KR101704094B1

KR101704094B1 - 로봇 시스템

Info

Publication number: KR101704094B1
Application number: KR1020127009883A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 나가타
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2017-02-07
Also published as: JP5830755B2; CN102666033B; KR20120098629A; JP2011088241A; WO2011049136A1; CN102666033A

Abstract

[과제] 종래의 로봇 컨트롤러에서는 대응하지 않았던 안전 PLC를 로봇 컨트롤러 내부에 설치하는 것과 아울러, 복잡한 배선 경로를 취하지 않는 배선 단순화, 안전성, 신뢰성을 높은 레벨로 달성한다.
[해결 수단] 컨트롤러(200)는 로봇(100)의 제어 지령을 처리하는 로봇 컨트롤러 제어 기판(210)과, 로봇 본체의 비상 정지를 제어하는 안전 PLC(220)와, 서보 전원 차단용 릴레이의 용착을 검지하는 용착검지수단(230)으로 구성되어, 안전 PLC에는 교시 조작 단말(400)로부터의 안전에 관한 신호(상기 모드 전환 스위치, 상기 서보 온 스위치, 상기 비상 정지 스위치 및 상기 인에이블 스위치로부터의 신호)가 직접 입력되는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 시스템{ROBOT SYSTEM}

본 발명은 로봇 시스템의 비상 정지 장치 및 안전 제어에 관한 것이다.

종래, 산업용 로봇이 설치되는 공장에서는 로봇을 포함하는 생산 라인(로봇 시스템)을 안전하게 제어하기 위해, 각소에 비상 정지 버튼 등의 비상 정지 기기가 마련되어 있다. 또한, 로봇이 작동하는 영역을 안전펜스로 둘러싸서 작업원의 출입을 제한하고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 로봇 시스템은 복수의 로봇을 사용하는 생산 라인에 있어서, 안전펜스의 도어(door)의 인터락(interlock)을 바이패스 스위치(by-pass switch)에 의해 개별적으로 제어하고 있다. 또한, 종래의 로봇 시스템은, 로봇 및 주변장치를 포함하는 생산 라인 전체를 제어하는 외부 제어반 등의 상위 장치가, 안전펜스의 인터락이나 비상 정지 장치 등의 안전 기기의 상황을 확인해서 시스템의 위험 상태를 판단하는 한편, 상위 장치의 제어와 지령에 기초해서 각각의 로봇의 제어장치가 대응하는 각 로봇을 제동 제어하고 있다. 예를 들면, 특허문헌 2에 기재된 로봇 제어장치는 각종 비상 정지 요인을 접수하는 비상 정지 요인 접수회로를 복수 구비하고, 이 접수회로로부터의 신호에 기초해서 비상 정지 지령장치의 비상 정지 신호에 의해, 제동 장치가 로봇을 비상 정지시키고 있다.

또한, PLC(Programmable logic controller)를 이용한 로봇 시스템의 제어가 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 3에 기재된 로봇 시스템은 PLC를 로봇 제어장치의 외부에 구비하고, PLC와 로봇 제어장치를 몇 대의 송수신기를 통해 데이터 통신 케이블로 네트워크 접속하고 있다. 또한, 특허문헌 4에 기재된 로봇 제어장치는 다른 로봇이나 반송장치 등의 주변장치에 관계되는 시퀀스(sequence)를 제어하는 PLC가 내장되어 있다.

[특허문헌 1] 특개평 3－136790호 공보 [특허문헌 2] 특개소 63－318287호 공보 [특허문헌 3] 특개평 8－11074호 공보(명세서 [0015]) [특허문헌 4] 특개 2003－228418호 공보(명세서 [0016], [0029], 도 1)

그러나, 산업용 로봇의 운용에서는 안전펜스에 들어가 교시(敎示)나 유지ㆍ보수(maintenance) 작업을 수행하는 것이 필수이며, 이 때문에 생산 라인의 작업이 중단되어 생산 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다. 특허문헌 1의 로봇 시스템에서는 안전펜스의 도어의 인터락에 바이패스 스위치를 마련해서 그 대책으로 하고 있지만, 스위치 전환이 번잡하고, 또한 복잡한 배선회로의 추가도 필요하기 때문에 조작이나 작동의 면에서 안전의 신뢰성이 불충분하다.

