KR20180061268A

KR20180061268A - 가동장치의 동작 제어 장치, 동작 제어 시스템 및 가동장치의 동작 제어 방법

Info

Publication number: KR20180061268A
Application number: KR1020187011740A
Authority: KR
Inventors: 히데키 사와다; 토시유키 사토; 타츠오 오노야마; 료이치 오쿠라; 무겐 카와즈
Original assignee: 오쿠라 유소키 가부시키가이샤
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2018-06-07
Also published as: KR102053557B1; EP3360655A1; CN108136602A; US20180297201A1; EP3360655A4; WO2017060989A1; US10836035B2; JP6522769B2; AU2015411123B2; AU2015411123A1; JPWO2017060989A1

Abstract

구동 제어 장치(100)는, 복수의 동작 영역 중, 적어도 하나의 동작 영역을 유효화하여, 유효화한 동작 영역 내에서 로봇(30)이 동작하도록 로봇(30)의 동작을 제한한다. 또한, 구동 제어 장치(100)는, 동작 영역(1) 및 동작 영역(2)이라는 복수의 동작 영역이 유효화된 경우, 동작 영역(1) 및 동작 영역(2)의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 로봇(30)이 포함된다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 동작 영역(1) 및 동작 영역(2)의 어느 동작 영역의 범위 내에도 로봇(30)이 포함되지 않는다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다.

Description

가동장치의 동작 제어 장치, 동작 제어 시스템 및 가동장치의 동작 제어 방법

본 발명은, 가동장치의 동작 제어 장치, 동작 제어 시스템 및 가동장치의 동작 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 구동 제어 장치에 의한 구동 장치의 제어에 의해 동작하는 가동장치의 동작 제어 장치, 가동장치와 구동 제어 장치와 동작 제어 장치를 구비한 동작 제어 시스템 및 구동 제어 장치에 의한 구동 장치의 제어에 의해 동작하는 가동장치의 동작 제어 방법에 관한 것이다.

종래로부터, 소정의 동작 영역 내에서 산업용 로봇 등의 가동장치를 동작시키는 제어 장치가 알려져 있다.

예를 들면, 일본 특허 제5271499호 공보(특허 문헌 1)에는, 작업자에 의해 설정된 동작 영역 내에서 로봇을 동작시킴과 함께, 로봇이 동작 영역 외가 되는 경우에 로봇으로의 전력 공급을 차단하는 제어 장치가 개시되어 있다. 이 제어 장치에 의하면, 작업자에 의해 설정된 동작 영역 내에서 로봇이 동작하도록 로봇의 동작이 제한되기 때문), 로봇이 오작동 등으로 폭주하는 일이 없고, 작업자는 동작 영역 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 제5271499호 공보

작업 내용에 따라서는, 하나의 동작 영역으로 한하는 것보다도 복수의 동작 영역에 걸쳐서 로봇을 동작시키는 편이 작업 효율이 오르는 경우가 있다. 그 한편으로, 복수의 동작 영역에 걸쳐서 로봇을 동작시키려고 하는 경우, 로봇의 동작을 제한하지 않으면 안 되는 영역이 증가하기 때문에, 작업자의 안전성을 확보하는 것이 어려워진다. 그러나, 특허 문헌 1에 개시된 제어 장치에서는, 하나의 동작 영역 내에서 로봇을 동작시키는 것에 대해서는 감안하고 있지만, 복수의 동작 영역에 걸쳐서 로봇을 동작시키는 것에 대해는 전혀 감안되어 있지 않다. 이 때문에, 특허 문헌 1에 개시된 제어 장치에서는, 안전성을 확보하면서 가동장치에 의한 작업 효율을 향상시킬 수가 없었다.

본 발명은, 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 안전성을 확보하면서 가동장치에 의한 작업 효율을 향상시킬 수 있는 가동장치의 동작 제어 장치, 동작 제어 시스템 및 가동장치의 동작 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 구동 제어 장치에 의한 구동 장치의 제어에 의해 동작하는 가동장치의 동작 제어 장치이다. 동작 제어 장치는, 유효화부와, 동작 제어부를 구비한다. 유효화부는, 가동장치가 동작 가능한 복수의 동작 영역 중에서 적어도 하나의 동작 영역을 유효화한다. 동작 제어부는, 유효화부에 의해 유효화된 동작 영역인 유효화 영역의 범위 내에서 가동장치가 동작하도록 가동장치의 동작을 제한한다. 동작 제어부는, 유효화부에 의해 복수의 동작 영역에 포함되는 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이 유효화된 경우, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 가동장치가 포함된다고 예측하면 구동 장치로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 어느 동작 영역의 범위 내에도 가동장치가 포함되지 않는다고 예측하면 구동 장치로의 전력 공급을 차단한다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 복수의 동작 영역 중, 적어도 하나의 동작 영역 내에서 가동장치가 동작하도록 가동장치의 동작이 제한된다. 즉, 하나의 동작 영역으로 한하지 않고 복수의 동작 영역 내에서도 가동장치가 동작할 수 있기 때문에, 가동장치에 의해 효율적으로 작업을 추진할 수 있다. 또한, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이라는 복수의 동작 영역이 유효화된 경우에도, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 가동장치가 포함된다고 예측되면 구동 장치로의 전력 공급이 차단되지 않는 한편으로, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 어느 동작 영역의 범위 내에도 가동장치가 포함되지 않는다고 예측되면 구동 장치로의 전력 공급이 차단된다. 이 때문에, 작업자는 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역을 아우른 영역의 범위 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다. 이에 의해, 안전성을 확보하면서 가동장치에 의한 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

바람직하게는, 제1 동작 영역과 제2 동작 영역이란 일부의 영역이 중복된다. 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 적어도 일방이 유효화 영역인 경우, 제1 동작 영역과 제2 동작 영역이 중복되는 영역도 유효화 영역이 된다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 예를 들면, 제1 동작 영역이 유효화 영역임에도 불구하고, 제1 동작 영역과 중복되는 제2 동작 영역이 유효화 영역이 아님에 의해, 양자가 중복되는 영역이 유효화 영역이 아니게 되어 구동 장치로의 전력 공급이 차단되어 버린다는 부적합함이 생기지 않는다.

바람직하게는, 동작 제어부는, 구동 장치로의 전력 공급을 차단한 경우에 타성으로 진행함에 의해 가동장치가 유효화 영역의 범위 외가 된다고 예측하면, 구동 장치로의 전력 공급을 차단한다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 구동 장치로의 전력 공급이 차단된 때에 가동장치가 타성으로 진행한 경우를 고려하여도, 가동장치가 유효화 영역의 범위 외가 되는 일이 없다. 이 때문에, 작업자는 유효화 영역의 범위 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다.

