JPH09117888A - 非常停止機能付遠隔制御方法および同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業用ロボットの遠隔制御を安価な無線リモ
コンの送信器を用いて行なうようにしながら、非常停止
機能、フェイルセーフ機能を達成する。 【解決手段】 送信器１に、制御許可スイッチ１４及び
駆動制御用のスイッチ１１〜１３と、制御許可スイッチ
１４が作動されている状態にあるときにベース信号を連
続的に発生するベース信号発生手段１６と、このベース
信号と駆動制御用のスイッチ１１〜１３からの信号とを
混成する混成手段１７を設ける。一方、ロボット２の制
御部８に、駆動制御用の信号に応じてモータ７を制御す
る駆動制御手段２６と、ベース信号の監視に基づき、ベ
ース信号が連続的に受信されているときには上記駆動制
御手段２６にパワーソース供給手段２４を接続し、ベー
ス信号が途切れたときには上記駆動制御手段２６に対し
パワーソース供給手段２４を遮断してモータ７を停止さ
せるサーボ制御許可手段２５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボット等
を制御対象とするＦＡ用の非常停止機能付遠隔制御方法
および同装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、産業用ロボット等を制御対象
とするＦＡ（ファクトリーオートメーション）用の制御
システムにおいて、上記ロボット等にケーブルを介して
遠隔制御用の送信器を接続し、例えばメインテナンスモ
ードないしは手動モードで運転を行なうような場合に、
上記送信器での各種スイッチ等を手動で操作することに
より、ロボット等の駆動を制御することができるように
したものは一般に知られている。

【０００３】このように送信器での手動操作でロボット
等を制御するような場合、ロボット等の作動中に可動部
が他の部材等に衝突するおそれが生じた場合などに非常
停止を行なうことができるようにする必要があるととも
に、断線時等にもロボット等が停止するようにしてロボ
ット等の暴走を確実に防止し、フェイルセーフ機能を満
足させることが要求される。

【０００４】このため、従来のこの種の装置では、上記
送信器に非常停止ボタンが設けられ、この非常停止ボタ
ン及び各種操作スイッチ等を有する送信器とロボット等
とが複数の通信回線を有するケーブルにより接続され
て、両者間の通信が有線のパラレル通信で行なわれると
ともに、パワーオン時に非常停止解除状態となり、非常
停止ボタンが押されたときに非常停止が行なわれ、断線
時などにもパワーオフとなることでロボット等が停止す
るように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置では、ロボット等に対して有線のパラレル通信を行な
うための送信器及び通信ケーブルが比較的高価なものと
なる。そこで、特定波長の赤外線等の信号媒体で送信を
行なう比較的簡単な構造の無線リモコン用の送信器を用
い、あるいはシリアル有線の送信手段を用いることによ
り、送信器等のコストダウンを図ることが考えられる。
しかし、このようにする場合、非常停止機能等をもたせ
る上で課題が残されていた。

【０００６】すなわち、上記の無線リモコン用の送信器
を用いるような場合に、例えばその送信器に非常停止用
のスイッチを設けて、このスイッチの操作に応じた信号
が送信されたときにロボット等の作動が停止されるよう
にすることが考えられるが、このようにすると、非常停
止を行なうべきときに誤って別のスイッチを操作すると
いうような誤操作があった場合にはロボット等が停止さ
れない。また、信号の送信不良があった場合や送信方向
がずれて受信されなかった場合などにもロボット等が停
止されないおそれがあり、従来の有線のパラレル通信に
よる場合の断線時の停止機能に相当するような機能が得
られない。このように、非常時にロボット等を停止させ
る機能の確実性や、フェイルセーフ機能等を充分に達成
することが難しかった。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑み、ロボット等
の遠隔制御を無線リモコン用の送信器あるいはシリアル
有線の送信手段により行なうことができるようにしてコ
ストダウンを可能にしながら、要求される非常停止機能
を充分に達成し、安全性を確保することができる非常停
止機能付遠隔制御方法及び同装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る非常停止
機能付遠隔制御方法は、手動操作に応じて作動する制御
許可スイッチ及び駆動制御用スイッチを有するリモート
コントロール用の送信器により、上記制御許可スイッチ
が作動されている状態にあるときにベース信号を連続的
に送信するとともに、上記駆動制御用スイッチが操作さ
れたときにそれに応じた駆動制御信号を送信し、一方、
作業用可動部及びこれを駆動する駆動手段を有する制御
対象に設けられている制御部により、上記送信器から送
信される信号を受信し、上記ベース信号が一定時間おき
に受信されている間において上記駆動制御信号が受信さ
れたときにその駆動制御信号に応じて上記駆動手段を制
御し、上記ベース信号が途切れたときには上記駆動手段
を停止させるようにしたものである。