또한, 산업용 로봇의 교시 작업은 로봇을 교시 작동 모드로 전환한 다음, 작업자가 교시 조작반(교시 조작 단말 또는 교시 펜던트(teaching pendant)라고도 한다)을 갖고 안전펜스의 도어를 개방한 상태에서 로봇 작동 영역 안에 들어가 단독으로 로봇을 작동시킬 필요가 있다. 그 경우 종래의 로봇 시스템에서는, 로봇 작동 모드 전환 신호, 안전펜스의 도어의 인터락 신호 등에 기초해서 외부 제어반의 상위 장치가, 주변기기나 로봇의 제어장치에 제어신호를 송신함으로써, 각 주변기기나 로봇을 제어하고 있다. 따라서, 로봇의 제어장치에 접속되는 교시 조작반으로부터의 비상 정지 스위치, 인에이블(enable) 스위치, 모드 전환 스위치 등의 신호는, 일단 외부 제어반의 상위 장치에까지 송신되고, 상위 장치에 의한 판단 결과의 신호는 재차 로봇의 제어장치에까지 되돌려진다고 하는 복잡한 배선 경로의 시스템이 필요하고, 신호 전달이나 조작의 면에서 안전의 신뢰성이 불충분했다.

또한, 문헌 3 및 4의 로봇 제어장치나 시스템에서는 PLC에 의해서 로봇 및 주변장치의 제어를 효율화하고 있지만, 인터락이나 각 비상 정지 버튼 등의 안전 관련 기기 장치가 접속되는 것이 아니고, 안전펜스 내의 로봇 작동 영역에서 작업하는 작업자의 안전을 고려하고 있지 않다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 교시 작업에 있어서의 비상 정지 장치의 모드 전환을 용이하게 하는 것과 동시에, 로봇 작동 영역에서 교시 작업하는 작업원의 안전을 확실히 도모할 수 있는 로봇 시스템을 제공하는 것에 있다. 또한, 로봇 시스템 및 제어장치의 안전 회로, 비상 정지 회로에 있어서, 복잡한 배선 경로를 배제해서 배선 단순화를 도모하고, 단선이나 오배선(誤配線) 등의 배선 불비를 방지해서 안전성, 신뢰성을 높은 레벨로 달성한 로봇 시스템을 제공하는 것에 있다.

이상과 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 것을 제공한다.

(1) 로봇 본체와, 상기 로봇 본체의 작동을 제어하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에 접속되어 상기 로봇 본체에 대한 교시를 행하기 위한 교시 데이터가 입력되는 교시 조작 단말로 이루어진 로봇 시스템에 있어서, 상기 교시 조작 단말은, 상기 로봇 본체의 자동 운전 모드와 교시 모드를 전환하는 신호를 발생하는 모드 전환 스위치와, 교시 모드에 있어서의 교시시에, 상기 로봇 본체의 서보모터(servo motor)의 구동 전류를 유효하게 하는 신호를 발생하는 서보 온 스위치와, 비상 정지 명령에 대응하는 비상 정지 신호를 발생하는 비상 정지 스위치와, 스위치 조작 상태에 따라 비상 정지 신호를 발생하는 인에이블 스위치를 구비하고, 상기 컨트롤러는 상기 로봇 본체의 비상 정지를 제어하는 안전 PLC를 구비하고, 상기 안전 PLC에는 상기 모드 전환 스위치, 상기 서보 온 스위치, 상기 비상 정지 스위치 및 상기 인에이블 스위치로부터의 신호가 직접 입력되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.

본 발명에 의하면, 교시 조작 단말의 각 스위치(모드 전환 스위치, 서보 온 스위치, 비상 정지 스위치, 인에이블 스위치)로부터의 신호가 직접 안전 PLC에 입력되기 때문에, 교시 작업을 위해서 필요한 컨트롤러의 안전 입력의 전환(뮤트(mute) 기능)을 교시 조작 단말로부터 용이하고 안전하게 실행할 수 있고, 또한 교시 작업에 있어서의 비상 정지의 안전성, 신뢰성을 높은 레벨로 달성할 수 있다. 또한, 모드 전환 스위치, 서보 온 스위치, 비상 정지 스위치, 인에이블 스위치의 각 스위치로부터의 신호가 직접 안전 PLC에 입력되기 때문에 일단 외부 제어반까지 접속하고, 그 결과를 재차 로봇의 컨트롤러(종래의 일반적 제어장치)까지 신호를 되돌리지 않으면 안 된다고 하는 복잡한 배선 경로를 택하는 일 없이 배선 단순화를 달성할 수 있다.

