JPS60131193A - ロボツトの暴走検知方法 - Google Patents

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】 〈発明の技術外！ｉｊｉ、　） 本発明は、静止状態下にあるロボットが欠如・１４（１
作を開始するのを検知してロボットの動作を）、＋ａ　
１ｌｉｌｌするロボットの暴走検知方法に関する。

〈発明の背景〉 ロボットの動作領域内において作業員が作業する場合、
静止中のロボットが欠如動作を開始して、作業員に危害
を及ぼすことがある。これを・防止するため、従来、ロ
ボットアームに触覚センサを設け、アームが作業者−に
衝突したとき、これを検知して、ロボットを強制停止さ
せることが実施されている。ところかこの種方式では、
ロボットアームと作業員との接触は避けられず、安全対
策としては不十分である。

１そこでロボットの暴走原因である制御装置ぞの故障や
プログラムの誤動作を検知したとき、ロボットの動作を
規制することによって、ロボットと作業員との接触を阻
止した事故防止方法か提案された。ところが予Ｊυ１し
ないロボットの動作開始は、ロボットの異常時に限らす
、ロボットが正常である場合にもおこり得る。例えは製
造ライン等において、ロボット以外の機械か故障してロ
ボットの同期信号の送出か中断した場合、ロボットは同
期信号入力待の状態となって停止し、機械の故障が解除
された段階でロボットは再び動作を開始する。従ってか
かる場合には、前記した方式によってはロボットの動作
を規制できず、安全対策上、やはり不完全である。

従って作業者等の安全確保には、作業者において予期し
ないロボットの動作開始（以下これを「広義の暴走」と
いう）を対策として、ロボットの動作を規制する必要が
ある。ところがロボットの正常動作中において、プログ
ラム上、ロボットが一時的に静止状態に移行してつきの
動作の開始に待機することがあるため、同じ静止状態に
あって、これらを区別して把握できす、ロボットの「広
義の暴走」を防止することが困ｙ・４１であった。

〈発明の目的〉 本発明は、ロボット駆動モータの′電流変化と、ロボッ
トの待機時間とを監視することによって、予期しｔノな
いロボットの動作開始を検知し、もって「広義の暴走」
を完全防１Ｌしたロボットの暴走検知方法を提供するこ
とを目的とする。

〈ウコ明の構成および効果〉 上記目的を達成するため、本発明では、ロボット駆動モ
ータの電流変化を一定時間間隔毎に横用すると共に、電
流値変化がモータ保持電流の変動許容値以下となる時間
の継続性を監視し、その継続時間かロボット正常動作時
の最大待機時間を越えたとき、ロボット暴走検知タスク
を起動するよう構成した。

本発明によれば、ロボットの故障や誤動作による暴走の
みならず、静止中のロボットの予期しない動作開始を確
実に検知でき、ロボットの暴走による作業員の接触事故
や人身事故の発生を未然に防止できる等、発明目的を達
成した顕著な効果を奏する。

〈実施例の説明〉 第１図は、時間経過に対するロボット駆動モータの電流
変化を示しである。ロボットは区間ａでｎＪ１止し、区
間す、ｃでｌ１ＬＩ＋作している。静止状態下では、ロ
ボット駆！Ｉν１モータに保持電流が流れ、電流値は微
小変動する。一方、１ｌｔｌ＋作状態下では、モータに
大きな′電流が能才１１、す０１作状態への移行に際し
、電流値の変化は急峻となる。

本発明は、かかるモータ特性に着目し、ロボット駆動モ
ータの電流を一定時間間隔１”でサンプリングし、その
電流変化値Δ■を検出すると共に、゛上流変化値Δ１が
モータ保持電流の変動許容値１Ｒ以下となる時間の継続
性を監視するものである。今時間（ｎ　ｆ　ｌ　）　’
１−の電流値を■（（ｎ−１）Ｔ　）　、時間ｎＴの′
電流値をＩ（ｎ丁〕とすると、時間間隔］”における電
流変化値Δ■はつぎの■式で表わされ、また電流変化値
Δ■が変動許容値ＩＲｐｌ下となる条件はつきの■式で
与えられる。

Δｌ　＝　ｌ　７（ｎｌ、−）　−Ｉ　（（ｎ−１，）
Ｔｌ　ｌ　・・・・■１　ｒ　（ｒ＋ｒ）−１（（ｎ−
１）−ｒｌ　ｌ≦ＩＲ・・・■そして本発明では、条件
式（、■を満足する継続時間′１”Ｗがロボットの正常
動作時の最大待機時間丁Ｃを越えたとき（Ｔ　Ｗ　＞　
Ｔ　ｃのとき）、ロボット暴走検知タスクを起動し、ロ
ボットの暴走検知に待機する。かくて暴走検知の待機中
にあ一つで、ロボット駆動モータの前記電流変化値ΔＩ
がつきの■式を満足するとき、ロボットは「広義の暴走
」を開始したと判断して、ロボットの動作か規１ｌｉ１
１される。

ΔＩ　＝　ｌ　ＤｎＴ）−１（（ｎ−１）Ｔｌｌ＞１Ｒ
−−■第２図は、ロボットが動作状態へ移行する審こ際
し、電流値が滑らかに増加する例を示してもＸる。かか
る場合には、時間間隔ｎ　Ｔ間の電流変化値ΔＩはつき
の０式で表わされ、前記（わ■式はつぎの００式に置き
換えることができる。

