JPS60227174A - 断線検出装置 - 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】 この発明は、断線検出装置に関し、一層詳細にはロボッ
ト等の制御系の断線を確実且つ迅速に検出してその暴走
を防止するための断線検出装置に関する。

現在、広汎に採用されている自動機械、例えば、ロボッ
トは、その動作を殆ど電気的制御に依存している。従っ
て、ロボットと制御盤との間には少なくとも数種の電線
が介装されているのが一般的であり、スポット溶接ロボ
ットもその例外ではない。通常、スポット溶接ロボット
では、ティーチング電圧とポテンショメータ電圧の偏差
を基準としたフィードバック系制御方式を基準としてい
る。すなわち、制御装置からの制御信号によって駆動さ
れるスポット溶接ロボットでは、それに取り着けられた
ポテンショメータによりその移動量等を電圧信号として
取り出し、前記溶接機にフィードバックして制御に供し
ている。

このため、ポテンショメータ自体の故障、ポテンショメ
ータに係る配線に断線、接触不良等が惹起すると前記の
ようなフィードバックループが有効に働かなくなり暴走
するに至る。すなわち、ロボット相互間で衝突したり、
製品を破損する等積々の問題点が顕在化している。例え
ば、一般的にはポテンショメータを活用するロボットの
制御系では第１図に示すように制御装置２とポテンショ
メータ４との間にＡ線６、Ｂ線８およびＣ線１０が介装
されフィードバックループが構成されている。通常、正
常状態ではＡ線６、Ｂ線８およびＣ線１ｏでは互いにそ
の電圧に平衡が保たれているが、いずれかの線が断線す
るとその平衡が崩れロボットの暴走が起こる。

第２図に示すスポット溶接用ロポノ目２では、例えば、
Ａ線６が断線するとロボット自体が（−）方向に暴走し
、Ｂ線８が断線しあるいはポテンショメータ４の内部に
接触不良等がある時、ロボットは同様に（−）方向に暴
走し、さらにＣ線１０が断線すると（＋）方向にロボッ
トが暴走する現象が確認された。

そこで、本発明者等は、鋭意考究並びに工夫を重ねた結
果、ポテンショメータとＡ線乃至Ｃ線により接続する制
御装置にサーボ機構に直結するリレー装置を組み込み、
断線時に生ずるポテンショメータ側の電圧降下あるいは
インピーダンス変化により前記リレー装置を付勢してサ
ーボ機構をロック状態にすれば、ロボットの暴走が未然
に阻止され、前記の種々の不都合が一掃されることが判
った。

従って、本発明の目的は、ロボットの暴走を未然に防止
して安全且つ損害の生ずる虞れのない断線検出装置を提
供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明は制御対−象と前記
制御対象に動作制御信号を送給するコントローラと前記
コントローラに接続するポテンショメータとからフィー
ドバック制御系を構成し、前記ポテンショメークに素子
を接続し、この素子に生ずる電圧変化により前記ポテン
ショメータとコントローラ間の断線若しくは接触不良を
検出するよう構成することを特徴とする。

次に、本発明に係る断線検出装置について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第３図において、参照符号２０は、スポ・７ト溶接ロホ
ソトのコントローラを示し、参照符号２２は、ポテンシ
ョメークを示し、さらに参照符号２４は、サーボ機構を
示す。コントローラ２ｏは、Ａ線２６、Ｂ線２８および
Ｃ線３０を介して前記ポテンショメータ２２に接続し、
一方、前記コントローラ２０とサーボ機構２４とは一組
の電線３２を介して接続する。コントローラ２０は、破
線で囲繞された断線検出回路３４を含み、またサーボ機
構２４はその一部にサーボバルブ３６ををする。

そこで、コントローラ２０を構成するＣＰＵ３８は、メ
モリ４０と接続すると共に前記ＣＰＵ３８の出力例はＤ
／Ａ変換器４２に接続され且つこのＤ／Ａ変換器４２の
出力側は、抵抗４４を介して演算増幅器４６の一方の入
力端子に接続する。演算増幅器４６の出力側は、雪間の
リレー接点４８を経てサーボ機構２４と接続する。なお
、前記リレー接点４８にはバススイッチ５０を並列接続
しておく。

一方、前記演算増幅器４６の他方の入力端子には抵抗５
２が接続される。この抵抗５２には発振器５４からのＩ
ＫＩＩＺの周波数の出力が抵抗５６、キャパシタ５日を
経て供給されるように構成する。前記キャパシタ５８に
はＢ線が接続する一方、キャパシタ６０を介して増幅器
６２に接続する。増幅器６２の出力側は、整流器６４を
介してさらに増幅器６６に接続する。増幅器６６の出力
側は、この場合、オアゲート６８の一方の入力端子に接
続されてなるものである。