【０００９】また、請求項２に係る非常停止機能付遠隔
制御装置は、作業用可動部及びこれを駆動する駆動手段
を有する制御対象と、この制御対象に対するリモートコ
ントロール用の送信器とを備え、上記送信器に、手動操
作に応じて作動する制御許可スイッチ及び駆動制御用ス
イッチと、上記制御許可スイッチが作動されている状態
にあるときにベース信号を連続的に発生するベース信号
発生手段と、このベース信号発生手段による信号と上記
駆動制御用スイッチからの駆動制御信号とを混成して送
信する手段とを設け、一方、上記制御対象に、上記送信
器から送信された信号を受信してその信号の解読、弁別
を行なう手段と、上記駆動制御信号に応じて上記駆動手
段を制御する駆動制御手段と、上記ベース信号を監視す
るベース信号監視手段と、このベース信号監視手段の出
力に応じ、ベース信号が連続的に受信されているときに
は上記駆動制御手段に動力源を接続し、ベース信号が途
切れたときには上記駆動制御手段に対し動力源を遮断し
て上記駆動手段を停止させる駆動規制手段とを設けたも
のである。

【００１０】上記方法及び同装置によると、操作者によ
るキー操作等により上記制御許可スイッチが作動された
場合に、その作動状態が継続されている間は送信器から
ベース信号が連続的に送信され、この状態で駆動制御用
スイッチが作動されたときに上記ベース信号に加えて駆
動制御信号が送信される。そして、制御対象に設けられ
ている制御部において、連続的なベース信号が受信され
るとともにこれに加えて駆動制御信号が受信されたとき
に駆動手段が制御され、ベース信号が途切れると他の信
号の有無に関係なく駆動手段が停止される。

【００１１】従って、上記制御許可スイッチの作動が解
除されれば確実に駆動手段が停止されて、非常停止機能
が達成される。また、制御許可スイッチを作動状態とす
る操作が継続して行なわれない限り駆動手段の駆動が行
なわれることがなく、誤操作による駆動が防止される。
また、送，受信不良等によってベース信号が受信されな
かったときは駆動手段が停止されることにより、フェイ
ルセーフ機能が達成される。

【００１２】このような作用により、上記送信器と制御
対象との間の通信が無線により行なわれるようにした場
合でも、安全性が確保される。

【００１３】なお、上記制御対象は、例えば産業用ロボ
ットである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明が適用されるロボットの制
御システムを概略的に示し、この図において、１はリモ
ートコントロール用の送信器、２は制御対象となるロボ
ットである。上記送信器１は、後述の各種スイッチに対
応する操作キー等を配設した入力部３と、入力操作に応
じた信号の作成、送信等の処理を行なう処理部４と、特
定波長の赤外線や電波等の信号媒体を射出する送信部５
とを備え、無線で信号を送信するようになっている。一
方、上記ロボット２には、作業用可動部６と、これを駆
動する駆動手段としてのモータ（サーボモータ）７と、
このモータ７を制御する制御部８と、上記送信器１から
の信号媒体を受れ入れる受信部９とが設けられている。

