JPH1058366A - ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットのティーチングを外部コンピュータ
（以下、パソコン）を使用して行う場合、非常停止のた
めの停止信号を通信手段を介することなくロボットの制
御装置に与えることができるようにする。 【解決手段】 ロボットのコントロールボックス１８か
らシールドケーブル３０を延長し、このシールドケーブ
ル３０に停止用スイッチ２９を接続する。シールドケー
ブル３０はコントロールボックス１８内に収納された制
御装置のうちアーム３，４を駆動するサーボモータ５，
６の駆動回路に接続され、停止用スイッチ２９を操作し
たとき、その停止信号が直接駆動回路に入力され、該駆
動回路がサーボモータ５，６を停止させる動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットアームの
動作内容のティーチング時などに、ロボットアームの動
作を外部コンピュータを使用して制御できるようにした
ロボットの制御装置に係り、特に外部コンピュータ使用
時におけるロボットアームの非常停止を確実に行うこと
ができるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットにおいて、その動作内容をティ
ーチングする方式の一つに、ティーチングボックスと呼
ばれる専用のリモートコントロール装置を使用し、ロボ
ットアームを実際に動かしながら動作開始位置、終了位
置、その間の主要な通過位置などをティーチングして行
く方式がある。

【０００３】このティーチング方式を採用したロボット
では、ティーチングボックスは、通常、制御部やロボッ
トアームのモータの駆動回路などを収納したコントロー
ルボックスに吊り下げ形式にして設けられており、ティ
ーチング作業はコントロールボックスの近くで行うよう
になっている。

【０００４】そして、緊急時にロボットアームを停止さ
せるための停止用スイッチは、コントロールボックス、
或いはティーチングボックスに取り付けられており、テ
ィーチング作業時およびティーチングされた動作プログ
ラムによるロボット動作時のいずれの場合でも、緊急事
態が発生したときには、その停止用スイッチを操作する
ことによってロボットアームを直ちに停止させることが
できるようになっている。

【０００５】ところで、汎用のコンピュータ、すなわち
パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称する）の
普及に伴い、近年、ティーチング作業をパソコンを使用
して行いたいという要望が増えてきている。このこと
は、個々のロボットにそれ専用のリモートコントロール
装置を設けなくとも済むので、メーカー側においても大
変に望ましいことである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】パソコンを使用してテ
ィーチングを行うようにしたロボットでは、ティーチン
グボックスがないため、停止用スイッチはコントロール
ボックスに設けられることとなるが、ティーチング時、
パソコンはコントロールボックスから離れた場所に置か
れたテーブルやラック上で操作されることが多い。この
ため、コントロールボックスの停止用スイッチはパソコ
ンでのティーチング作業時には使用できなくなる。

【０００７】そこで、パソコンのキーボードの特定のキ
ーを非常停止用として割り当て、ティーチング時に緊急
事態が発生した場合には、その特定のキーを操作するこ
とにより、ロボットアームを停止させることができるよ
うに構成される。

【０００８】しかしながら、パソコンを使用してティー
チングを行うようにしたロボットでは、パソコンとロボ
ットの制御部との間での信号の授受は、ＲＳ−２３２Ｃ
などの通信インターフェースを用いて行われる。非常停
止用のキーを操作したときの停止信号も、当然に通信イ
ンターフェースを介してパソコン側からロボットの制御
部に送信され、この停止信号を受信した制御部が駆動回
路に停止指令を与えることによりロボットアームの動作
が停止されることとなる。

【０００９】このようにパソコン側で非常停止のための
信号を発生してこれを通信インターフェースを介してロ
ボットの制御部に送信する構成のものでは、外来ノイズ
などの影響で停止信号が正確にロボットの制御部に送信
されなかったり、或いは通信ケーブルが断線したり、ロ
ボットの制御部側からパソコン側への送信中にあってパ
ソコン側からロボットの制御部側への送信ができないよ
うな状態にあったりすると、パソコン側で停止操作を行
ってもロボットアームが停止しないこととなり、安全上
の問題を生ずる。

【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、外部のコンピュータを使用したティー
チング作業時にロボットアームを緊急に停止させる必要
が生じた場合、その緊急停止を確実に行うことができる
ロボットの制御装置を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、制御部と、この制御部から与えられる駆動
信号によりロボットアームを動作させるためのモータを
駆動する駆動回路と、外部コンピュータから送られてく
る前記ロボットアームの動作指令信号を受信して前記制
御部に与える通信手段と、手動操作されることにより、
前記モータを停止させるための停止信号を発する停止用
スイッチとを備え、前記停止用スイッチの停止信号を前
記駆動回路に与えて該駆動回路に前記モータを停止する
動作を実行させるように構成すると共に、前記停止用ス
イッチと前記駆動回路とを接続する導電線を前記駆動回
路が収納されたボックスから延長したことを特徴とする
ものである。