바람직하게는, 동작 제어 장치는, 경보 영역 설정부를 또한 구비한다. 경보 영역 설정부는, 유효화 영역의 범위 내에서 소정의 경보 영역을 설정한다. 동작 제어부는, 가동장치가 경보 영역의 범위 외가 되는 경우에, 구동 제어 장치에 정지 신호를 출력함에 의해 구동 제어 장치에 구동 장치를 제어시켜서 가동장치를 정지시킨다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 가동장치가 경보 영역의 범위 외가 되는 경우에 구동 제어 장치에 의한 구동 장치의 제어에 의해 가동장치가 제동 정지된다. 이 때문에, 동작 제어 장치에 의해 구동 장치로의 전력 공급이 차단되어 버리는 것을 사전에 회피할 수 있다.

바람직하게는, 동작 제어 장치는, 진입 검출부를 또한 구비한다. 진입 검출부는, 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입을 검출하도록 구성되어 있다. 동작 제어부는, 진입 검출부에 의해 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입이 검출된 경우, 구동 장치로의 전력 공급을 차단한다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입이 있는 경우에 구동 장치로의 전력 공급이 차단되기 때문), 예를 들면, 작업자가 유효화 영역에 진입한 경우에도, 가동장치에 의해 작업자가 위험에 노출되어 버리는 것을 회피할 수 있다.

바람직하게는, 진입 검출부는, 제1 동작 영역과 제2 동작 영역의 경계 부분에 마련되어 있다. 진입 검출부는, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이 유효화 영역이라면, 외부로부터의 진입을 검출하지 않는다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이 유효화 영역임에도 불구하고, 진입 검출부에 의해 일방의 유효화 영역부터 타방의 유효화 영역으로의 진입이 검출됨으로써 구동 장치로의 전력 공급이 차단되어 버린다는 부적합함이 생기지 않는다.

바람직하게는, 동작 제어 장치는, 복수의 동작 영역에 대응시켜진 복수의 진입 검출부를 구비한다. 또한, 동작 제어 장치는, 복수의 진입 검출부 중, 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입의 검출을 유효화하는 진입 검출부와, 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입의 검출을 무효화하는 진입 검출부를 설정하는 검출 유효화 설정부를 구비한다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 소망하는 진입 검출부에 대해 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입의 검출을 유효화하거나, 또는 무효화하거나 할 수 있다.

바람직하게는, 동작 제어 장치는, 복수의 스위치의 각각에 대응시켜진 복수의 동작 영역을 유효화하는 영역 유효화 설정부를 또한 구비한다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 복수의 스위치의 각각과 유효화된 복수의 동작 영역이 대응시켜진다. 이 때문에, 작업자는, 작업 내용에 응하여 조작하는 스위치를 바꾸는 것만으로 소망하는 동작 영역을 유효화시켜서 그 동작 영역 내에서 가동장치를 동작시킬 수 있다.

바람직하게는, 동작 제어 장치는, 가동장치에 의한 진입이 금지되는 금지 영역을 설정하는 금지 영역 설정부를 또한 구비한다. 동작 제어부는, 구동 장치로의 전력 공급을 차단한 경우에 타성으로 진행함에 의해 가동장치가 금지 영역의 범위 내가 된다고 예측하면, 구동 장치로의 전력 공급을 차단한다.

이 동작 제어 장치에 의하면, 설정된 금지 영역 내에는 가동장치가 진입하는 일이 없기 때문에, 작업자는 금지 영역 내에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다.

본 발명에 관한 동작 제어 시스템은, 가동장치와, 구동 제어 장치와, 상술한 어느 하나의 동작 제어 장치를 구비한다.

이 동작 제어 시스템에 의하면, 가동장치와 구동 제어 장치와 동작 제어 장치를 사용함으로써, 안전성을 확보하면서 가동장치에 의한 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 구동 제어 장치에 의한 구동 장치의 제어에 의해 동작하는 가동장치의 동작 제어 방법이다. 동작 제어 방법은, 유효화 스텝과, 동작 제어 스텝을 구비한다. 유효화 스텝은, 가동장치가 동작 가능한 복수의 동작 영역 중에서 적어도 하나의 동작 영역을 유효화한다. 동작 제어 스텝은, 유효화 스텝에 의해 유효화된 동작 영역인 유효화 영역의 범위 내에서 가동장치가 동작하도록 가동장치의 동작을 제한한다. 동작 제어 스텝은, 유효화 스텝에 의해 복수의 동작 영역에 포함되는 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이 유효화된 경우, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 가동장치가 포함된다고 예측하면 구동 장치로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 제1 동작 영역 및 상기 제2 동작 영역의 어느 동작 영역의 범위 내에도 가동장치가 포함되지 않는다고 예측하면 구동 장치로의 전력 공급을 차단하는 스텝을 포함한다.

이 동작 제어 방법에 의하면, 복수의 동작 영역 중, 적어도 하나의 동작 영역 내에서 가동장치가 동작하도록 가동장치의 동작이 제한된다. 즉, 하나의 동작 영역으로 한하지 않고 복수의 동작 영역 내에서도 가동장치가 동작할 수 있기 때문에, 가동장치에 의해 효율적으로 작업을 추진할 수 있다. 또한, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이라는 복수의 동작 영역이 유효화된 경우에도, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 가동장치가 포함된다고 예측되면 구동 장치로의 전력 공급이 차단되지 않는 한편으로, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역의 어느 동작 영역의 범위 내에도 가동장치가 포함되지 않는다고 예측되면 구동 장치로의 전력 공급이 차단된다. 이 때문에, 작업자는 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역을 아우른 영역의 범위 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다. 이에 의해, 안전성을 확보하면서 가동장치에 의한 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 로봇이 동작하는 공장 내의 레이아웃 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 2는 상면 및 측면에서 본 로봇의 기계 구성을 도시하는 도면.
도 3은 동작 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면.
도 4는동작 영역의 설정의 한 예에 관해 설명하기 위한 도면.
도 5의 (a)는 동작 영역(0)에 관해 설명하기 위한 도면. (b)는 동작 영역(1)에 관해 설명하기 위한 도면. (c)는 동작 영역(2)에 관해 설명하기 위한 도면. (d)는 동작 영역(3)에 관해 설명하기 위한 도면.
도 6의 (a)는 감시 영역 내에서의 로봇의 동작에 관해 설명하기 위한 도면. (b)는 경보 영역을 일탈한 경우의 로봇의 동작에 관해 설명하기 위한 도면.
도 7의 (a)는 로봇의 암을 사각형으로 모델화한 도면. (b)는 로봇의 웨이트를 사각형으로 모델화한 도면. (c)는 로봇의 엔드 이펙터를 사각형으로 모델화한 도면.
도 8의 (a)는 감시 영역(0)의 범위 내에서 로봇이 적하 작업을 행하는 양상을 도시하는 도면. (b)는 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)을 아우른 영역의 범위 내에서 로봇이 적하 작업을 행하는 양상을 도시하는 도면. (c)는 감시 영역(0), 감시 영역(1) 및 감시 영역(2)을 아우른 영역의 범위 내에서 로봇이 적하 작업을 행하는 양상을 도시하는 도면.
도 9의 (a)는 감시 영역(0) 및 감시 영역(2)을 아우른 영역의 범위 외에 작업자가 진입하는 양상을 도시하는 도면. (b)는 감시 영역(0) 및 감시 영역(2)을 아우른 영역의 범위 내에 작업자가 진입하는 양상을 도시하는 도면.
도 10은 동작 제어 장치가 실행하는 동작 제어 처리의 한 예를 도시하는 플로우 차트.

