JPS6284303A - ロボツトの制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロボットの制御装置に係り、特に、パルス発
生器を位置決め手段とするロボットの安全性を高めるの
に好適なロボットの制御装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来のロボットの動作制御装置としては、例えば、特開
昭５９−１６９７７８号公報に記載されているように、
パルス発生器で生じたパルスをパルス検出器でカウント
することにより、ロボットアームの移動位置を検出して
動作制御を行っていた。

しかし、パルス発生器の信号線が断線したときの安全対
策の点については、演算制御装置のマイクロコンピュー
タが暴走したときも含めての配慮がなされていなかった
。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の従来技術の実状に鑑みてなされたもの
で、マイクロコンピュータが暴走している状況にあって
も、パルス発生器の信号線等の断線を検出し、すみやか
にロボットを停止させることにより、安価な手段でロボ
ットの安全性を高めうるロボットの制御装置の提供を、
その目的としている。

〔発明の概要〕

本発明に係るロボットの制御装置の構成は、ロボット駆
動用のアクチュエータと、ロボットの作動位置決めのた
めのパルスを発生するパルス発生器とを備えたロボット
の制御装置におけるアクチュエータ制御系に、前記パル
ス発生器の信号線等の断線検出回路を設けたものである
。

なお付記すると、断線検出回路は、パルス発生器に係る
差動伝送方式のパルスエンコーダのパルス信号を排他的
論理和にて処理する回路と、所定のパルス幅以下のパル
ス入力を無視するパルス幅弁別回路とを設けたものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。

まず第１図は、本発明の一実施例に係るロボットの制御
装置のアクチュエータ制御系のブロック図、第２図は、
第１図の断線検出回路の回路図、第３図は、第２図の回
路のタイミングチャート図、第４図は、第２図のパルス
幅弁別回路の一例を示す回路図である。

第１図において、ｌは、マイクロコンピュータ等の演算
制御装置、２はモータドライバ回−路、３は、ロボット
駆動用のアクチュエータに係るモータ、４は、ロボット
アームの作動位置決めのためのパルス発生器に係る差動
伝送方式のパルスエンコーダ、５はパルスカウンタ、６
は、前記差動伝送方式のパルスエンコーダ４のエンコー
ダ信号線断線検出回路、７は非常停止処理回路である。

ここに、差動伝送方式のパルスエンコーダ４は、第３図
で後述するように、Ａ相のパルス信号に対し対称をなす
Ａ相のパルス信号を送り、２つの信号で所望の目的の信
号を伝送する方式のもので、２つのＡ相、入相のパルス
信号は常に反転関係にあるものである。

第１図ないし第４図において、ａＳ　ｂは、差動伝送方
式のパルスエンコーダ４からのパルス信号で、常に反転
関係にある人相、入相あるいはＢ相、Ｊ相を示し、エン
コーダ信号線断線検出回路６に対する入力信号である。

なお、第３図ではＡ相、Ａ相の例を示す。

Ｃは、後述する第２図の排他的論理和口論８で処理され
た発生パルス、ｄは、エンコーダ（ＦＱ［断線検出回路
６からの出力パルスである。

第２図は、第１図に示したエンコーダ信号線断線検出回
路６の構成を示すもので、８は、常に反転関係（こある
。差動伝送方式のパルスエンコーダ４のパルス信号を、
排他的論理和で処理する排他的論理和回路を示し、９は
、所定のパルス幅以下の異常なパルス入力を無視するパ
ルス幅弁別回路である。

このパルス幅弁別回路９は、例えば第４図に示すような
回路で構成されるものである。

なお、図中、Ｖｃｃは電源、ＣＫは、正常なパルス信号
波形の幅を規定するクロック、ＰＲはプリセット、ＣＬ
Ｒはクリア、Ｄはデータ入力、ぐは反転出力を示し、本
回路構成番こより、決められたパルス幅以下のパルス入
力を無視して、エンコーダ信号線の正常、断線を検出し
た必要な正常パルス信号のみを出力するＣとができる。

また、排他的論理和回路８の入力部には、図示しないが
、回路保護、誤動作防止のため、波形整形器として機能
するバッファを設けたり、エンコーダ信号線断線時の信
号レベルを確定するために、プルアップ抵抗あるいはプ
ルダウン抵抗を取付けることがある。

ナオ、ココニ、プルアップ抵抗を設けたものは、断線時
のパルス信号レベルは山側すなわちＨｉレベルになり、
プルダウン抵抗を設けたものは、断線時のパルス信号レ
ベルは谷側すなわちＬｏ　　レベルになるものである。

前記のパルス幅弁別回路９は、排他的論理和回路８の出
力が信頼できる場合は不要であるが、実際には入力信号
ａ、ｂ（例えば人相、入相）の変化に時間的な差がある
ことから、時間遅れで回路的に発生する異常パルス、い
わゆる「ひげ」が、処理された発生パルスＣに生じるた
め、このパルス幅弁別回路９を設けている。

このように構成されたロボットの制御装置の作用を第１
．２図に合わせて第３図を参照して説明する。

第３図は、第２図のエンコーダ信号線断線検出回路６の
タイミングチャート図で、第３図に実線矢印Ｒで示す区
間は、エンコーダ信号線に断線のないときを示し、Ｓで
示す区間は、片方の相のみが断線したとき、Ｔで示す区
間は、西方の相が断線したときを示す。