【００１２】上記手段によれば、停止用スイッチは導電
線の長さ範囲で自由に位置変更できるので、ティーチン
グ時に外部コンピュータを制御部から離れた位置で使用
したとしても、停止用スイッチを外部コンピュータの近
くに設置することができる。しかも、停止用スイッチの
停止信号は通信インターフェースを介することなく直接
駆動回路に与えられるので、確実に可動体を停止させる
ことができる。

【００１３】また、駆動回路が停止用スイッチからの停
止信号によりモータを停止させた時、制御部を介して外
部コンピュータに停止報知信号を与えるように構成した
場合には、停止用スイッチを操作したとき、制御部から
外部コンピュータ側に停止報知信号が送信されることを
確認することによって外部コンピュータと制御部との通
信が正常に行われていることを知ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につき図
面を参照しながら説明する。図１に示すように、この実
施例のロボット本体１は、例えば直交座標型のものとし
て構成され、ベース２と、ロボットアームとしてのＸ軸
アーム３と、Ｙ軸アーム４とを備えている。

【００１５】上記ベース２およびＸ軸アーム３には、そ
れぞれサーボモータ５および６と、このサーボモータ
５，６を駆動源とする図示しない直線駆動機構（図示せ
ず）とが設けられている。そして、Ｘ軸アーム３はベー
ス２に設けられた直線移動機構によりＸ軸方向に移動さ
れ、Ｙ軸アーム４はＸ軸アーム３に設けられた直線移動
機構によりＹ軸方向に移動されるようになっている。

【００１６】このロボット本体１は制御装置７によって
制御される。この制御装置７は、図４に示すように、制
御部としてのＣＰＵ８、駆動回路９、位置検出回路１０
を備えている。そして、上記ＣＰＵ８にはロボット全体
に関するシステムプログラムを記憶したＲＯＭ１１、ロ
ボット本体１の動作プログラムを記憶するＲＡＭ１２、
各種データを一時的に記憶するためなどに使用されるＲ
ＡＭ１３が接続されている。

【００１７】また、位置検出回路１０はＸ軸アーム３、
Ｙ軸アーム４の移動位置を検出するもので、この位置検
出回路１０には前記サーボモータ５，６の回転数を検出
する位置検出センサとしてのロータリエンコーダ１４，
１５が接続されている。そして、位置検出回路１０はロ
ータリエンコーダ１４，１５から与えられられる回転数
検出信号に基づいてＸ軸アーム３、Ｙ軸アーム４の現在
の移動位置を検出するようになっており、この位置検出
回路１０の位置検出信号はＣＰＵ８に与えられる。

【００１８】ＣＰＵ８は動作プログラムに基づいて駆動
回路９に駆動信号を与え、駆動回路９はその駆動信号に
よりサーボモータ５，６を駆動してＸ軸アーム３および
Ｙ軸アーム４を移動させる。このとき、ＣＰＵ８は、位
置検出回路１０の位置検出信号をフィードバック信号と
して、各アーム３，４について現在位置と目標位置とを
比較してその偏差に応じた駆動信号を駆動回路９に与え
るように構成されている。

【００１９】さて、前記ＲＯＭ１１に記憶されたシステ
ムプログラムは、ロボット本体１の動作内容をティーチ
ングする際、そのティーチングを外部コンピュータたる
パソコン１６を使用して行うことができるように構成さ
れている。そして、前記制御装置７には、ＣＰＵ８とパ
ソコン１５との間で信号の授受を行うための通信手段と
して例えばＲＳ２３２Ｃなどの通信インターフェース１
７が設けられている。

【００２０】以上のような制御装置７は，図１および図
３に示すコントロールボックス１８内に収納されてい
る。そして、コントロールボックス１８の前面部には、
図３に示すように差込口１８ａが形成されていて、この
差込口１８ａに接続手段を構成する通信インターフェー
ス１７のコネクタ１９が配置されている。なお、コント
ロールボックス１８は壁面取付形のものとして構成さ
れ、上下両側に設けられたフランジ１８ｂをねじにより
壁面に固定できるようになっている。

【００２１】前記パソコン１６は、制御部としてのＣＰ
Ｕ２０、パソコン１６のシステムプログラムを記憶した
ＲＯＭ２１、ロボットのティーチングのためのプログラ
ムなどを記憶するＲＡＭ２２、表示手段としての例えば
液晶ディスプレイ２３、入力手段としてのキーボード２
４、同入力手段としてのマウス２５、作成した動作プロ
グラムを記憶するハードディスクなどの外部記憶装置２
６を備えている。