【００１５】図２は上記送信器１における処理部４等の
構成及び上記ロボット２における制御部８等の構成を示
している。この図において、上記送信器１には、駆動制
御用スイッチとしてサーボ制御開始スイッチ１１、サー
ボ正転スイッチ１２及びサーボ逆転スイッチ１３が設け
られるとともに、サーボ制御許可スイッチ１４が設けら
れ、さらに複数の各種機能スイッチ１５が設けられ、こ
れらは上記入力部３でのキー操作に応じて作動されるよ
うになっている。上記処理部４は、ベース信号発生手段
１６、信号混成手段１７及び送信手段１８を有してい
る。

【００１６】上記ベース信号発生手段１６は、上記制御
許可スイッチ１４が作動されている状態にあるときに一
定のベース信号を連続的に発生するようになっており、
このベース信号が上記信号混成手段１７に与えられる。
また、サーボ制御開始スイッチ１１、サーボ正転スイッ
チ１２、サーボ逆転スイッチ１３からは、それぞれの作
動に応じ、駆動制御信号としてのサーボ制御開始信号、
サーボ正転信号、サーボ逆転信号が信号混成手段１７に
与えられ、さらに通常機能スイッチ１５からは各種の通
常機能信号が信号混成手段１７に与えられる。そして、
上記信号混成手段１７により、ベース信号とその他の信
号とが混成され、送信手段１８により送信が行なわれる
ようになっている。

【００１７】一方、ロボット２の制御部８は、受信信号
解読手段２１と、信号分離手段２２と、ベース信号監視
手段２３と、電力の供給を行なうパワーソース供給手段
（動力源）２４と、サーボ制御許可手段（駆動規制手
段）２５と、駆動制御手段２６と、サーボ関連一般命令
手段３４と、通常機能命令手段３５とを有している。上
記駆動制御手段２６は、サーボ制御開始手段２７、サー
ボ制御自己保持手段２８、サーボ正転信号監視手段２
９、サーボ正転指令手段３０、サーボ逆転信号監視手段
３１、サーボ逆転指令手段３２及びトルク制御手段３３
からなっている。

【００１８】上記受信信号解読手段２１は、上記送信器
１から送信された混成信号を受信してこれを解読し、ま
た、上記信号分離手段２２は、上記混成信号をベース信
号とそれ以外の信号とに分離するようになっており、分
離されたベース信号はベース信号監視手段２３に与えら
れる。このベース信号監視手段２３は、ベース信号が連
続的に与えられているか否かを判別する。

【００１９】上記サーボ制御許可手段２５は、ベース信
号監視手段２３による判別に基づき、ベース信号が連続
的に与えられているときには上記パワーソース供給手段
２４を駆動制御手段２６に接続することによりサーボ制
御許可状態とし、ベース信号が途切れたときには駆動制
御手段２６に対しパワーソース供給手段２４を遮断する
ことによりサーボ制御を禁止するようになっている。

【００２０】また、上記駆動制御手段２６におけるサー
ボ制御開始手段２７は、上記サーボ制御許可状態におい
てサーボ制御開始信号を受けたとき、トルク制御手段３
３に通電し、サーボ制御自己保持手段２８は、サーボ制
御許可手段２５がパワーソース供給手段２４を遮断する
まではトルク制御手段３３に対する通電状態を保持する
ようになっている。

【００２１】駆動制御手段２６におけるサーボ正転信号
監視手段２９及びサーボ正転指令手段３０は、サーボ正
転信号を受けたとき、そのサーボ正転信号及び後記リー
ダーコード等に基づき、上記サーボ正転スイッチ１２が
作動状態にある間、トルク制御手段３３にサーボ正転指
令を与えるようになっている。また、サーボ逆転信号監
視手段３１及びサーボ逆転指令手段３２は、サーボ逆転
信号を受けたとき、そのサーボ逆転信号及び後記リーダ
ーコード等に基づき、上記サーボ逆転スイッチ１３が作
動状態にある間、トルク制御手段３３にサーボ逆転指令
を与えるようになっている。