여기서, 안전 PLC란 산업 기기 장치 등의 안전을 확보하기 위한 안전 기기(비상 정지 버튼 등의 비상 정지 기기, 도어 인터락 스위치 등)가 주로 접속되고, 시스템의 안전계 회로(예를 들면 비상 정지 회로)를 구성하기 위해 전용으로 사용되는 PLC이다(「안전 컨트롤러」라고도 불린다). 즉, 안전 PLC는 IEC61508(전기ㆍ전자ㆍ프로그래머블 전자 안전 관련계의 기능 안전)의 SIL(Safety　Integrity　Leｖel : 안전도 수준) 3의 요구사항을 만족하는 고도의 안전성 사양이 되고 있어 신뢰성이 매우 높다. 안전 PLC에 비상 정지 기기, 인터락 스위치를 접속하는 것으로, 시스템의 비상 정지 회로의 안전 카테고리를 SIL 4까지 용이하게 달성할 수 있다. 아직, 일반적인 PLC에 비상 정지 스위치 등을 접속해도 안전 카테고리의 SIL 4를 달성할 수 없다. 또한, 뮤트 기능이란 로봇 시스템의 안전 입력을 전환하는 기능으로서, 교시 작업 등을 위해 필요한 경우에 로봇 시스템의 특정 개소의 안전펜스의 인터락 스위치나 비상 정지 기기를 부분적으로 무효로 하는 것이다.

(2) 상기 로봇 본체를 비상 정지시키는 비상 정지 신호를 발생하는 안전 기기를 구비하고, 상기 안전 PLC에는 상기 안전 기기로부터의 신호가 직접 입력되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.

(3) 상기 안전 기기는 상위 장치에 마련된 비상 정지 기기 및／또는 상기 로봇 본체를 둘러싸는 안전펜스의 도어 개방에 연동하는 인터락 장치인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.

본 발명에 의하면, 로봇 시스템에 구비된 안전 기기로부터의 비상 정지 신호가 직접 안전 PLC에 입력되기 때문에, 컨트롤러의 뮤트 기능에 수반하는 복잡한 인터락 회로의 작동 제어의 안전성, 신뢰성을 높은 레벨로 보증할 수 있다.

(4) 상기 안전 PLC에는 상기 서보모터의 구동 전류를 차단하는 서보 전원 차단용 릴레이의 용착(溶着)을 검지하는 용착 검지 신호가 직접 입력되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.

본 발명에 의하면, 용착 검지 신호가 직접 안전 PLC에 입력되기 때문에, 로봇 본체의 비상 정지 작동의 안전성, 신뢰성을 높은 레벨로 보증할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 로봇 시스템은 교시 작업에 있어서의 비상 정지 장치의 모드 전환을 용이하게 하는 동시에, 로봇 작동 영역에서 교시 작업하는 작업원의 안전을 확실히 도모할 수 있다. 또한, 로봇 시스템 및 제어장치의 안전 회로, 비상 정지 회로에 있어서, 복잡한 배선 경로를 배제해서 배선 단순화를 도모하고, 단선이나 오배선 등의 배선 불비를 방지해서 안전성, 신뢰성을 높은 레벨로 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 로봇 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 로봇 시스템의 외관도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 로봇 시스템의 전기적 구성을 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 안전 PLC의 입력 유닛을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 안전 PLC의 출력 유닛을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

［로봇 시스템의 구성］

도 1의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 관한 로봇 본체의 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 1의 (b)는 (a)의 교시 조작 단말(400)의 측면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 로봇을 포함하는 생산 라인(로봇 시스템)의 레이아웃의 일례를 나타내는 평면도이다.

본 실시 형태에 상정되는 로봇 시스템은, 산업용 로봇으로서의 로봇(100)과, 컨트롤러(200)와, 상위 장치(300)와, 교시 조작 단말(교시 펜던트, 400)과, 안전펜스(500)와, 액정 디스플레이의 제조 장치(550)로 구성되어, 각종 장치ㆍ기구류는 유선 또는 무선에 의해서 전기적으로 접속되거나, 시리얼 케이블을 이용해서 전기적으로 접속되어 있다.