【００２２】また、パソコン１６は、ＲＳ２３２Ｃなど
の通信インターフェース２７を備えており、この通信イ
ンターフェース２７のコネクタ（図示せず）をＲＳ２３
２Ｃケーブルなどの通信ケーブル２８を介してロボット
の通信インターフェース１７のコネクタ１９に切り離し
可能に接続される。

【００２３】ティーチングは２段階に別けて行われる。
第１段階では、パソコン１６により動作プログラムを作
成する。このとき、その動作プログラムは位置変数部、
すなわちＸ軸アーム３、Ｙ軸アーム４の動作開始位置、
終了位置、その動作開始位置から終了位置までの主要な
通過位置を未記録としたものとする。そして、この動作
プログラムをパソコン１６からロボットのＣＰＵ８に通
信インターフェース２７，１７を介して送信する。する
と、ＣＰＵ８は受信した動作プログラムをＲＡＭ１２に
格納する。

【００２４】第２段階では、動作プログラムに位置変数
を記録する。この位置変数の記録は実際にＸ軸アーム
３、Ｙ軸アーム４を記録させたい位置（ティーチング位
置）まで移動させることによって行う。すなわち、パソ
コン１６によりアーム３，４の移動位置を設定し、その
設定した位置指令信号（動作指令信号）をロボットのＣ
ＰＵ８に送信する。すると、ＣＰＵ８はパソコン１９に
より設定された移動量だけＸ軸アーム３、Ｙ軸アーム４
を移動させる。一度でティーチング位置まで移動させ得
なかった場合には、このような動作を繰り返してＸ軸ア
ーム３、Ｙ軸アーム４をティーチング位置に移動させ
る。

【００２５】このとき、各アーム３，４の移動位置は位
置検出回路１０により検出され、ＣＰＵ８によりＲＡＭ
１３に一時的に記憶させるという動作が実行されている
ので、ティーチング位置に至ったところでパソコン１６
でティーチングのための操作を行うと、そのティーチン
グ信号がＣＰＵ８に送信され、ＣＰＵ８はその時点でＲ
ＡＭ１３に記憶されている各アーム３，４の位置を動作
プログラムの位置変数部に書き込む。パソコン１９によ
るティーチングは以上のようにして行われる。

【００２６】しかして、制御装置７には停止用スイッチ
２９が設けられている。この停止用スイッチ２９は導電
線例えば２芯のシールドケーブル３０の先端部に接続さ
れており、そのシールドケーブル３０の基端部はコント
ロールボックス１８の前面部に形成された小孔１８ｃか
らブッシュ３１を介してコントロールボックス１８の内
部に導入されて駆動回路９に接続されている。

【００２７】なお、シールドケーブル３０のコントロー
ルボックス１８からの延長長さは約５ｍで、パソコン１
６とロボットの制御装置７とを接続するための通信ケー
ブル２８と略同じ長さに設定されている。

【００２８】この停止用スイッチ２９の外ケース３２に
は掛合部３２ａが一体に設けられている。そして、動作
プログラムによるロボット本体１の動作時には、掛合部
３２ａを壁面に固定されたフック３３に引っ掛けること
により、停止用スイッチ２９を図１に示すようにコント
ロールボックス１８の近傍に掛け保持させておくことが
できるようになっている。

【００２９】このような停止用スイッチ２９は押釦式の
もので、その押釦３４を押圧するとオンし、そのオン信
号が停止信号として駆動回路９に入力されるようになっ
ている。駆動回路９は停止信号が入力されると、サーボ
モータ５，６の駆動を停止してＸ軸アーム３、Ｙ軸アー
ム４を停止させると共に、停止報知信号をＣＰＵ８に与
えるように構成されている。なお、押釦３４は一旦押圧
されると、押し込まれた状態にロックされ、そのロック
解除は押釦３４を回転操作することにより行われるよう
になっている。

【００３０】上記停止報知信号はロボット側のＣＰＵ８
により通信インターフェイス１７，２７を介してパソコ
ン１６のＣＰＵ２０に送信される。パソコン１６のＣＰ
Ｕ２０は停止報知信号を受信すると、そのディスプレイ
２３に停止表示を行うように構成されている。この停止
表示は、例えば図５に示すように、モータ５，６の駆動
を示す「ＯＮ」表示３５を暗状態にし、モータ５，６の
停止を示す「ＯＦＦ」表示３６を明状態とすることによ
り行われる。