【００２２】なお、サーボ関連一般命令手段３４は、上
記ベース信号と、サーボ制御に関連する機能（例えばテ
ィーチング等）を行なわせるためのスイッチ（上記各種
機能スイッチ１５に含まれる）の作動に応じた信号とに
基づき、サーボ制御に関連する機能の命令を与える。ま
た、通常機能命令手段３５は、サーボ制御に関連しない
通常機能を行なわせるためのスイッチ（上記各種機能ス
イッチ１５に含まれる）の作動に応じた信号に基づき、
通常機能命令を行なう。

【００２３】上記送信器１の処理部４において行なわれ
る処理をフローチャートで示すと図３のようになる。

【００２４】すなわち、上記処理部４は、キー操作が行
われるまで待ち（ステップＳ１）、キー操作が行なわれ
たときはサーボ制御許可スイッチ１４がＯＮとなったか
否かを判定する（ステップＳ２）。そして、サーボ制御
許可スイッチ１４がオンとなった場合はベース信号を発
信し（ステップＳ３）、さらにサーボ制御許可スイッチ
１４に対するキー操作が連続して行なわれている間はベ
ース信号を連続発信する（ステップＳ４，Ｓ５）。ま
た、この間に他のスイッチもＯＮとなったときは、それ
に応じた信号をベース信号に付加する（ステップＳ６，
Ｓ７）。この場合、ベース信号に付加する信号の処理は
後述のステップＳ９〜１１に準じる。

【００２５】サーボ制御許可スイッチ１４に対するキー
操作が解除されると、発信が停止される（ステップＳ
８）。

【００２６】また、サーボ制御許可スイッチ以外のスイ
ッチがＯＮとなった場合は、当該信号が発信され（ステ
ップＳ９）、さらにそのスイッチに対するキー操作が連
続して行なわれている間は後記リーダーコードのみが連
続発信され（ステップＳ１０，Ｓ１１）、キー操作が行
なわれなくなると、発信が停止される（ステップＳ
８）。

【００２７】また、上記ロボット２の制御部８において
行なわれる処理をフローチャートで示すと図４のように
なる。すなわち、この制御部８は、信号が受信されるま
で待ち（ステップＳ２１）、信号が受信されると、その
信号にベース信号が含まれるか否かを判定する（ステッ
プＳ２２）。

【００２８】ベース信号があることを判定した場合、サ
ーボ制御許可手段１４による処理として、パワーソース
を接続する（ステップＳ２３）。そして、付加コードの
有無を調べ（ステップＳ２４）、付加コードがない場合
はステップＳ２２に戻る。また、付加コードがあった場
合はこれを解釈し（ステップＳ２５）、その内容に応
じ、サーボ制御開始手段２７によるサーボ制御の開始
や、サーボ正転指令手段３０の指令によるサーボ正転動
作またはサーボ逆転指令手段３２の指令によるサーボ逆
転動作を行なわせ、あるいは、サーボ関連一般命令手段
３４による命令を行なう（ステップＳ２６〜Ｓ２８）。

【００２９】上記ステップＳ２２でベース信号がないこ
とを判定した場合は、パワーソースを遮断する（ステッ
プＳ２９）。さらに付加コードの有無を調べ（ステップ
Ｓ３０）、付加コードがあった場合はこれを解釈し（ス
テップＳ３１）、その内容に応じ、通常機能命令手段３
５による命令を行なう（ステップＳ３２）。そして、こ
の通常機能命令が済み、あるいはステップＳ３０で付加
コードがないことを判定すると、制御部としての処理を
終了し、信号待ちの状態に戻る。