Δｉ−１Σ　Ｉ（ｋＴ）−１（（ｋ−１）Ｔｌｌ・・・
・・・■に＝ｎ−ｒｎ Ｉｘ　ｘ（ｋｒ）−１（（ｋ−１）Ｔ）　ｌ≦１Ｒ・・
・・・■に＝ｎ−ｍ １Σ　１（ｓｔＴ）−ｘＢｋ−ｉ）’ｒＮ＞ＩＲ・＋・
＋■に＝ｎ−ｍ 第３図は本発明を実施するための回路構成例を示す。

図中、１−ｔｉ流流出出回路２ロボット駆り］モータ１
の電流を検出し、Ａ、／Ｄ変換器３は検出筒１流をデジ
タル量に変換する。コントローラ４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎ
【ｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ
（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ　）、ＲＡＭ　（
Ｒａｎｄｏｍ　ΔｃｃｃｓｓＭｅｍｏｒｙ　）等のコン
ピュータ回路で構成され、ＣＰＵ　はＲＡＭに対しモー
タ電流値等のデータを読み書きしつつ、ＲＯＭに格納さ
れたプログラムを解読実行して、ロボットの暴走検知等
に関する各種演算、処理を実行する。

第４図は＋）ｉＪ記Ｃｌ）　Ｕの制御フローを示す。ま
ずステップ５において、Ｃ：ｌ’Ｕが有するカウンタｎ
およびＴｗがリセットされ、同時にＣＰＵはモータ電流
の初期値を取り込んでＲＡＭにセットする。前記のカウ
ンタｎは、モータ電流を時間間隔Ｔてサンプリングする
パルスの数を計数し、またカウンタＴｗは、前記継続時
間Ｔｗを計測する。つきに初期状態から時間Ｔが経過す
ると、ザンブリングパルスの入力によりカウンタ１１の
内容が１加算され、同時にＣＰ　Ｕは前記同様、モータ
の電流値を取り込んでＲＡ　Ｍにセットする。つきにＣ
Ｉ）　ＵはＲＡ　Ｍからモータ市流１の初ｊυ１値およ
び時間′１”経過後のモータ電流値を読み出し、■式の
演算を実行して電流変化値ΔＩを算出した後、つぎのス
テップ８で電流変化値Δ■とモータ保持電流の変動許容
値ＩＲとを大小比較する。比較の結果、■式の条件か充
足されると、ステップ８の判定か”ＹＥＳ”となって、
つぎのステップ９で時間カウンターｒｗの内容に時間丁
が加算される。一方ステップ８ノ判定が”Ｎｏ”のとき
、ロボットは動作中であると判断され、ステップ６へ戻
って時間カウンタ′ｒＷがリセットされる。

ステップ１０は、時間カウンタ゛Ｉ’ｗの内容とロボッ
ト正常動作時の最大待機時間ＴＣとの大小を比較するも
のであり、ステップ１Ｏの判定が”ＮＯ”のとき、ステ
ップ７へ戻り、同様の処理が繰返し実行される。

か（て電流変化値ΔＩがモータ保持電流の変動許容値Ｉ
Ｒ以下となる時間の継続値Ｔｗがロボットの正常動作時
の最大待機時間’Ｉ”Ｃを越えたとき、ステップ１０の
判定が’ＹＥＳ”となり、この静止状態はロボット正常
動作時における待機状態ではないと認識される。これに
よりつきのステップ１１で暴走検知タスクが起動せられ
、ロボットの暴走検知に待機する。そして０式を充足す
るモータ電流の変動があったとき、ロボットは「広義の
暴走」を開始したと判断して、ロボットの動作が規制さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボット駆動モータの特性例を示す説明図、第
２図は他の特性例を示す説明図、第３図は本発明を実施
した暴走検知回路のブロック図、第４図は暴走検知動作
を示すフローチャートである。 特許用１６ｉｒｉ人　立石電機株式会社例／　℃イ 昔２　図 （ｎ−６″′　〜・　閂Ｊａｌ 牙４　ｍ 手続補正書くり′と、方式〉 昭和５９年３月１日 特許庁長官殿 ２、発明の名称　ロボットの暴走検知方法３、補正をす
る者　事件との関係　特許出願人住所〒６１６京都市右
京区花園土堂町１０番地名称（２９４）立石電機株式会
社 代表者立石孝雄 上帆 ４捏 ４り ５、補正の対象 （２）　明細書第２頁１７行目［停止し］をｒ待機し」
に補正。 （３）明細書第３頁３行目「対策として」を「対象とし
て」に補正。 （４）明細書第５頁４行目ｒ時間（ｎ−１）ＴＪを「時
刻（ｎ−１，）ＴＪに補正。 （５）　明細書第５頁５行目「時間ｎＴＪを［時刻ｎＴ
ｊに補正。 （６）明細書第７頁５〜８行目「まず・　モータ電流」
を 「まずＣＰＵはステップ５で電流値をサンプリングし、
ステップ６でＣＰＵか有するカウンター１−、　Ｖｌを
リセットすると同時にモータ電流」に補正。 （７）明細書第７頁９〜１１行目［前記の・・　カウン
タ゛ｌｌ’ｗは」を 「前記のカウンタＴｗＪに補正。 （８）明細書第７頁１２〜１４行目［経過すると・・・
・・・ＣＩ’Ｕは」を 「経過すると、ステップ７て電流値かザンプリングされ
、ＣＰＵは」に補正。 分に図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボット駆動モータの電流変化を一定時間間ｌ＄Ａ毎に
   検出すると共に、電流変化値がモーフ保持電流の変動許
   容値以下となる時間の継続性を監視し、該継続時間がロ
   ボット正常動作時の最犬待磯時間を越えたとき、ロボッ
   ト暴走検知タスクを起ＩＩＪＪ１することを特徴とする
   ロボットの暴走検知方法。