로봇(100)은 작업(work)으로서 액정 디스플레이용 유리 기판(10)(이하,「기판(10)」이라고 한다.)을 반송하기 위한 산업용 로봇이다. 로봇(100)은 기대(基台, 11)와, 회전유닛(12)과, 칼럼(column, 13)과, 슬라이더(아암(arm, 15)을 지지하는 지지 부재, 14)와, 2개의 아암(15)으로 구성되어 있다. 또한, 아암(15)은 그 선단에 핸드(hand, 16)를 구비하고 있다. 핸드(16)는 포크(fork)부(16a)와 핸드기판부(16b)를 가지고 있어, 포크부(16a)상에 기판(10)을 실어서 반송하는 것이다.

회전유닛(12)은 칼럼(13)이 설립되는 베이스 부재이며, 기대(11)에 회전 가능하게 배치되어, 회전유닛(12)이 Z축 둘레를 회전함으로써 로봇(100)을 선회시키고, 그 방향을 바꿀 수 있도록 되어 있다. 또한, 회전유닛(12)은 도시하지 않은 수평 이동 기구에 의해 도면 속의 Y축 방향으로 기대(11)상을 이동 가능해지고 있다. 또한, 슬라이더(14)는 칼럼(13)의 측면에서 상하로 슬라이드 이동 가능(도면 속의 Z축 방향으로 이동 가능)이 되도록 구성되어 있다.

2개의 아암(15)은 도시하지 않은 회전 구동원에 의해 핸드(16)를 기판(10)의 반출ㆍ공급 방향으로 이동시킨다. 이때, 아암(15)은 그 기구상 핸드(16)가 일 방향에 있고, 아암(15)을 완전히 편 신장(伸張) 위치와 작게 접은 상태인 수축 위치 사이를 직선 이동하도록 신축 동작을 수행한다. 즉, 본 실시 형태에서는 도면 속의 X축 방향으로 왕복 이동하게 된다. 그리고 신장 위치에 위치하는 제조 장치(550)에 대해서 기판(10)을 수납하고, 또는 수축 위치로 기판(10)을 반출하도록 동작한다.

상술한 바와 같이, 로봇(100)은 기판(10)을 반송하기 위한 반송용 로봇이며, 특히 대형의 유리 기판(10)을 작업으로서 반송하는 것에 적합한 대형의 로봇이다. 유리 기판(10)은 예를 들면, 한 변이 약 3m인 대략 정방형 모양으로 상당한 중량을 가지는 것이다. 따라서, 비상 정지하는 경우에는 슬라이더(14)의 낙하나 아암(15)의 돌출 등 위험 동작의 가능성이 있어, 작업 영역(R)에 작업자가 들어가는 경우는 매우 위험하고, 이러한 위험 동작을 확실히 제동할 필요가 있다.

또한, 도 2의 로봇(100)은 도 1의 로봇(100)보다 한층 대형의 기판(10)을 반송하는 것으로서, 기판(10)의 사이즈에 따라 포크부(16a)를 6개로 하고 있다. 또한, 도 2의 로봇(100)의 회전유닛(12)은 칼럼(13)이 설립되는 위치와는 회전 직경의 반대 측에 밸런서(balancer, 17)를 가져, 회전시의 중량을 균형시키고 있다.

이와 같은 로봇(100)은 안전펜스(500)와 액정 디스플레이의 제조 장치(550)에 둘러싸인 장소(작업 영역 R)에 설치되어 있다.

컨트롤러(200)는 로봇(100)과 시리얼 케이블 등의 유선에 의해서 전기적으로 접속되어, 서보모터(도시하지 않음)에 의해서 도면 속의 X축, Y축, Z축 및 θ축의 각 축방향으로 이동 구동되는 로봇(100)을 서보 제어하고 있다. 또한, 컨트롤러(200)는 도 2에서는 안전펜스(500) 내에 배치되어 있지만, 안전펜스의 외측이라도 좋고, 그 레이아웃은 시스템의 필요에 의해 적당히 변경 가능하다. 또한, 컨트롤러(200)에는 비상 정지 스위치(205)가 마련되어 있다. 컨트롤러(200)의 내부 구성에 대해서는 후술한다.