본 발명의 실시 형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 참조한 도면에서, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.

[공장 내의 레이아웃 구성]

도 1은, 로봇(30)이 동작하는 공장 내의 레이아웃 구성의 한 예를 도시하는 도면이다. 공장 내에는, 컨베이어 영역이 있다. 컨베이어 영역에는, 하물을 반송하는 컨베이어(26)가 설치되어 있다. 컨베이어 영역의 양 이웃에는, 제1 스테이션 및 제2 스테이션이 마련되어 있다. 제1 스테이션에는, 컨베이어(26)로 반송된 하물이 로봇(30)에 의해 적하되는 제1 팰릿이 설치되어 있다. 제2 스테이션에는, 컨베이어(26)로 반송된 하물이 로봇(30)에 의해 적하되는 제2 팰릿이 설치되어 있다.

제1 스테이션과 외부와의 경계, 제2 스테이션과 외부와의 경계, 제1 스테이션과 컨베이어 영역과의 경계, 제2 스테이션과 컨베이어 영역과의 경계 및 컨베이어 영역과 외부와의 경계의 각각에는, 라이트 커튼(21∼25)이 마련되어 있다. 라이트 커튼(21∼25)은, 투광기 및 수광기를 포함하고, 투광기로부터 수광기를 향하여 출사된 광이 작업자 및 반송물 등의 물체에 의해 차단되었는지의 여부를 검출한다.

이와 같은 구성에 의해, 라이트 커튼(21∼25)은, 소정 영역으로의 물체의 진입 또는 소정 영역부터의 물체의 퇴출을 검출하는 것이 가능하다. 예를 들면, 라이트 커튼(21)은, 작업자에 의한 외부에서 제1 스테이션으로의 진입을 검출한다. 라이트 커튼(23)은, 작업자에 의한 제1 스테이션으로부터 컨베이어 영역으로의 진입을 검출한다. 또한, 라이트 커튼(21∼25)은, 「진입 검출부」의 한 실시 형태에 대응한다.

제1 스테이션의 부근에는 로봇 제어반(10)이 설치되어 있다. 로봇 제어반(10)에는, 로봇(30)을 제어하기 위한 복수의 장치가 조립되어 있다. 로봇 제어반(10)에는, 기동 스위치(12)와, 적하 시작 스위치(13, 14)와, 적하 완료 램프(15, 16)와, 설정용의 퍼스널 컴퓨터(11)가 결선에 의해 접속되어 있다(결선의 도시는 생략한다).

기동 스위치(12)는, 작업자가 로봇(30)을 기동시킬 때에 조작하는 스위치이다. 적하 시작 스위치(13, 14)는, 작업자가 로봇(30)을 동작시켜서 컨베이어로 반송된 하물을 팰릿에 적하시킬 때에 조작하는 스위치이다. 적하 완료 램프(15, 16)은, 로봇(30)에 의한 적하 작업이 완료된 것을 점등 또는 점멸에 의해 작업자에게 통보하는 램프이다. 또한, 기동 스위치(12) 및 적하 시작 스위치(13, 14)는, 「복수의 스위치」의 한 실시 형태에 대응한다.

[로봇의 기계 구성]

도 2는, 상면 및 측면에서 본 로봇(30)의 기계 구성을 도시하는 도면이다. 또한, 도 2에 도시하는 로봇(30)의 기계 구성은 한 예이고, 기타 기계 구성을 갖는 로봇이라도 좋다.

본 실시의 형태의 로봇(30)은, 설치면에 고정된 원통상의 설치대(40)와, 설치대(40)의 상면에 설치된 본체부(35)와, 본체부(35)에 접속된 하(下)암(33)과, 하암(33)과 함께 본체부(35)에 접속된 지지암(41)과, 지지암(41)에 접속된 웨이트(34)와, 하암(33) 및 지지암(41)에 접속된 상(上)암(32)과, 상암(32)에 접속된 링크(43)와, 링크(43)에 접속된 툴(31)과, 툴(31)의 선단에 마련된 엔드 이펙터(44)를 구비하고 있다. 또한, 도 2에서, 엔드 이펙터(44)의 형상은 간략화하여 도시되어 있다.

본체부(35)는, 설치대(40)에 장착된 후술하는 모터(71)의 축(축(45)에 따른 모터축)에 접속되어 있다. 하암(33)은, 본체부(35)에 장착된 모터(71)의 축(축(38)에 따른 모터축)에 접속되어 있다. 상암(32)은, 지지암(41)에 장착된 모터(71)의 축(축(37)에 따른 모터축)에 접속되어 있다. 툴(31)은, 링크(43)에 장착된 모터(71)의 축(축(42)에 따른 모터축)에 접속되어 있다. 또한, 각 모터(71)의 도시는 생략한다.

이하에서는, 설명의 편의상, 축(45)을 R축, 축(38)을 O축, 축(37)을 D축 및 축(42)을 T축이라고 칭한다. 또한, 하암(33) 및 상암(32)을 단지 암이라고도 칭한다.

본체부(35)는, 모터축의 회전에 의해 R축을 중심으로 회전한다. 본체부(35)의 회전에 따라, 암 및 엔드 이펙터(44)가 설치면과 평행하게 이동한다.

하암(33)은, 모터축의 회전에 의해 O축을 중심으로 회전한다. 상암(32)은, 모터축의 회전에 의해 D축을 중심으로 회전한다. 하암(33)의 O축 주위의 회전 또는 상암(32)의 D축 주위의 회전에 수반하여, 엔드 이펙터(44)가 R축에 가까워지거나 멀어지거나 한다. 예를 들면, 하암(33) 및 상암(32)이 설치면과 평행하게 가까워지면 R축과 엔드 이펙터(44)와의 거리가 점점 길어지고, 하암(33) 및 상암(32)이 설치면과 수직하게 가까워지면 R축과 엔드 이펙터(44)와의 거리가 점점 짧아진다.