【００３０】上記送信器から送信される信号の具体例を
図５によつて説明する。サーボ制御許可スイッチ１４以
外の各種スイッチの作動に応じた基本的な信号発信形態
としては、図５（ａ）に示すように、キー操作によって
スイッチが作動したときに、先ずリーダーコードＡとそ
れに続くスイッチコード（各スイッチ別のコード）Ｂと
からなる信号が発信され、キーが押し続けられると一定
時間おき（例えば１０８msecおき）にリーダーコードの
みからなる信号が連続的に発信される。また、サーボ制
御許可スイッチ１４が作動したときは、リーダーコード
Ａとそれに続くサーボ制御許可コード（ベース信号）Ｃ
とからなる信号が発信され、サーボ制御許可スイッチ１
４のキーが押し続けられると上記両コードＡ，Ｃからな
る信号が一定時間おきに連続的に発信される。そして、
サーボ制御許可スイッチ１４が作動している間に他のス
イッチが作動したときは、上記リーダーコードＡ及びサ
ーボ制御許可コードＣにスイッチコードＢが加えられた
信号が発信されるようになっている。

【００３１】なお、上記の例では、サーボ制御許可スイ
ッチ以外のスイッチの作動した場合はスイッチコードＢ
が１ショットだけ与えられて作動持続中はリーダーコー
ドＡが連続発信されるようになっており（図３のステッ
プＳ９〜Ｓ１１及び図５参照）、サーボ正転スイッチ１
２やサーボ逆転スイッチ１３のキーが押しづけられてい
る場合はスイッチコードＢとその後のリーダーコードＡ
の連続発信に基づいて受信側の制御部８でこれが判断さ
れるようになっているが、リーダーコードＡとともにス
イッチコードＢが連続発信されるようにしてもよい。

【００３２】以上のような当実施形態の装置によると、
サーボ制御許可スイッチ１４が作動している間はベース
信号が連続的に送信器１から送信され、この信号を受け
るロボット２の制御部８において、上記ベース信号が連
続的に与えられている間、駆動制御手段２６にパワーソ
ースが接続されることによりサーボ制御許可状態とな
る。そして、この状態で、ベース信号に加えてサーボ制
御開始信号が与えられ、さらにサーボ正転信号またはサ
ーボ逆転信号が与えられると、それに応じ、ロボット２
の制御部８における駆動制御手段２６によりモータ７を
正転または逆転させるように駆動制御が行なわれる。

【００３３】また、ベース信号がロボット２に受信され
なくなると、駆動制御手段２６に対してパワーソースが
遮断されると、他の信号に関係なく、モータ７が停止さ
れる。

【００３４】従って、例えばメインテナンスモードない
しは手動モードで運転を行なう場合等において上記送信
器１によりロボット２を遠隔操縦するときは、操作者が
サーボ制御許可スイッチ１４のキーが押し続けながら駆
動制御用のスイッチ１１〜１３のキーを操作することに
より、ロボット２のモータ７が駆動され、作業用可動部
６が作動される。そして、非常停止の必要が生じたとき
は、操作者がサーボ制御許可スイッチ１４のキー操作を
止めさえすれば確実にモータ７が停止される。

【００３５】また、サーボ制御許可スイッチ１４のキー
が押し続けられていなければ、駆動制御用のスイッチ１
１〜１３のキーが押されたとしてもモータ７が作動する
ことはなく、誤操作によって不測に可動部６が作動する
ことが防止される。

【００３６】さらに、送信器１とロボット２との間で信
号が遮断された場合や送信不良、受信不良があった場合
などにも上記駆動制御手段２６に対してパワーソースが
遮断されることによりモータ７が停止され、このような
場合にロボットが暴走することが防止される。