상위 장치(300)는 여러 레인(Lane)으로 이루어진 라인의 중앙 제어부로서 기능하는 것이다. 보다 구체적으로, 상위 장치(300)는 로봇(100) 및 제조 장치(550) 등의 주변장치를 포함하는 생산 라인(시스템) 전체를 제어하는 외부 제어반으로서 구성되어, 컨트롤러(200)와 전기적으로 접속되고, 안전펜스(500)의 외측에 배치되어 있다. 또한, 상위 장치(300)는 제조 장치(550) 등의 주변장치와도 전기적으로 접속되는 것과 아울러, 비상 정지 스위치 외 각종 제어 스위치(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

교시 조작 단말(400)은 로봇(100)에 위치 정보를 교시하기 위한 것이고, 컨트롤러(200)에 시리얼 케이블 등의 유선에 의해서 접속되어 있다. 그리고 본 실시 형태의 교시 조작 단말(400)은, 로봇(100)의 자동 운전 모드(Remote 모드)와 교시 모드(Teach 모드)를 전환하는 신호를 발생하는 모드 전환 스위치(420)와, 교시 모드에 있어서의 교시시에 로봇(100)의 서보모터의 구동 전류를 유효하게 하는 신호를 발생하는 서보 온 스위치(421)와, 비상 정지 명령에 대응하는 비상 정지 신호를 발생하는 비상 정지 스위치(410)와, 스위치 조작 상태에 따라 비상 정지 신호를 발생하는 인에이블 스위치(430)를 구비하고 있다.

구체적으로는 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 교시 조작 단말(400)에는 표면 중앙에 출력부로서 LCD 디스플레이(405)가 마련되어 있다. 비상 정지 스위치(410)는 LCD 디스플레이(405)의 우상측에 마련되어 있다. 또한, 모드 전환 스위치(420) 및 서보 온 스위치(421)는 LCD 디스플레이(405)의 우하측의 스위치 그룹에 마련되고 있다. 또한, 이 스위치 그룹에는 그 외의 작동 모드를 전환하는 각종 전환 스위치가 포함되어 있다. 또한, LCD 디스플레이(405)의 우측에는 복수의 키(스위치, 415)가 마련되어 있다. 이것들은 교시를 위해서 로봇(100)을 현재 위치로부터 소정의 목표 위치로 이동시키기 위한 스위치로, X축, Y축, Z축 및 θ축의 각 축방향으로 이동시키는 X축 조그(jog) 이송 동작 키, Y축 조그 이송 동작 키, Z축 조그 이송 동작 키 등이다.

인에이블 스위치(430)는 교시 조작 단말(400)의 배면측 방향에 마련되고, 그 근방에는 작업자가 컨트롤러(200)를 파지(把持)하기 위한 파지부(435)가 마련되어 있다(도 1의 (b) 참조). 인에이블 스위치(430)는 작업자가 가볍게 잡으면 ON 하고, 작업자가 떼어 놓거나 강하게 잡으면 OFF가 되는 위험 회피를 위한 스위치이며, 작업자가 파지부(435)를 파지해서 조작할 경우에 동시에 누를 수 있도록 파지부(435)와 일체 또는 근접해서 마련되어 있는 것이 바람직하고, 교시 조작 단말의 손잡이부 이면 등에 장착되어 있어도 좋고, 데드맨 스위치(Deadman switch)라고도 불리는 것이다. 또한, 인에이블 스위치(430)는 로봇 컨트롤러(200)의 서보를 온ㆍ오프함으로써, 로봇(100)을 비상 정지시키는 것이다.

또한, 상술한 각 동작 키 및 동작 모드 전환 스위치 등의 배치는 일례로서, 도 1에 나타내는 것과 다른 배치 태양(態樣)ㆍ조작 태양(예를 들면 레버 스위치 방식 등)으로 이루어져도 무방하다.

안전펜스(500)는 로봇(100)의 동작 범위 내에 작업자가 실수로 들어가지 않도록 하고, 작업자의 안전을 확보하기 위해 마련되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이 주변장치로서 3대의 액정 디스플레이의 제조 장치(550)가, 안전펜스(500)의 네 방향 중에서 세 방향의 일부를 개구한 위치에 로봇(100)을 둘러싸도록 설치된다. 그리고 안전펜스(500)와 제조 장치(550)에 의해서 로봇(100)의 작업 영역(R)이 형성되어 있다. 또한, 제조 장치(550)를 대체해서, 다른 제조 라인과 접속하기 위한 컨베이어 장치 또는 그 접속 장치나 복수의 기판(10)을 적층해 실어두고 수납하는 기판 카세트 장치를 배치해도 무방하다.