웨이트(34)는, O축 및 D축에 걸리는 부하를 경감한다. 웨이트(34)는, 지지암(41)에 볼트(39)로 고정되어 있는데, 암의 회전에 따라 이동한다.

툴(31)은, 모터축의 회전에 의해 T축을 중심으로 회전한다. 툴(31)의 T축 주위의 회전에 수반하여, 엔드 이펙터(44)가 설치면에 평행하게 회전한다.

이와 같이, 로봇(30)은, 본체부(35), 암 및 툴(31)을 움직임에 의해, 엔드 이펙터(44)를 소망하는 위치로 이동시킴과 함께 소망하는 자세로 유지시킬 수 있다. 그리고, 엔드 이펙터(44)는, 반송된 하물을 잡아서 팰릿에 적하할 수 있다. 또한, 로봇(30)은, 「가동장치」의 한 실시 형태에 대응한다.

[동작 제어 시스템의 전체 구성]

도 3은, 동작 제어 시스템(1)의 전체 구성을 도시하는 도면이다. 로봇(30)의 각 축(R축, O축, D축, T축)에는, 모터(71)와, 인코더(70)와, 브레이크(72)가 마련되어 있다.

모터(71)는, 예를 들면 기어드 모터이고, 로봇(30)의 각 축을 회전시킨다. 인코더(70)는, 로봇(30)의 각 축의 회전 방향 및 회전 각도를 검출한다. 또한, 인코더(70)는, 각 축의 회전 각도를 절대치로 검출한 앱솔루트 인코더라도 좋고, 각 축의 회전 각도를 소정 위치에 대한 상대치로 검출한 인크리멘털 인코더라도 좋다. 브레이크(72)는, 예를 들면 무여자(無勵磁) 작동형의 전자 브레이크이다. 브레이크(72)가 비통전 중은 로봇(30)의 각 축에 브레이크가 걸린다.

로봇 제어반(10)은, 전자 개폐기(62)와, 서보 앰프(61)와, 구동 제어 장치(50)와, 동작 제어 장치(100)를 구비한다.

전자 개폐기(62)가 통전과 비통전으로 전환됨에 의해, 외부에 설치된 동력 전원(60)과 서보 앰프(61) 사이의 경로가 폐성(閉成) 또는 개방된다. 예를 들면, 전자 개폐기(62)가 통전 중은 동력 전원(60)과 서보 앰프(61) 사이의 경로가 폐성되어, 동력 전원(60)으로부터의 전력이 서보 앰프(61)에 공급된다. 한편, 전자 개폐기(62)가 비통전 중은 동력 전원(60)과 서보 앰프(61) 사이의 경로가 개방되고, 동력 전원(60)으로부터의 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된다. 또한, 전자 개폐기(62)는, 후술하는 동작 제어 장치(100)에 의해 통전과 비통전으로 전환된다.

서보 앰프(61)는, 구동 제어 장치(50)로부터의 지령에 의거하여 모터(71)를 구동하여 각 축을 회전시킨다. 서보 앰프(61)는, 전자 개폐기(62)를 통하여 공급된 동력 전원(60)으로부터의 전력을 이용하여 작동한다. 전자 개폐기(62)가 비통전이 되어 동력 전원(60)으로부터의 전력 공급이 차단된 경우, 서보 앰프(61)는 모터(71)를 구동할 수가 없다. 이 경우, 로봇(30)의 각 축에는 각 모터(71)로부터의 구동력 및 제동력이 주어지지 않는다. 따라서 각 축은, 이른바 프리 런 상태에서 타성으로 동작한 후에 정지한다. 또한, 서보 앰프(61)는, 「구동 장치」의 한 실시 형태에 대응하다. 또한, 서보 앰프(61)가 갖는 기능과 같은 기능을 모터(71)가 갖고 있어도 좋고, 이 경우는 모터(71)가 「구동 장치」의 한 실시 형태에 대응한다.

구동 제어 장치(50)는, 서보 앰프(61)를 제어하여 모터(71)를 구동시킨다. 구동 제어 장치(50)는, 작업자에 의해 입력된 프로그램에 의거하여 모터의 회전 속도 등을 서보 앰프(61)에 지령한다. 이와 같이, 구동 제어 장치(50)는, 서보 앰프(61)를 제어하여 모터(71)를 구동함에 의해 로봇(30)을 동작시킬 수 있다. 또한, 구동 제어 장치(50)는, 「구동 제어 장치」의 한 실시 형태에 대응한다.

공장 내에서의, 로봇(30)과 작업자와의 공동한 작업을, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 작업자가 기동 스위치(12)를 조작하면, 구동 제어 장치(50)의 제어에 의해 로봇(30)의 시스템이 기동하여 준비 상태가 된다. 작업자가 적하 시작 스위치(13)를 조작하면, 로봇(30)이 컨베이어(26)로 반송된 하물을 제1 스테이션의 제1 팰릿에 적하를 시작한다. 로봇(30)이 제1 스테이션에서 동작하고 있는 동안, 작업자는 제1 스테이션에 들어가지 않고 외부에서 대기한다. 제1 팰릿에서의 적하가 완료되면, 적하 완료 램프(15)가 점등 또는 점멸한다. 그리고, 작업자는, 제1 스테이션에 진입하여, 제1 팰릿에 적하된 하물을 외부에 운반하기 시작한다.

로봇(30)은, 구동 제어 장치(50)의 모터 제어에 의해 동작하는데, 구동 제어 장치(50)에 의한 제어에서는 로봇(30)의 동작의 안전이 보장되지 않을 우려가 있다. 예를 들면, 상기한 예의 경우, 로봇(30)이 제1 스테이션에서 적하 작업을 하고 있을 때에 구동 제어 장치(50)의 오작동으로 로봇(30)이 제1 스테이션으로부터 외부에 일탈할 가능성이 있다. 또한, 구동 제어 장치(50)가 취득한 인코더(70)로부터의 검출치에 오차가 있는 경우, 구동 제어 장치(50)에 의한 제어에 의해 로봇(30)이 오작동을 일으킬 우려도 있다. 한편, 기존의 구동 제어 장치(50)에 세이프티 PLC(programmable logic controller)와 같은 제어 시스템을 도입하면, 안전성의 확보를 보다 확실할 수는 있다. 그러나, 기존의 구동 제어 장치(50)를 개조 등 하면, 그 만큼 시간도 비용도 걸려 버린다.