次に、Ｃ線３０は、接地抵抗７０に接続し且つ増幅器７
２に接続する。前記増幅器７２の出力側は、オアゲート
６８の他方の入力端子に接続している。

前記のように増幅器６２と増幅器７２に接続するオアゲ
ート６８の出力側にはフリップフロップ７４のセット端
子が接続すると共に前記フリップフロ７プ７４の出力側
は、トランジスタ７６のヘースに接続する。またフリッ
プフロップ７４のす七ノド側にはりセットスイッチ７８
を接続しておく。な特開０８ＧＯ−２２７１７４（３） お、図中、参照符号８０は、接点４８を開閉するリレー
を示し、参照符′ｉ＋８２は、ポテンショメータ２２内
の摺動抵抗を示す３ 本発明に係る断線検出装置は、基本的には以上のように
構成されるものであり、次にその作用並ひに効果につい
て説明する 先ず、Ａ線２６−Ｃ線３０間にＩＯＶの直流電圧を印加
し、またポテンショメーク２２を構成する摺動抵抗８２
の抵抗値を、例えば、２にΩに並びさらに接地抵抗７０
の抵抗値を２０Ωに選択しておく。

そこで、通當状態においてポテンショメータ２２に対し
て断線、接触不良等がなければＣＰＵ３Ｂはメモリ４０
からサーボ機構２４の制御信号を読み出し、この読み出
された制御信号をＤ／Ａ変換器４２を介してアナログ信
号に変換し、演算増幅器４６に送給する。演算増幅器４
６で増幅された信号は、常閉接点４８を経てサーボ機構
２４に送られ、その制御が達成される。すなわち、ポテ
ンショメータ２２に接続するＡ線２６、Ｂ線２日、Ｃ線
３０のいずれかの断線あるいは接触不良がなければ断線
検出回路３４が動作することはない。例えは、Ａ線２６
について説明する。Ａ線２６−Ｃ線３０間に１０Ｖの電
圧が印加されているとすると、電流は、Ａ線２６、抵抗
８２、Ｃ線３０を介して接地抵抗７０に０．１■の電圧
降下を生ずる。従って、増幅器７２の出力はローレベル
に維持されてオアゲート６８への出力信号はない。すな
わち、フリップフロップ７４が、セットされることのな
いためトランジスタ７６の導通はなく、リレー８０が滅
勢されたままであるために接点４８は開成状態を維持し
、結局サーボ機構２４に制御信号を送り続ける。

Ｃ線３０が型窩である場合、前記と同様である。

一方、Ｂ線が断線することなく、また、Ｂ線から延在す
る摺動子８４が摺動抵抗８２に良好に接触していれば、
前記ポテンショメーク２２例の抵抗は比較的小さいため
に発振器５４からのＩＫＩ−ＩＺの周波数信号によりＢ
線２８に交流電圧が生ずることは殆どない。すなわち、
キャパシタ６０を介してオアゲート６８に前記周波数に
係る信号が導入されることはなく、従って、フリップフ
ロップ７４がセットされトランジスタ７６が導通される
ことはなくリレー８０も付勢されない。結局、接点４８
は閉成状態を維持するためにサーボ機構２４に前記アナ
ログ信号が継続して供給されサーボ機構２４が制御され
ることになる。

次に、Ａ線２６若しくはＣ線３０が断線した場合につい
−で説明する。

Ａ線２６またはＣ線３０のいずれか一方が断線する吉Δ
線−〇線間に印加されている電圧によりもたらされる電
流は、接地抵抗７０に流れなくなる。すなわち、抵抗７
０の両端にはｉＪｒ！常、０．１■の電圧降下か発生す
るがこの断線の効果として前記電圧降Ｆは生しない。こ
のため、増幅器７２の出力は高しヘルになりオアゲート
６８が閉成されてその出力信号はフリップフロップ７４
をセットする。そこで、このフリップフロ７プ７４の出
力信号がトランジスタ７６を導通させリレー８０を付勢
する。このリレー８０の付勢により常閉接点４８か開成
され、演算増幅器４６からのサーボ機構２４に対する制
御信号の供給を停止すると前記す−ポハルブ３６がロッ
クされる。このようにしてスボノ１−溶接ロボットは遮
断するに至る。

次に、Ｂ線が断線し、または摺動抵抗８２と摺動子８４
との間に接触不良状態が惹起した場合について説明する
。

通常状態において、前記の通り発振器５４からポテンシ
ョメータ２２に対してＩＫＨ７の信号が供給されても前
記ポテンショメータ２２は実質的に接地されている。然
しなから、Ｂ線２８が断線すると前記ポテンショメータ
２２の接地が開放されるため、発振器５４の信号はキヤ
パシタ５８．６０を介して増幅器６２に導入される。こ
の増幅器６２により増幅された信号は、整流器６４によ
り整流された後再び増幅器６６で増幅される。増幅器６
６はこの増幅信号をオアゲート６８に送給して前記のよ
うにフリップフロップ７４をセットし、トランジスタ７
６を導通させてリレー８０を付勢する。従って、常閉接
点４８が開成してサーボバルブ３６かロックされること
になる。