또한, 안전펜스(500)에는 개폐문(510)이 마련되어 있어, 개폐문(510)의 개폐 상태를 검지하는 인터락 장치(511)가 장착되어 있다. 이 때문에 자동 운전 모드(Remote 모드)에 있어서 작업자가 안전펜스(500)의 개폐문(510)을 연 경우, 인터락 장치(511)가 작동해서 로봇(100)이 비상 정지하는 시스템이 구성되어 있다. 또한, 위험 사태나 시스템의 결함시에 로봇(100)이나 주변장치(550)를 비상 정지시키는 비상 정지 신호를 발생하는 비상 정지 기기(600)가 각처에 마련되어 있다. 또한, 비상 정지 기기(600)는 예를 들면 비상 정지 버튼 및 이것에 대응하는 이중화 스위치 등에 의해 구성되어 있다.

［로봇 시스템의 전기적 구성］

도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 로봇 시스템의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.

컨트롤러(200)는 로봇(100)의 제어 지령을 처리하는 로봇 컨트롤러 제어 기판(210)과, 로봇 본체의 비상 정지를 제어하는 안전 PLC(220)와, 서보 전원 차단용 릴레이의 용착을 검지하는 용착검지수단(230)으로 구성되어 있다.

로봇 컨트롤러 제어 기판(210)은 중앙제어장치(CPU) 및 ROM, RAM 등의 기억장치를 구비한다. 기억장치에 수납된 로봇(100)의 작동 프로그램 및 작동을 위한 파라미터에 기초해서, 각종 좌표계에 있어서의 직선동작, 회전동작, 각 축동작에 관한 명령에 의해서 로봇(100)을 작동 제어한다. 또한, 교시 조작 단말(400)로부터의 신호 입력은 로봇(100)의 작동 프로그램 및 작동을 위한 파라미터를 변경 수정하기 위한 것이다.

안전 PLC(220)에는 교시 조작 단말(400)로부터의 안전에 관한 신호, 상위 장치(300)로부터의 안전에 관한 신호가 입력된다. 교시 조작 단말(400)로부터의 안전에 관한 신호란, 비상 정지 스위치(410), 인에이블 스위치(430), 모드 전환 스위치(420) 및 서보 온 스위치(421)로부터 발생되는 신호(도면 속 상기의 순서로 N2, N4, N5, N8)이다. 또한, 상위 장치(300)로부터의 안전에 관한 신호란, 비상 정지 기기로부터 발생되는 신호(N1), 인터락 장치로부터 발생되는 신호(N3) 및 유지ㆍ보수 신호(N7)이다. 또한, 교시 조작 단말(400)로부터의 안전에 무관한 신호(예를 들면, 각종 좌표계에 있어서의 직선동작 키, 회전동작 키, 각 축동작 키 등으로부터 발생되는 신호)는 로봇 컨트롤러 제어 기판(210)에 직접 입력된다.

또한, 안전 PLC(220)로부터 상위 장치(300)에는 비상 정지 기기나 인에이블 스위치의 모니터 결과(도면 속 상기의 순서로 Y2, Y3)가 송신되고, 안전 PLC(220)로부터 로봇 컨트롤러 제어 기판(210)에는 안전 PLC 에러 신호나, 안전 PLC Teach/Remote 신호(Y4)가 출력된다. 또한, 로봇 컨트롤러 제어 기판(210)으로부터 안전 PLC(220)에는 로봇 시스템 에러 신호(N6)가 출력된다. 이것들의 상세는 도 4를 이용해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 안전 PLC의 입력 유닛을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 안전 PLC의 출력 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

입력 유닛에는 상위 장치(300)로부터의 비상 정지 입력(N1), 교시 조작 단말(400)로부터의 비상 정지 입력(N2), 상위 장치(300)로부터의 인터락 신호(N3), 교시 조작 단말(400)의 인에이블 스위치로부터 발생되는 비상 정지 신호(N4), 교시 조작 단말(400)의 모드 전환 스위치로부터 발생되는 모드 신호(N5), 로봇 컨트롤러 제어 기판(210)으로부터의 시스템 에러 신호(N6), 상위 장치(300)로부터의 유지ㆍ보수시의 인터락 신호(N7), 교시 조작 단말(400)의 서보 온 스위치로부터 발생되는 서보 온 신호(N8), 용착검지수단(230)으로부터 발생되는 용착검출신호(N9)의 각 신호가 입력된다. 게다가 상위 장치(300)가 제어하는 주변기기인 비상 정지 기기(600)의 외부용 릴레이의 용착에 관한 검출 신호를 입력해도 무방하다.