이 때문에, 본 실시의 형태의 동작 제어 시스템(1)에서는, 구동 제어 장치(50)와는 별도로 안전성을 확보하기 위해 동작 제어 장치(100)가 마련되어 있다. 동작 제어 장치(100)는, 기존의 구동 제어 장치(50)에 결선에 의해 외부 부착된다. 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 동작 가능한 영역(동작 영역이라고도 칭한다) 중, 감시중의 동작 영역(감시 영역이라고도 칭한다)의 범위 내에서 로봇(30)이 동작하도록 로봇(30)의 동작을 제한한다.

동작 영역은, 작업자에 의한 기동 스위치(12) 또는 적하 시작 스위치(13, 14)의 조작에 의해 유효화되어, 감시 상태가 된다. 즉, 작업자는, 자신의 판단에 의거하여 유효화하여야 할(감시하여야 할) 동작 영역을 선택한다. 감시 영역 내에서는 동작 제어 장치(100)에 의해 로봇(30)의 동작이 허가되고, 감시 영역 외에서는 동작 제어 장치(100)에 의해 로봇(30)의 동작이 금지된다. 이와 같이, 동작 제어 장치(100)에 의해 감시 영역 내에서 로봇(30)의 동작을 제한하면, 작업자는 감시 영역 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다. 또한, 동작 제어 장치(100)는, 「동작 제어 장치」의 한 실시 형태에 대응한다. 또한, 감시 영역은, 「유효화 영역」의 한 실시 형태에 대응한다.

[동작 영역 및 감시 영역]

여기서, 도 4를 이용하여, 동작 영역 및 감시 영역에 관해 구체적으로 설명한다. 도 4는, 동작 영역의 설정의 한 예에 관해 설명하기 위한 도면이다. 작업자는, 퍼스널 컴퓨터(11)(도 3 참조)를 이용하여, 로봇(30)의 동작 영역을 미리 설정할 수 있다. 또한, 작업자는, 하나의 동작 영역을 설정할 수도, 복수의 동작 영역을 설정할 수도 있다.

동작 영역은, 로봇(30)의 설치면과 평행 방향으로 설정된다. 동작 영역은, 반드시 로봇(30)의 R축을 포함하여서 설정되어야 하고, 최대로 16점(点)의 정점(頂点)을 갖는 다각형으로 설정된다.

구체적으로는, 로봇(30)의 R축의 중심이 X-Y좌표의 (0, 0)으로 설정된 다음, X-Y좌표로 표시된 각 정점이 설정된다. 예를 들면, 도 4에 도시하는 예에서는, R축의 중심이 X-Y좌표의 (0, 0)으로 설정된 다음, P(0)가 X-Y좌표의 (X0, Y0)로, P(1)가 X-Y좌표의 (X1, Y1)로, P(2)가 X-Y좌표의 (X2, Y2)로, P(3)가 X-Y좌표의 (X3, Y3)로, P(4)가 X-Y좌표의 (X4, Y4)로 설정되어 있다. 또한, 동작 영역은, 로봇(30)의 R축에 더하여 기타 축을 포함하여 설정되어도 좋고, R축을 포함하지 않고 기타 축을 포함하여 설정되어도 좋다. 또한, 동작 영역은, 16점로 한하지 않고 기타의 수의 정점으로 설정되어도 좋고, 사각형으로 한하지 않고 원형 등으로 설정되어도 좋다.

이와 같이, 작업자는, 동작 영역을 임의로 설정함으로써, 동작 제어 장치(100)의 제어에 의해 작업 내용에 따른 적절한 감시 영역 내에서 로봇(30)을 동작시킬 수 있다.

그런데, 작업 내용에 따라서는, 하나의 동작 영역으로 한하는 것보다도 복수의 동작 영역에 걸쳐서 로봇(30)을 동작시키는 편이 작업 효율이 오르는 경우가 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 레이아웃과 같이, 제1 스테이션 및 제2 스테이션이라는 복수의 스테이션에서 로봇(30)에 의한 하물의 적하 작업이 필요한 경우가 있다. 이 경우, 작업자는, 제1 스테이션을 포함한 동작 영역 및 제2 스테이션을 포함한 동작 영역을 설정한 다음, 이들 복수의 동작 영역에 걸쳐서 로봇을 동작시킬 수 있으면 작업 효율을 올릴 수 있다.

그래서, 본 실시의 형태에서는, 하나의 동작 영역으로 한하지 않고, 복수의 동작 영역을 작업자에게 설정시킬 수 있도록 되어 있다.

도 5는, 동작 영역(0)∼동작 영역(3)이라는 4개의 동작 영역에 관해 설명하기 위한 도면이다. 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 동작 영역(0)은 컨베이어 영역을 감시하기 위한 영역이다. 감시 상태가 된 동작 영역(0)을 감시 영역(0)이라고 칭한다. 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 동작 영역(1)은 컨베이어 영역 및 제1 스테이션을 포함하는 영역을 감시하기 위한 영역이다. 감시 상태가 된 동작 영역(1)을 감시 영역(1)이라고 칭한다. 도 5(c)에 도시하는 바와 같이, 동작 영역(2)은 컨베이어 영역 및 제2 스테이션을 포함하는 영역을 감시하기 위한 영역이다. 감시 상태가 된 동작 영역(2)을 감시 영역(2)이라고 칭한다. 도 5(d)에 도시하는 바와 같이, 동작 영역(3)은 컨베이어 영역, 제1 스테이션 및 제2 스테이션을 포함하는 영역을 감시하기 위한 영역이다. 감시 상태가 된 동작 영역(3)을 감시 영역(3)이라고 칭한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 복수의 동작 영역은 서로 일부의 영역에서 중복되어 있다. 예를 들면, 동작 영역(0)과 동작 영역(1)은 컨베이어 영역이 중복되어 있다. 동작 영역(0)과 동작 영역(2)은 컨베이어 영역이 중복되어 있다. 동작 영역(0)과 동작 영역(3)은 컨베이어 영역이 중복되어 있다. 동작 영역(1)과 동작 영역(2)은 컨베이어 영역이 중복되어 있다. 동작 영역(1)과 동작 영역(3)은 컨베이어 영역 및 제1 스테이션을 포함하는 영역이 중복되어 있다. 동작 영역(2)과 동작 영역(3)은 컨베이어 영역 및 제2 스테이션을 포함하는 영역이 중복되어 있다. 또한, 어느 동작 영역에서도 컨베이어 영역을 포함하는 이유는, 본 실시의 형태의 경우, 컨베이어 영역에 로봇(30)이 설치되고, 또한 동작 영역이 반드시 로봇(30)의 R축을 포함하여 설정되기 때문이다.