【００３７】このようにして、ケーブルを必要としない
安価な無線リモコン式の送信器１を用いながら、非常停
止機能及びフェイルセーフ機能等が達成されることとな
る。

【００３８】なお、上記実施形態では、無線リモコン式
の送信器を用いてロボット２の遠隔制御を行なうように
しているが、通信線を介して１チャンネルの信号を送る
シリアル有線を用いるようにしてもよく、この場合も、
送信器１の処理部４及びロボット２の制御部８を上記実
施形態と同様に構成することにより、非常停止機能及び
フェイルセーフ機能等が達成される。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明は、送信器において
制御許可スイッチが作動されている状態が継続している
間だけベース信号が連続的に送信され、この状態で駆動
制御用のスイッチが作動されたときに上記ベース信号に
加えて駆動制御信号が送信され、一方、制御対象に設け
られている制御部において、連続的なベース信号が受信
されるとともにこれに加えて駆動制御信号が受信された
ときに駆動手段が制御され、ベース信号が途切れると他
の信号の有無に関係なく駆動手段が停止されるようにな
っている。このため、無線リモコン用の送信器等を用い
てロボット等の制御対象に無線で送信を行なうようにし
た場合でも、非常停止機能を達成するとともに、誤操作
によって不測にロボット等が作動することを防止し、通
信不良等があった場合のフェイルセーフ機能も達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による遠隔制御装置の概略
図である。

【図２】上記遠隔制御装置における送信器の処理部及び
ロボットの制御部の具体構成を示すブロック図である。

【図３】上記送信器の処理部において行なわれる処理を
示すフローチャートである。

【図４】上記ロボットの制御部において行なわれる処理
を示すフローチャートである。

【図５】送信器から送信される信号を示す図であって、
（ａ）はベース信号を含まない信号、（ｂ）はベース信
号を含む混成信号を示している。

【符号の説明】

１ 送信器 ２ ロボット ４ 処理部 ８ 制御部 １１〜１３ 駆動制御用のスイッチ １４ サーボ制御許可スイッチ １６ ベース信号発生手段 １７ 信号混成手段 ２１ 受信信号解読手段 ２３ ベース信号監視手段 ２５ サーボ制御許可手段 ２６ 駆動制御手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手動操作に応じて作動する制御許可スイ
   ッチ及び駆動制御用スイッチを有するリモートコントロ
   ール用の送信器により、上記制御許可スイッチが作動さ
   れている状態にあるときにベース信号を連続的に送信す
   るとともに、上記駆動制御用スイッチが操作されたとき
   にそれに応じた駆動制御信号を送信し、一方、作業用可
   動部及びこれを駆動する駆動手段を有する制御対象に設
   けられている制御部により、上記送信器から送信される
   信号を受信し、上記ベース信号が一定時間おきに受信さ
   れている間において上記駆動制御信号が受信されたとき
   にその駆動制御信号に応じて上記駆動手段を制御し、上
   記ベース信号が途切れたときには上記駆動手段を停止さ
   せるようにしたことを特徴とする非常停止機能付遠隔制
   御方法。
2. 【請求項２】 作業用可動部及びこれを駆動する駆動手
   段を有する制御対象と、この制御対象に対するリモート
   コントロール用の送信器とを備え、上記送信器に、手動
   操作に応じて作動する制御許可スイッチ及び駆動制御用
   スイッチと、上記制御許可スイッチが作動されている状
   態にあるときにベース信号を連続的に発生するベース信
   号発生手段と、このベース信号発生手段による信号と上
   記駆動制御用スイッチからの駆動制御信号とを混成して
   送信する手段とを設け、一方、上記制御対象に、上記送
   信器から送信された信号を受信してその信号の解読、弁
   別を行なう手段と、上記駆動制御信号に応じて上記駆動
   手段を制御する駆動制御手段と、上記ベース信号を監視
   するベース信号監視手段と、このベース信号監視手段の
   出力に応じ、ベース信号が連続的に受信されているとき
   には上記駆動制御手段に動力源を接続し、ベース信号が
   途切れたときには上記駆動制御手段に対し動力源を遮断
   して上記駆動手段を停止させる駆動規制手段とを設けた
   ことを特徴とする非常停止機能付遠隔制御装置。
3. 【請求項３】 上記送信器と制御対象との間の通信が無
   線により行なわれることを特徴とする請求項２記載の非
   常停止機能付遠隔制御装置。
4. 【請求項４】 上記制御対象が産業用ロボットであるこ
   とを特徴とする請求項２または３記載の非常停止機能付
   遠隔制御装置。