ａ％ｂ、ｃ、ｄは、第１，２図に示した記号に合わせた
もので、先に説明したとおりである。

マイクロコンピュータ等の演算制御手段１の指令で、モ
ータドライバ回路２によりモータ３が回転すると、図示
しない産業用ロボットなどのロボットアームが移動する
。そ−夕３と一体的に、差動伝送方式のパルスエンコー
ダ４が作動して、ロボットアームの作動位置決めのため
のパルス信号を発生し、そのパルス信号はパルスカウン
タ５でカウントされて演算制御装置１に入力することに
よってフィードバック作用がなされる。

一方、差動伝送方式のパルスエンコーダ４のパルス信号
は、エンコーダ信号線断線検出回路６に入力する。この
入力信号は、第３図のａ、ｂに示すように、対称形状を
なし、常に反転関係にある。

例えばＡ相、人相として伝送されるもので、排他的論理
和回路８を経て処理された発生パルスＣに示す波形とな
る。

エンコーダ信号線に断線がないときは、Ａ相、Ｋ相間の
時間差によって生じた異常パルスである「ひげ」や、外
部からのノイズが現われるが、これらは、パルス幅弁別
回路９のクロックＣＫ、の幅以下なので無視され、第３
図の区間Ｒに示すような波形のパルスが発生し、非常停
止処理回路７へ非常停止の出力パルスが送信されること
はない。

エンコーダ信号線に断線が生じたとさで、まず、Ａ相、
人相のいずれか片方の相のみが断線した場合は、第３図
の区間Ｓに示すように、入力信号ａ１ｂすなわちＡ相、
人相が排他的論理和回路８を経て同相、例えばパルス信
号レベルのＬＯｌＬＯになったところで処理された発生
パルスＣに示す波形となり、これはパルス幅弁別回路９
のクロック幅以上なので出力パルスｄとして送信され、
非常停止処理回路７をＯＮさせてロボットは非常停止す
る。

また、Ａ相、Ａ相の両方が断線した場合は、例えば排他
的論理和回路の入力部がＴＴＬ（トランジスタ・トラン
ジスタ・ロジック）の場合は、入力信号ａ、ｂの両相Ａ
相、Ａ相が、Ｈｉ　レベルになるので排他的論理和か働
き、出力パルスｄが非常停止処理回路７をＯＮさせてロ
ボットは非常停止する。

同様に、排他的論理和回路の入力部がＴＴＬでない場合
は、例えば先に述べたプルアップ抵抗あるいはプルダウ
ン抵抗により両相か同相になり、排他的論理和が働き、
出力パルスｄが非常停止処理回路７をＯＮさせてロボッ
トは非常停止する。

本実施例によれば、ロボット制御装置のアクチュエータ
制御系、特に差動伝送方式のパルスエンコーダの出力側
にエンコーダ信号線断線検出回路、非常停止処理回路を
設けたので、演算側ｗＪ装置に係るマイクロコンピュー
タが暴走している状況にあっても、マイクロコンピュー
タとは別口路でエンコーダ信号線の断線を検出し、すみ
やかにロボットを停止させることが可能で、安価な回路
構成によりロボットの運転を安全に行うことができる。

次に、本発明の他の実施例を第５図に示す。

ここに第５図は、本発明の他の実施例に係るロボットの
制御装置における断線検出回路の回路図で、図中、第２
図と同一符号、記号の部分は、先の実施例と同等部分で
あり、ロボットの制御装置の全体的な基本構成は第１図
と同等であるから、その説明を省略する。

第５図の実施例は、エンコーダ信号線断線検出回路６′
へのパルス信号の入力を複数（ここでは２系統）にした
ものである。すなわち、入力信号ａ１ｂは排他的論理和
回路８−１へ、入力信号ａ′、ｂ′は排他的論理和回路
８−２へ入り、排他的論理和回路８′を経た、処理され
た発生パルスＣがパルス幅弁別回路９に入るように構成
されている。

このような実施例の場合も、先に説明した実施例と同様
の効果が期待でき、複数のロボット駆動用のアクチュエ
ータの制御が、マイクロコンビュ−夕とは別の回路構成
で行うことが可能となる。

なお、前述の各実施例では、エンコーダ信号線の断線検
出の例を説明したが、本発明は信号線のみに限るもので
はなく、パルスエンコーダへノミ源線やグランド線が断
線したとさも同等の対応により断線検出が行われロボッ
トの非常停止を行うことが可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本実施例によれば、マイクロコンピ
ュータが暴走している状況にあっても、パルス発生器の
信号線等の断線を検出し、すみやかにロボットを停止さ
せることにより、安価な手段でロボットの安全性を高め
うるロボットの制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るロボットの制御装置
のアクチュエータ制御系のブロック図、第２図は、第１
図の断線検出回路の回路図、第３図は、第２図の回路の
タイミングチャート図、第４図は、第２図のパルス幅弁
別回路の一例を示す回路図、第５図は、本発明の他の実
施例に係るロボットの制御装置における断線検出回路の
回路図である。 ２・・・モータドライバ回路、３・・・モータ、４・・
・差動伝送方式ノハルスエンコーダ、６．６′・・・エ
ンコーダ信号線断線検出回路、７・・・非常停止処理回
路、８．８′、８−１．８−２・・・排他的論理和回路
、９・・・パルス幅弁別回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット駆動用のアクチュエータと、ロボットの作
   動位置決めのためのパルスを発生するパルス発生器とを
   備えたロボット制御装置におけるアクチュエータ制御系
   に、前記パルス発生器の信号線等の断線検出回路を設け
   たことを特徴とするロボットの制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、断線検
   出回路は、パルス発生器に係る差動伝送方式のパルスエ
   ンコーダのパルス信号を排他的論理和にて処理する回路
   と、所定のパルス幅以下のパルス入力を無視するパルス
   幅弁別回路とを設けたものであるロボットの制御装置。