이와 같이, 하나의 동작 영역으로 한하지 않고 복수의 동작 영역의 범위 내에서도 로봇(30)이 동작할 수 있기 때문에, 로봇(30)의 동작에 의해 효율적으로 작업을 추진할 수 있다.

[감시 영역 내에서의 로봇의 동작 제한]

다음에, 감시 영역 내에서의 로봇(30)의 동작 제한에 관해, 도 6(a) 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 6(a)는, 감시 영역 내에서의 로봇의 동작에 관해 설명하기 위한 도면이고, 도 7은, 로봇의 각 구성을 사각형으로 모델화한 도면이다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 동작 제어 장치(100)는, 구동 제어 장치(50)의 제어에 의해 로봇(30)이 동작하고 있는 동안, 로봇(30)의 각 요소를 사각형으로 모델화하여 각 요소의 동작을 예측한다. 예를 들면, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)의 암을 사각형으로 모델화하여, 우(右)로 선회하는 암의 동작을 예측한다. 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 동작 제어 장치(100)는, 웨이트(34)를 사각형으로 모델화하여, 암의 우선회에 수반하여 움직이는 웨이트(34)의 동작을 예측한다. 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 동작 제어 장치(100)는, 엔드 이펙터(44)를 사각형으로 모델화하고, 암의 우선회 및 신축에 수반하여 움직이는 엔드 이펙터(44)의 동작을 예측한다. 또한, 각 요소의 동작의 예측은, 각 요소의 이동 범위 및 통과 경로 등의 예측을 포함한다.

동작 제어 장치(100)는, 구동 제어 장치(50)에 의해 제어되어 로봇(30)(정확하게는 로봇(30)의 암, 웨이트(34), 엔드 이펙터(44))가 동작하고 있는 동안, 소정 주기 간격(예를 들면, 10msec 간격)마다 인코더(70)로부터의 검출치를 이용하여 로봇(30)의 각 축의 회전 방향 및 회전 각도를 산출한다. 또한, 동작 제어 장치(100)는, 가령 전자 개폐기(62)를 비통전으로 하여 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하는 경우를 소정 주기 간격마다 상정한다.

서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되면, 로봇(30)의 각 축에 대한 모터의 구동력 및 제동력이 없어지기 때문에, 이른바 프리 런 상태에서 각 축이 타성으로 회전한다. 즉, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하였다고 하여도, 각 축이 타성으로 회전함에 의해, 로봇(30)이 전력 공급의 차단 위치로부터 조금 진행하게 된다.

그래서, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)의 각 축이 타성으로 회전함에 의해 진행할 수 있는 로봇(30)의 정지 위치를 예측한다. 로봇(30)이 정지하는 예측 위치는, 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된 시점에서의 각 축의 회전 각도, 회전 방향 및 회전 속도로부터 구하여진다.

동작 제어 장치(100)는, 현재 위치에서의 로봇(30)의 모델화된 사각형의 각 정점과, 예측 위치에서의 로봇(30)이 모델화된 사각형의 각 정점을 각각 잇는 선분을 산출한다. 동작 제어 장치(100)는, 산출한 각 선분과, 감시 영역의 경계선으로, 벡터의 외적(外積) 계산을 이용한 교차 판정을 행한다. 동작 제어 장치(100)는, 선분의 교차 판정에서, 산출한 어느 하나의 선분이 감시 영역의 경계선을 교차하지 않는다고 판정한 경우, 로봇(30)의 예측 위치가 감시 영역 내의 위치이라고 판정한다. 한편, 동작 제어 장치(100)는, 선분의 교차 판정에서, 산출한 어느 하나의 선분이 감시 영역의 경계선을 교차하고 있다고 판정한 경우, 로봇(30)의 예측 위치가 감시 영역 외의 위치라고 판정한다. 또한, 선분의 교차 판정은 주지의 기술이기 때문에 상세한 설명은 할애한다.

이와 같이, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 동작하고 있는 동안, 현재 위치에서 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한 때에 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)이 도달하는 위치를 소정 주기 간격마다 예측하고, 예측한 위치가 감시 영역 외가 되는지의 여부를 판정한다. 그리고, 동작 제어 장치(100)는, 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)이 감시 영역 외가 된다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다.

예를 들면, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 로봇(30)의 암이 감시 영역 내의 위치(A)로부터 우선회하는 경우를 상정한다. 이 예에서, 동작 제어 장치(100)는, 암의 위치가 위치(B)인 때의 판정에서, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한 경우에 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)이 감시 영역 외가 되기 직전인 위치(C)까지 타성으로 진행한다고 예측한다. 가령 암의 위치가 위치(B)를 지나친 후에 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되면, 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)은 감시 영역 외가 될 가능성이 높다. 이 때문에, 동작 제어 장치(100)는, 암이 위치(B)에 달한 때에 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다. 이에 의해, 암이 타성으로 진행하여도, 감시 영역 외가 되기 직전인 위치(C)에서 정지하게 된다.

[경보 영역]

다음에, 경보 영역에 관해 설명한다. 도 6(b)는, 경보 영역을 일탈한 경우의 로봇(30)의 동작에 관해 설명하기 위한 도면이다. 작업자는, 퍼스널 컴퓨터(11)를 이용하여, 감시 영역 내에서 경보 영역을 미리 설정할 수 있다. 또한, 경보 영역은, 도 4를 이용하여 설명한 동작 영역의 설정과 마찬가지 방법으로 설정된다.

전술한 바와 같이, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 감시 영역 외가 되기 전에서 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다. 그러나, 일단 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되어 버리면, 복구 작업에 시간이 걸리고 작업자의 수고가 되고, 또한, 구동 제어 장치(50)에 의한 로봇(30)의 자동 운전이 중단되어 생산성이 내려가고 버린다. 그래서, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 경보 영역 외가 되면, 구동 제어 장치(50)에 로봇(30)을 제동 정지시키기 위한 정지 신호를 출력한다.

예를 들면, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 로봇(30)의 암이 감시 영역 내의 위치(a)로부터 우선회하는 경우를 상정한다. 이 예에서, 동작 제어 장치(100)는, 암이 경보 영역 외가 되기 직전인 위치(b)에 달한 때에 정지 신호를 구동 제어 장치(50)에 출력한다. 이에 의해, 구동 제어 장치(50)는, 동작 제어 장치(100)로부터 정지 신호가 입력된 때에 로봇(30)을 제동 정지시킬 수 있고, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한 일 없이 감시 영역 내인 위치(c)에서 로봇(30)을 제동 정지시킬 수 있다.

