JPS5981094A - 自動機械 - Google Patents

自動機械

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JPS5981094A
JPS5981094A JP57191866A JP19186682A JPS5981094A JP S5981094 A JPS5981094 A JP S5981094A JP 57191866 A JP57191866 A JP 57191866A JP 19186682 A JP19186682 A JP 19186682A JP S5981094 A JPS5981094 A JP S5981094A
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43203—Limitation of speed, permissible, allowable, maximum speed
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45083—Manipulators, robot
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50177—Protection for operator during operation, machining

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利一部分！ｌ！に　］ 本発明は、産業用ロボットなど自動）、箋１戒の可動部
分の動きによる災害の発生を防止するための安全対策に
関する。
〔従来技術〕
制御信号で与えられる目標位装置に、マニプレータなど
の可動機構を自動的に操作し、物体や工具の移動などを
行なうようにしたｊｊＲ＋用ロボット、ＮＣ工作磯など
の自動機（成においては、その動作中に可動部分の町＠
範囲内に人などが存在すると危険な事態を生じる。
・しかして、例えば、産業用ロボットなどにおいては、
ティーチング時などの特定のモードにおいて可動部分の
停勅峨囲内に人が入り込むｆ壷率がかなり高くなり、同
様にＮＣ工作１凌などにおいては、工具や彼加工物の交
換時などに危険な事態を生じ易い。
ところで、このような目角り機１牌、イク１１えば、１
・［・終用ロボットの制御系は第１図に示すように、コ
ンピュータを用いたサーボ’＋１ｒｌＩ　四Ｉ系となっ
ている場合カ多い。この第１図において、１はコンピュ
ータの中央処理装置、２はメモリ、３はサーボ制御回路
、４はサーボアンプ、５は電源回路、６は外部入出力装
置、７はマンマシンインターフェース、８はサーボモー
タである。
そこで、従来は、上記した危険な事態の発生を防心する
ため、ティーチングモードなど特定のモードに設定され
たときＫは、中央処坤装＃１からサーボ制御回路３に信
号Ｓを供給し、サーボモータ８によるマニプレータなど
の可動部分の操作量を抑制する方法が用いられていた。
第２図は上記した従来例のサーボ系をさらに詳しく示し
たもので、この第２図において、ｌｏはディジタル・ア
ナログコンバータ（Ｄ／Ａという）、；３１はサンプル
ホールド回路、３２は町實利得アンプ１．３３は位相補
償回路、４１　、４３は減算器、４２　、４４はアンプ
、４５はパワーアンプ、４６は電流検出回路、４７ハタ
コシエネレータ、４８は進み補償回路であり、その他は
第１図と同じである。
１、）　／　Ａ　１０はＣＰＵＩから与えられるディジ
タルシｌ！Ｉｉ差データをアナログデータに変換する動
きをする。
サンプルホールド回路３１は所定のタイミングでＤ　／
　Ａ　１０の出力をサンプルし、それをこの系における
制御信号としてホールドする＋＋ｊｌきなするもので、
これによりＤ　／　Ａ　１０を時分、１−１多重モード
で動作させ得るようにしている。
可変利得アンプ：３２は４Ａ＠Ｓによってそのゲインが
所定値まで低下させられるように動作する。
位相補償回路３３はこのようなサーボ系において８雫と
する補償動作のためのものである。なお、これらサンプ
ルホールド回路：４】、可変利得アンプ３２、それに位
相補償回路３３によりサーボ制＠１回路３が構成されて
いる。
減篤器４１と４３はそれぞれ速度フィードバック系と゛
域流フィードバック系な形成するための比抜劾作を行な
う。
アンプ４２は速度フィードバック系の利得を所定値に保
つ働きをし、アンプ４４は電流フィードバック系の利得
を所定値に保つと共にパワーアンプ４５をドライブする
働きをする。
パワーアンプ４５はサーボモータ８Ｋｇ動電力を供給す
る働きをする。
電流検出回路、１６はパワーアンプ４５から出力される
電流を検出し、減惇器４３にフィードパ、ツクする働き
をする。
タコジェネレータ４７はサーボモータ８０回転速度を表