【００３１】パソコン１６によるティーチング時には、
停止用スイッチ２９をフック３３から外し、テーブルや
ラックに載置されたパソコン１６の近くに停止用スイッ
チ２９を図２に示すように押釦３４が上向きとなるよう
に置く。この状態でパソコン１６によりティーチング作
業を実行するものであり、このティーチング時に緊急事
態が発生した場合、停止用スイッチ２９の押釦３４を押
圧する。すると、その停止用スイッチ２９の停止信号が
直接駆動回路９に与えられ、Ｘ軸アーム３、Ｙ軸アーム
４が直ちに停止する。そして、停止用スイッチ２９の操
作によりロボット本体１がその動作を停止したことは、
パソコン１６のディスプレイ２３のモータ「ＯＦＦ」表
示３４が明状態にされる。

【００３２】このように本実例例によれば、停止用スイ
ッチ２９をコントトロールボックス１８から引き出され
たシールドケーブル３０を介して駆動回路９に接続した
ので、停止用スイッチ２９をコントロールボックス１８
の近くで使用できることはもちろんであるが、コントロ
ールボックス１８から離れた場所で使用することも可能
となる。

【００３３】このため、パソコン１６によるティーチン
グ時に、該パソコン１６はコントロールボックス１８か
ら離れた場所で使用されることが多いという事情があっ
ても、停止用スイッチ２９をパソコン１６の近くに置い
ておくことができ、ティーチング時に緊急事態が発生し
たとき、直ちに停止用スイッチ２９を操作してアーム
３，４を停止させることができる。

【００３４】しかも、停止用スイッチ２９の停止信号を
直接駆動回路９に入力し、その停止信号により駆動回路
９がサーボモータ５，６を停止する動作を実行するよう
にしたので、停止信号をＣＰＵ８に入力し、ＣＰＵ８が
駆動回路９に停止指令信号を発する構成のものとは異な
り、信号伝送経路でのノイズの影響を受け難く、アーム
３，４の非常停止がより確実に行われるようになる。

【００３５】また、ティーチング時に非常停止が行われ
たときには、ロボット側のＣＰＵ８から停止報知信号が
パソコン１６側のＣＰＵ２０に送信され、パソコン１６
のディスプレイ２３に停止表示がなされるので、停止用
スイッチ２９を操作したとき、ディスプレイ２３に停止
表示がなされることにより、ロボット側の制御装置７側
とパソコン１６側との通信が正常に行われていることを
確認できる。

【００３６】逆に、停止用スイッチ２９の操作によりア
ーム３，４が停止されたにも関わらず、ディスプレイ２
３に停止表示がなされないときには、通信ケーブル２８
の断線などの理由でロボット側の制御装置７側とパソコ
ン１６側との通信が正常に行われていないこととなり、
その原因を探り、その原因の除去など適切な処置を早期
に実施することができる。

【００３７】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、次のような拡張或いは変
更が可能である。通信手段としてはＲＳ２３２Ｃに限ら
れず、モデムであっても良い。ロボットは直交座標型の
ものに限られず、多関節型、その他の型式のものであっ
ても良い。「ＯＦＦ」表示３６は停止報知手段を構成す
るものであるが、これは、停止報知信号を受信したと
き、鳴動するブザーであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図

【図２】コントロールボックスの部分断面と共に示す停
止用スイッチの側面図

【図３】コントロールボックスの正面図

【図４】制御構成を示すブロック図

【図５】ディスプレイの部分正面図

【符号の説明】

図中、１はロボット本体、３，４はＸ軸，Ｙ軸の各アー
ム（ロボットアーム）、５，６はサーボモータ、７は制
御装置、８はＣＰＵ（制御部）、９は駆動回路、１６は
パソコン（外部コンピュータ）、１７は通信インターフ
ェース（通信手段）、１８はコントロールボックス、２
７は通信インターフェース、２８は通信ケーブル、２９
は停止用スイッチ、３０はシールドケーブル（導電線）
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御部と、 この制御部から与えられる駆動信号によりロボットアー
   ムを動作させるためのモータを駆動する駆動回路と、 外部コンピュータから送られてくる前記ロボットアーム
   の動作指令信号を受信して前記制御部に与える通信手段
   と、 手動操作されることにより、前記モータを停止させるた
   めの停止信号を発する停止用スイッチとを備え、 前記停止用スイッチの停止信号を前記駆動回路に与えて
   該駆動回路に前記モータを停止する動作を実行させるよ
   うに構成すると共に、前記停止用スイッチと前記駆動回
   路とを接続する導電線を前記駆動回路が収納されたボッ
   クスから延長したことを特徴とするロボットの制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記駆動回路は、前記停止用スイッチか
   らの停止信号により前記モータを停止させた時、前記制
   御部を介して前記外部コンピュータに停止報知信号を与
   えることを特徴とする請求項１記載のロボットの制御装
   置。