[동작 제어 장치의 내부 구성]

다음에, 재차 도 3을 참조하면서 동작 제어 장치(100)의 내부 구성에 관해 설명한다. 동작 제어 장치(100)는, 설정용 통신부(101)에 의해 퍼스널 컴퓨터(11)와 통신 가능하다. 작업자는, 퍼스널 컴퓨터(11)로 설정 툴의 어플리케이션을 기동하여, 설정 툴을 통하여 각종 설정을 행할 수 있다.

예를 들면, 작업자에 의해 퍼스널 컴퓨터(11)로 동작 영역을 설정한 데이터(예를 들면, 도 4에 도시하는 각 정점의 X 및 Y의 값)가 입력된 경우, 설정용 통신부(101)는, 설정된 동작 영역을 나타내는 신호를 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 받는다. 설정용 통신부(101)는, 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 받은 신호를 동작 영역 설정부(116)에 출력한다. 동작 영역 설정부(116)는, 설정용 통신부(101)로부터 받은 신호에 의거하여 검출한 동작 영역을 감시 대상의 동작 영역으로서 설정한다. 그리고, 동작 영역 설정부(116)는, 감시 대상의 동작 영역을 나타내는 신호를 유효화부(112)에 출력한다. 유효화부(112)는, 동작 영역 설정부(116)로부터 받은 신호에 의거하여, 감시 대상의 동작 영역을 검출한다.

작업자에 의해 퍼스널 컴퓨터(11)에서 경보 영역을 설정하는 데이터가 입력된 경우, 설정용 통신부(101)는, 설정된 경보 영역을 나타내는 신호를 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 받는다. 설정용 통신부(101)는, 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 받은 신호를 경보 영역 설정부(113)에 출력한다. 경보 영역 설정부(113)는, 설정용 통신부(101)로부터 받은 신호에 의거하여 검출한 경보 영역을 감시 대상의 경보 영역으로서 설정한다. 그리고, 경보 영역 설정부(113)는, 감시 대상의 경보 영역을 나타내는 신호를 유효화부(112)에 출력한다. 유효화부(112)는, 경보 영역 설정부(113)로부터 받은 신호에 의거하여, 감시 대상의 경보 영역을 검출한다. 또한, 경보 영역 설정부(113)는, 「경보 영역 설정부」의 한 실시 형태에 대응한다.

또한, 작업자는, 기동 스위치(12) 및 적하 시작 스위치(13, 14)라는 각 스위치와 감시 대상이 되는 동작 영역을 대응시킬 수 있다. 예를 들면, 본 실시의 형태에서는, 기동 스위치(12)가 동작 영역(0)에 대응하고, 적하 시작 스위치(13)가 동작 영역(1)에 대응하고, 적하 시작 스위치(14)가 동작 영역(2)에 대응한다.

작업자에 의해 퍼스널 컴퓨터(11)에서 각 스위치에 대응시키는 동작 영역을 설정한 데이터가 입력된 경우, 설정용 통신부(101)는, 각 스위치에 대응시켜진 동작 영역을 나타내는 신호를 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 받는다. 설정용 통신부(101)는, 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 받은 신호를 감시 설정부(111)에 출력한다. 감시 설정부(111)는, 설정용 통신부(101)로부터 받은 신호에 의거하여, 각 스위치에 대응시켜진 동작 영역을 설정한다. 그리고, 감시 설정부(111)는, 설정 내용을 나타내는 신호를 유효화부(112)에 출력한다. 유효화부(112)는, 감시 설정부(111)로부터 받은 신호에 의거하여, 각 스위치에 대응시켜진 동작 영역을 검출한다. 또한, 감시 설정부(111)는, 「영역 유효화 설정부」의 한 실시 형태에 대응한다.

또한, 작업자는, 복수의 동작 영역 중, 유효화된 동작 영역에 응하여, 라이트 커튼(21∼25) 중, 유효화하는 라이트 커튼 및 무효화하는 라이트 커튼을 설정할 수 있다.

예를 들면, 본 실시의 형태에서는, 동작 영역(0)이 유효화되어 감시 영역(0)이 된 경우, 라이트 커튼(21) 및 라이트 커튼(22)이 무효화되는 한편으로, 라이트 커튼(23), 라이트 커튼(24) 및 라이트 커튼(25)이 유효화된다. 동작 영역(1)이 유효화되어 감시 영역(1)이 된 경우, 라이트 커튼(22) 및 라이트 커튼(23)이 무효화되는 한편으로, 라이트 커튼(21), 라이트 커튼(24) 및 라이트 커튼(25)이 유효화된다. 동작 영역(2)이 유효화되어 감시 영역(2)이 된 경우, 라이트 커튼(21) 및 라이트 커튼(24)이 무효화되는 한편으로, 라이트 커튼(22), 라이트 커튼(23) 및 라이트 커튼(25)이 유효화된다. 동작 영역(3)이 유효화되어 감시 영역(3)이 된 경우, 라이트 커튼(23) 및 라이트 커튼(24)이 무효화되는 한편으로 라이트 커튼(21), 라이트 커튼(22) 및 라이트 커튼(25)이 유효화된다.

작업자에 의해 퍼스널 컴퓨터(11)로 유효화 또는 무효화하는 라이트 커튼을 설정한 데이터가 입력된 경우, 설정용 통신부(101)는, 각 라이트 커튼(21∼25)에 관해 유효화 또는 무효화의 설정을 나타내는 신호를 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 수신한다. 설정용 통신부(101)는, 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 받은 신호를 감시 설정부(111)에 출력한다. 감시 설정부(111)는, 설정용 통신부(101)로부터 받은 신호에 의거하여, 동작 영역에 대응시켜서 각 라이트 커튼(21∼25)의 유효화 또는 무효화를 설정한다. 그리고, 감시 설정부(111)는, 설정 내용을 나타내는 신호를 유효화부(112)에 출력한다. 유효화부(112)는, 감시 설정부(111)로부터 받은 신호에 의거하여, 각 라이트 커튼(21∼25)의 유효화 또는 무효화의 설정 상태를 검출한다. 또한, 감시 설정부(111)는, 「검출 유효화 설정부」의 한 실시 형태에 대응한다.

각 라이트 커튼(21∼25)은, 보호 정지 신호 입력부(102)에 접속되어 있다. 각 라이트 커튼(21∼25)에 의해 작업자 등에 의한 외부로부터의 진입이 검출된 경우, 보호 정지 신호 입력부(102)는, 작업자 등에 의한 차광을 나타내는 신호를 보호 정지 신호로서 라이트 커튼으로부터 받는다. 보호 정지 신호 입력부(102)는, 각 라이트 커튼(21∼25)으로부터 받은 보호 정지 신호를 동작 제어부(110)에 출력한다. 동작 제어부(110)는, 보호 정지 신호 입력부(102)로부터 받은 보호 정지 신호에 의거하여, 외부로부터의 진입이 검출된 라이트 커튼을 검출한다. 동작 제어부(110)는, 외부로부터의 진입이 검출된 라이트 커튼을 검출하면, 후술하는 서보 온 출력부(108)를 통하여 전자 개폐기(62)를 비통전으로 하는 신호를 전자 개폐기(62)에 출력한다. 또한, 동작 제어부(110)는, 「동작 제어부」의 한 실시 형태에 대응한다.

