットシステムであるロボットシステム１に用いられるものに限らず、発光色が異なる複数種類のＬＥＤが個別に通電されて点灯することによりロボットの状態に応じた色の光を発光する発光部を備えたロボットシステム全般に適用することができる。

上記各実施形態では、診断電圧Ｖｄを生じさせるための抵抗２２は、ＬＥＤ１５～１７に対する通電経路の上流側（電源線Ｌ３側）に設けられており、電圧検出部２４は、抵抗２２の下流側の端子電圧を診断電圧Ｖｄとして検出するようになっている。ただし、このような抵抗２２は、ＬＥＤ１５～１７に対する通電経路の下流側（グランド線Ｌ２側）に設けることができる。この場合、電圧検出部２４は、下流側に設けられた抵抗２２の上流側の端子電圧を診断電圧Ｖｄとして検出することになる。

２…ロボット、１４、３１…発光部、１５…赤色発光ダイオード、１６…緑色発光ダイオード、１７…青色発光ダイオード、２０…故障診断装置、２３…通電制御部、２４…電圧検出部、２５…故障検出部、２６…報知部。

Claims (6)

1. 発光色が異なる複数種類の発光ダイオードが個別に通電されて点灯することによりロボットの状態に応じた色の光を発光する発光部の故障を診断するロボットの故障診断装置であって、
   前記発光ダイオードに対する通電を制御する通電制御部と、
   前記発光ダイオードの端子電圧に応じて変化する診断電圧を検出する電圧検出部と、
   前記通電制御部による通電の制御状況と前記電圧検出部による前記診断電圧の検出値とに基づいて前記発光部の故障を検出する故障検出部と、
   を備え、
   前記通電制御部は、前記ロボットの状態が前記発光部の１つの前記発光ダイオードだけが通電されるような状態である期間において、他の１つの前記発光ダイオードに対する通電を行い、
   前記故障検出部は、前記通電制御部により他の１つの前記発光ダイオードに対する通電が行われる期間における前記診断電圧の検出値に基づいて前記発光部の故障を検出するロボットの故障診断装置。
2. 発光色が異なる複数種類の発光ダイオードが個別に通電されて点灯することによりロボットの状態に応じた色の光を発光する発光部の故障を診断するロボットの故障診断装置であって、
   前記発光ダイオードに対する通電を制御する通電制御部と、
   前記発光ダイオードの端子電圧に応じて変化する診断電圧を検出する電圧検出部と、
   前記通電制御部による通電の制御状況と前記電圧検出部による前記診断電圧の検出値とに基づいて前記発光部の故障を検出する故障検出部と、
   を備え、
   前記通電制御部は、前記ロボットの状態が前記発光部の１つの前記発光ダイオードだけが通電されるような状態である期間において、他の複数の前記発光ダイオードに対する通電を行い、
   前記故障検出部は、前記通電制御部により他の複数の前記発光ダイオードに対する通電が行われる期間における前記診断電圧の検出値に基づいて前記発光部の故障を検出するロボットの故障診断装置。
3. 前記通電制御部は、他の前記発光ダイオードに対する通電を行う際、その発光ダイオードの輝度が定常時よりも低くなるように通電を制御する請求項１または２に記載のロボットの故障診断装置。
4. さらに、前記故障検出部により前記発光部の故障が検出されると、前記発光ダイオードの点灯とは異なる方法により前記発光部に故障が生じたことを報知する報知部を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットの故障診断装置。
5. 発光色が異なる複数種類の発光ダイオードが個別に通電されて点灯することによりロボットの状態に応じた色の光を発光する発光部の故障を診断するロボットの故障診断装置であって、
   前記発光ダイオードに対する通電を制御する通電制御部と、
   前記発光ダイオードの端子電圧に応じて変化する診断電圧を検出する電圧検出部と、
   前記通電制御部による通電の制御状況と前記電圧検出部による前記診断電圧の検出値とに基づいて前記発光部の故障を検出する故障検出部と、
   を備え、
   前記複数種類の発光ダイオードの各発光色は、前記通電制御部が前記ロボットの状態にかかわらず前記発光ダイオードに対する通電を行った場合でも、前記ロボットを使用するユーザが前記ロボットの状態を誤認し難くなるような色となっているロボットの故障診断装置。
6. 前記発光部は、
   光の三原色に対応する３つの前記発光ダイオードである赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードを備え、
   前記ロボットの状態が予め定められた所定の動作を自動的に実行する第１状態であるときには前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードに対する通電が行われることで白色に発光し、
   前記ロボットの状態が、比較的重要度の高いエラーが生じている第２状態であるときには前記赤色発光ダイオードに対する通電が行われることで赤色に発光し、
   前記ロボットの状態が、比較的重要度の低いエラーが生じている第３状態であるときには前記赤色発光ダイオードおよび前記緑色発光ダイオードに対する通電が行われることで黄色に発光し、
   前記ロボットの状態が、初期化が行われる初期化中である第４状態であるときには前記緑色発光ダイオードに対する通電が行われることで緑色に発光し、
   前記ロボットの状態が、前記ロボットを使用するユーザが前記ロボットを手動で動作させて教示を行うことができるダイレクトティーチモードである第５状態であるときには前記青色発光ダイオードに対する通電が行われることで青色に発光するようになっている請求項１から５のいずれか一項に記載のロボットの故障診断装置。

Images