わすフィードバック信号を検出する働きをする。
題み補償回路４８は速度フィードバック系の動作補正用
である。
なお、これら減算器４１から進み補１′に回路４８まで
によりサーボアンプ４が構成されており、′隠源５ハハ
ワーアンフ４５の４１ｊ作電力を供給している。
次に、この従来例のｌｌＩｂ作を第１図と共に説明する
。
いマ、マンマシンインターフェース７を介してティーチ
ングモードなどの特定のモード以外のモードに設定され
ていたとする。
そうすると、サーボ制御回＄３の可変利得アンプ：３２
には信号Ｓが供給されないから、このアンプ３２のゲイ
ンはこのサーボ系に必要なゲインに保たれ、これにより
ＣＰＵＩから与えられるディジタル偏差に対応した操作
量データが城弾器・１１に大刀され、パワーアンプ４５
はサーボモータ８１ｃ　＋ｄＫ動寵力を供給し、必要な
操作量が与えられるようにマニプレータなどの可動部分
を駆動してゆく。
そして、このときのサンプルホールド１回路３１による
１回当りのサンプルホールドごとの操作量は可変利得ア
ンプ３２のゲインによって定められたものとなっている
。
次に、ティーチングモードなど、マニプレータなどの可
動部分の可動範囲内に人などが入り込む虞れがある特定
のモードに設定されると、ＣＰＵ１から信号Ｓがサーボ
制ｊ卸回路３のＯｆ変セリ得アンプ３２に供給される。
これＫより可変利得アンプ：う２のゲインは上記した通
常時のゲインから所定値だけ低下させられる。
この結果、１サンプルホ一ルド１０１間ごとにＭ　−４
器４１に供給される操作量、は少くなり、結局、サーボ
モータ８による可動部分の駆１νｌ速度は可変利得アン
プ３２のゲイン低下分に対応して低くなり、可動部分が
人などに接触して危害を与えたり虞れを生じるのを防止
することができ、安全対策として役立つととになる。
しかしながら、上記した従来例においては、サーボアン
プ４からサーボモータ８に到るまでの部分に故障を生じ
、サーボモータ８が暴走したときには全く安全対策とし
て役立たなくなってしまうという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、）：記した従来技術の欠点を除き、サ
ーボ駆動系に故障が発生してもティーチング時などの特
定のモードでは可動部分の駆動力及び駆動速度の少くと
も一方が確実に低下され、充分安全が保たれるようにし
た自動機械の安全維持システムを提供するにあ為。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、ティーチング時な
どの特定のモードに設定されたときには、サーボアンプ
及びそれに対する電源部などからなるサーボモータに対
して（！■動エネルギーを供給する部分の動作を直接抑
制するようにした点を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明による自動１！＆械の安全維持システムの
実施例を図面について説明する。
第３図は本発明の一実施例を第１図に対応させて示した
ブロック図で、この第３図の実施例が第１図の従来例と
異なる点は、ティーチング時など特定のモードに設定さ
れたとき発生させられる信号ｓ　カ、ＣＰＵＩから発生
するのではなくて、マンマシンインターフェース７から
発生され、しかも、この信号Ｓがサーボ制御回路３に入
力されるのではなくて、サーボアンプ４と亀ン原５に供
給されるようになっている点であり、その他はいずれも
同じである。
第４図は本発明におけるサーボ系の一実、悔例で第２図
の従来例に対応したものであり、図において、３４はア
ンプ（固定ゲイン）、４９は可変利得アンプ、５１は電
源電圧抑制回路であり、その他は繊２図と同じである。
そして、信号Ｓは可変利得アンプ４９と電源電圧抑制回
路５１に供給され、特定モードに設定されて信号Ｓが供
給されたときには、可変利得アンプ４９のゲインが通常
時のゲインから低下され、これＫより速度フィードバッ
クループのゲインを低下させると共に、電源電圧抑制回
路５１が動作して電源５の出力電圧Ｅを通常時の例えば
２００■から１２０ｖに低下させる。
なお、可変利得アンプ４９としては、オペアンプによる
帰還増幅回路の入力抵抗をアナログスイッチで切換えろ
ようにし、このアナログスイッチを信号Ｓにより制御す
るようにしたものなどを用いればよい。
また、電源電圧抑制回路５１としては、サーボモータ８
が直流サーボモータの場合には電源５が三相交流を整流
して１α流を得る回路で博成される場合が多いから、そ
の交流側の変圧器のタップを信号Ｓで切換えたり、整流
器にサイリスタ・ハーフブリッジ回路を用いて直流側゛
電圧を信号Ｓで切換えたり、或いは直流側でチョッパ＋
Ｉｌｌ　Ｉｌｌにより出力電圧を切換えたりするように
すればよい。