출력 유닛으로부터는 서보 전원 차단용 릴레이로의 출력 신호(Y1), 상위 장치(300)로의 출력 신호(비상 정지 기기의 모니터 신호(Y2)나 인에이블 스위치의 모니터 신호(Y3)), 로봇 컨트롤러 제어 기판(210)으로의 출력 신호(Y4)(Teach/Remote 읽기 신호, 안전 PLC 에러 신호)의 각 신호가 출력된다.

또한, 안전 PLC는 일반적으로 내부의 안전 논리의 연산을 용이하게 변경할 수 있기 때문에 인터락 회로의 기능 추가 등, 높은 유연성을 실현할 수 있다.

[그 외의 실시 형태]

본 형태에서는 2개의 핸드(16)와 2개의 아암(15)이 상하 방향으로 중첩되도록 배치되어 있다. 즉, 본 형태의 로봇(100)은 더블 아암 타입(double arm type)의 로봇이다. 또한, 로봇(100)은 1개의 핸드(16)와 1개의 아암(15)을 구비하는 싱글 아암 타입(single arm type)의 로봇이어도 무방하다. 게다가 본 실시 형태에서는 작업으로서 유리 기판을 반송하는 더블 아암형 로봇을 예시했지만, 반도체 웨이퍼(wafer) 등을 반송하는 로봇이어도 무방하다. 또한, 본 발명은 기판을 반송하는 로봇의 시스템에 한정되는 것이 아니고, 다른 형식 용도의 로봇이나 그 외의 산업 기기에도 적용할 수 있다.

100　로봇 본체
200　컨트롤러
210　로봇 컨트롤러 제어 기판
220　안전 PLC
300　상위 장치
400　교시 조작 단말
500　안전펜스

Claims

로봇 본체와, 상기 로봇 본체의 작동을 제어하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에 접속되어 상기 로봇 본체에 대한 교시(敎示)를 행하기 위한 교시 데이터가 입력되는 교시 조작 단말을 포함하여 이루어진 로봇 시스템에 있어서,
상기 교시 조작 단말은,
상기 로봇 본체의 자동 운전 모드와 교시 모드를 전환하는 신호를 발생시키는 모드 전환 스위치와,
교시 모드에 있어서의 교시시에, 상기 로봇 본체의 서보모터(servo motor)의 구동 전류를 유효하게 하는 신호를 발생시키는 서보 온 스위치와,
비상 정지 명령에 대응하는 비상 정지 신호를 발생시키는 비상 정지 스위치와,
스위치 조작 상태에 따라 비상 정지 신호를 발생시키는 인에이블(enable) 스위치를 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 교시 조작 단말로부터는 안전에 관한 신호 및 안전에 관련되지 않은 신호가 입력되는 것으로, 상기 교시 조작 단말로부터의 상기 안전에 관한 신호가 입력되어 안전 로직의 연산이 행해져 상기 로봇 본체의 비상 정지를 제어하는 안전 PLC와, 상기 교시 조작 단말로부터의 상기 안전에 관련되지 않은 신호가 입력되어 상기 로봇 본체의 제어 지령을 처리하는 로봇 컨트롤러 제어기판을 구비하고,
상기 교시 조작 단말로부터 상기 로봇 컨트롤러 제어기판을 제어하는 제어 지령을 생성하는 상위 장치를 거치지 않고 상기 안전 PLC에 직접 입력되는 상기 안전에 관한 신호는, 상기 모드 전환 스위치, 상기 서보 온 스위치, 상기 비상 정지 스위치 및 상기 인에이블 스위치로부터의 신호뿐인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇 본체를 비상 정지시키는 비상 정지 신호를 발생시키는 안전 기기를 구비하고,
상기 안전 PLC에는 상기 안전 기기로부터의 신호가 직접 입력되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 안전 기기는 상위 장치에 마련된 비상 정지 기기 또는 상기 로봇 본체를 둘러싸는 안전펜스의 도어 개방에 연동하는 인터락(interlock) 장치인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안전 PLC에는 상기 서보모터의 구동 전류를 차단하는 서보 전원 차단용 릴레이의 용착(溶着)을 검지하는 용착검지수단의 용착 검지 신호가 직접 입력되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.