以上のようにして断線または接触不良が検出されると、
例えば、前記リレーにより付勢される表示回路を設けて
おき、Ａ線２６およびＣ線３０の断線では赤色のランプ
の点灯を行い、一方、Ｂ線の断線または接触不良では橙
色のランプの点灯を行うようにすれば故障個所の迅速な
発見に役立てることができる。

故障個所を修復した後は、リセットボタン７８をオンさ
せればフリップフロップ７４はリセットされる。勿論、
トランジスタ７６は、この時点では導通されることなく
常閉接点ば閉成状態を保つためにサーボ機構２４は、再
び制御信号を受けスポット溶接ロボットは、その駆動を
再開することが可能となる。もし、何らかの理由により
断線検出回路３４の動作を除外したい場合にはバススイ
ッチ５０をオンさせておけばよい。

なお、周知の通りスポット溶接ロボットは多軸構成され
ており、各軸についてポテンショメータが付設されてい
る。そこで、１折線検出回路には各軸のポテンショメー
タと接続する入力端子を複数個設けておき、第３図のリ
レー接点４８はどの軸のポテンショメークに係る断線が
あっても開成してサーボバルブを一括して停止させるよ
うにリレ−８０自体を多接点構造のものとすることもで
きる。

本発明によれば、以上のようにポテンショメータの接触
不良、断線等を電圧降下およびインピータンスの変化の
電気的監視によって行うものであり、これらに異常が認
められる時、制御対象への制御信号の即時供給の停止と
制御対象のロックを行うため、前記制御対象の即時停止
により暴走を回避し併せて衝突等によりもたらされる事
故を未然に防止することができる等の種々の効果を奏す
る。

以上、本発明につき好適な実施例を挙げて説明したが、
本発明は、この実施例に限定されるものではなく、軸側
の表示手段をＬ　Ｅ　Ｄ等を用いて構成すれば故障に係
る軸の判別も可能となる等本発明の要旨を逸脱しない範
囲において種々の改良並びに設計変更が可能なことば勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ポテンショメータとスポット溶接ロボットの
ニ１ントローラとの相互関係を示すブロック図、第２図
は、ポテンショメータによりフィードバック制御を行う
スポット溶接ロボットの側面図、第３図は、スポット溶
接ロボットに付設される本発明の断線検出装置のブロッ
ク図である。 ２０・・コン］−ローラ　２２　・ポテンショメータ２
４・・サーボ機構　２６・・Ａ線（電線）２日・・Ｂ線
（電線）３０・・Ｃ線（電線）３２・・電線　３４・・
断線検出回路 ３６・・サーボバルブ　３８・・ＣＰＵ４０・・メモリ
　４２・・Ｄ／Ａ変換器４４・・抵抗　４６・・演算増
幅器 ４８・・リレー接点５０・・パススイッチ５２・・抵抗
　５４・・発振器 ５６・・抵抗　５８．６０・・キャパシタ６２・・増幅
器　６４・・整流器 ６６・・増幅器　６８・・オアゲート ７０　・抵抗　７２・・増幅器 ７４・　・フリップフロップ ７６・・トランジスタ　７８−・リセットスイッチ８０
・・リレー 特許出願人　本田技研工業株式会社 出願人代理人　弁理士　千葉　←１１宏ゝ゛ご ］Ｕ Ｆｉｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）制御対象と前記制御対象に動作制御信号を送給す
   るコントローラと前記コントローラに接続するポテンシ
   ョメータとからフィードバック制御系を構成し、前記ポ
   テンショメータに素子を接続し、この素子に生ずる電圧
   変化により前記ポテンショメークとコントローラ間の断
   線若しくは接触不良を検出するよう構成することを特徴
   とする断線検出装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、素子
   は、ポテンショメータに直列に接続された抵抗からなり
   、前記抵抗の電圧変化により前記ポテンショメータとコ
   ントローラ間の断線若しくは接触不良を検出してなる断
   線検出装置。 （３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、素子
   は、ボテンンヨメータに接続するキャパシタからなり、
   前記キャパシタのインピーダンス変化に基づく電圧変化
   を取り出して前記ポテンショメークとコントローラ間の
   断線若しくは接触不良を検出してなる断線検出装置。 （４）特許請求の範囲第２項または第３項記載の装置に
   おいて、前記装置は、検出された電圧変化により接点を
   開成して制御対象−、コントローラからの制御信号の供
   給を遮断してなる断線検出装置。 （５）特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載の装置において、制御対象はスポット溶接ロボット本
   体からなる断線検出装置。 （６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、スボ
   ノＢｇ接ロボット本体は、サーボバルブを含み、制御信
   号の供給停止により前記サーボバルブがロックされスポ
   ット溶接ロボット本体は即時停止することからなる断線
   検出装置。