従って、この実施例においては、マンマシンインターフ
ェース７が操作されてティーチングモードなどの特定の
モードに設定されたときには、このマンマシンインター
フェース７かう直接、信号Ｓが可変利得アンプ４９と醒
源′電圧仰制回路５１に供給され、これによりサーボモ
ータ８の速度フィードバック系のゲインが低下されてマ
ニプレータなどの可動部分の移動速度が通常時での速度
から所定の速度まで低下されると共に、サーボモータ８
の駆動“電圧が通常時の２００ｖから１２０■に低下さ
れ、可動部分の駆動力が通常時の駆動力より所定値低下
されることになり、可動部分に保有される運動エネルギ
ーの１峨少と可動部分による押圧力の低下により人など
に危害を与える虞れをなくすことができる。
そして、この実施例においては、信号Ｓがサーボ系のう
ちでサーボモータ８に一番近いサーボアンプ４及びこれ
に対する電ｉ　５　ＦＣ供給されるようになっているた
め、これらの部分に故障などにょる異常を生じても信号
Ｓによるサーボモータ８の駆動速度及び駆動力の低下に
影響を与えることが（吐とんどなく、従って、サーボ系
に異常を生、じたとλでも確実に安全を図ることができ
る。
また、この実施例においては、ティーチング時などの特
定のモードに設定されたときに必要な信号Ｓが、マンマ
シンインターフェース７から直接取り出されるようＫな
っている。従って、ＣＰＵ１に異常を生じたときでも確
実に信号Ｓが得られるため、充分に信頼イの高い安全保
持が可能になり、コンビーータ暴走などに対しても充分
な保護機能を得ることができる。
なお、以上の実施例では、ティー千ングモードなど特定
のモードにおいては、マニプレータなどの可動部分の駆
動速度と駆動力の双方を共に低下させるようにしている
が、本発明の効果を得′るためには、いずれか一方だけ
を低下させるようにしても充分１ｆことはいうまでもな
い。
また、本発明は、上記した実施例のように電気的なサー
ボモータを用いた場合に限らず、油圧モ　　　□−タな
どの流体圧サーボモータを用いた産孕用ロボットなどの
自動機械にも適用ｏＪ能なことはいうまでもなく、この
ときにはサーボモータに供給すべき流体圧源の吐出圧力
や吐出量などをイに号Ｓによって低下させるようにして
やればよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、サーボ系の故障
による安全機能の喪失を少くすることができるから、従
来技術の欠点を除き、動作が確実で安全の確保が充分に
行なえる産業用ロボットなど自動機械の安全維持システ
ムを易容に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の安全維持システムの一例を示すブロック
図、＄２図は同じくそのサーボ系の詳細を示すブロック
図、第３図は本発明による自＠機械の安全維持システム
の一実／＋ｆｌｉ例を示すブロック図、第４図は同じく
そのサーボ系の一実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・中央部ｆ＠装置、２・・・・・・メモリ
、３・・・・・・サーボ制御回路、４・・・・・・サー
ボアンプ、５・・・・・・電源回路、６・・・・・・外
部入出力装置、７・・・・・・マンマシンインターフェ
ース、８・・・・・・ツー　ボモータ、４９・・・・・
・可変利得アンプ、５１・・・・・・電源成用抑制回路
。 第１図 ′−１１１１− 第３図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　サーボ制御系により駆動される可動部分を備え、
    複数の異なったモードで動作する産業用ロボットなどの
    自動（成域において、上記可動Ｂｌｉ分を駆・１ミすを
    ためのサーボモータに対する屯Ｊｉｊ＋エネルギー供給
    部に、上記ＯＴ動部分の駆動力お−よび駆動速度の少く
    とも一方を所定値以下に制限するための抑１ｌａｌ１手
    段を設け、上記纜αの１ｔｔｌＪ　ｆ＋ｇｌモードのう
    ちの特定のモード設定時に上記抑制手段を動作させるよ
    うに溝Ｆｉ１２　したことを％徴とする自ｆｆｄ＋　＜
    Ｑ！緘の安全ルｌ＋侍システム。 ２、特許請求の・１ａｘ囲第１項において、上記特定の
    モードＫｒ１Ｖ定されたときに上記抑制手段を動作させ
    るための１言号が、モード設定入力手段から直接供給さ
    れるようＫ　所成したことを特徴とする自動１点（戒の
    安全維持システム。
JP57191866A 1982-11-02 1982-11-02 自動機械 Granted JPS5981094A (ja)

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