리셋 신호 입력부(103)는, 기동 스위치(12)에 접속되어 있다. 작업자에 의해 기동 스위치(12)가 조작된 경우, 리셋 신호 입력부(103)는, 기동 스위치(12)가 조작됨에 의해 생성된 신호를 리셋 신호로서 기동 스위치(12)로부터 받는다. 리셋 신호 입력부(103)는, 기동 스위치(12)로부터 받은 리셋 신호를 유효화부(112)에 출력한다. 유효화부(112)는, 리셋 신호 입력부(103)로부터 받은 리셋 신호에 의거하여 기동 스위치(12)가 조작된 것을 검출한다. 그리고, 유효화부(112)는, 조작된 기동 스위치(12)에 대응시켜진 동작 영역을 검출한다. 그리고, 유효화부(112)는, 검출한 동작 영역을 유효화하여 감시 영역으로 한다. 본 실시의 형태에서, 유효화부(112)는, 리셋 신호가 입력된 경우, 동작 영역(0)을 유효화하여 감시 영역(0)으로 한다.

감시 기동 신호 입력부(104)는, 적하 시작 스위치(13, 14)에 접속되어 있다. 작업자에 의해 적하 시작 스위치(13, 14)가 조작된 경우, 감시 기동 신호 입력부(104)는, 적하 시작 스위치(13, 14)가 조작됨에 의해 생성된 신호를 감시 기동 신호로서 적하 시작 스위치(13, 14)로부터 받는다. 감시 기동 신호 입력부(104)는, 적하 시작 스위치(13, 14)로부터 받은 감시 기동 신호를 유효화부(112)에 출력한다. 유효화부(112)는, 감시 기동 신호 입력부(104)로부터 받은 감시 기동 신호에 의거하여 적하 시작 스위치(13, 14)가 조작된 것을 검출한다. 그리고, 유효화부(112)는, 조작된 적하 시작 스위치(13, 14)에 대응시켜진 동작 영역을 검출한다. 또한, 유효화부(112)는, 검출한 동작 영역을 유효화하여 감시 영역으로 한다. 본 실시의 형태에서, 유효화부(112)는, 적하 시작 스위치(13)가 조작된 것을 나타내는 감시 기동 신호가 입력된 경우, 동작 영역(1)을 유효화하여 감시 영역(1)으로 한다. 또한, 유효화부(112)는, 적하 시작 스위치(14)가 조작된 것을 나타내는 감시 기동 신호가 입력된 경우, 동작 영역(2)을 유효화하여 감시 영역(2)으로 한다.

유효화부(112)는, 동작 영역을 유효화하여 감시 영역으로 한 경우, 감시 영역을 나타내는 신호를 동작 제어부(110)에 출력한다. 또한, 유효화부(112)는, 「유효화부」의 한 실시 형태에 대응한다. 동작 제어부(110)는, 유효화부(112)로부터 받은 신호에 의거하여 감시 영역인 된 동작 영역을 검출하고, 검출한 감시 영역 내에서 로봇(30)의 동작을 제한한다.

위치 신호 입력부(105)는, 로봇(30)의 각 축에 마련된 인코더(70)에 접속되어 있다. 위치 신호 입력부(105)는, 인코더(70)로부터 구동 제어 장치(50)에 대해 송신된 신호를 위치 신호로서 받는다. 위치 신호 입력부(105)는, 인코더(70)로부터 받은 위치 신호를 동작 제어부(110)에 출력한다. 동작 제어부(110)는, 위치 신호 입력부(105)로부터 받은 위치 신호에 의거하여 각 축의 회전 방향 및 회전 각도를 산출하고, 산출한 각 축의 회전 방향 및 회전 각도에 의거하여 로봇(30)의 동작을 제한한다.

감시 해제 신호 입력부(106)는, 구동 제어 장치(50)에 접속되어 있다. 구동 제어 장치(50)의 제어에 의해 로봇(30)이 적하 작업이 완료되면, 감시 해제 신호 입력부(106)는, 감시 영역 내에서의 작업이 완료된 것을 나타내는 신호를 감시 해제 신호로서 구동 제어 장치(50)로부터 받는다. 감시 해제 신호 입력부(106)는, 구동 제어 장치(50)로부터 받은 감시 해제 신호를 무효화부(115)에 출력한다. 무효화부(115)는, 감시 해제 신호에 의거하여 적하 작업이 완료된 것을 검출함과 함께, 작업이 완료된 감시 영역을 검출한다. 그리고, 무효화부(115)는, 검출한 감시 영역을 무효화하여 감시 상태를 해제한다. 또한, 무효화부(115)는, 감시 상태를 해제한 동작 영역을 나타내는 신호를 동작 제어부(110)에 출력한다. 동작 제어부(110)는, 무효화부(115)로부터 받은 신호에 의거하여 감시 상태가 해제된 동작 영역을 검출한다.

또한, 구동 제어 장치(50)는, 로봇(30)이 적하 작업이 완료되면, 적하 완료 램프(15, 16)을 점등 또는 점멸시킨다. 예를 들면, 구동 제어 장치(50)는, 감시 영역(1)의 범위 내에서 제1 팰릿으로의 적하 작업이 완료된 경우에는, 적하 완료 램프(15)를 점등 또는 점멸시키고, 감시 영역(2)의 범위 내에서 제2 팰릿으로의 적하 작업이 완료된 경우에는, 적하 완료 램프(16)를 점등 또는 점멸시킨다.

스테이터스 통신부(107)는, 구동 제어 장치(50)에 접속되어 있다. 스테이터스 통신부(107)는, 동작 제어부(110)의 제어에 관한 상태(예를 들면, 감시 영역 및 경보 영역의 설정 등)를 나타내는 신호를 동작 제어부(110)로부터 받는다. 스테이터스 통신부(107)는, 동작 제어부(110)로부터 받은 신호에 의거하여 설정되어 있는 감시 영역 및 경보 영역을 검출하고, 검출한 감시 영역 및 경보 영역을 나타내는 신호를 구동 제어 장치(50)에 출력한다. 구동 제어 장치(50)는, 스테이터스 통신부(107)로부터 받은 신호에 의거하여, 감시 영역 및 경보 영역의 범위 내에서 로봇(30)을 동작시킨다. 예를 들면, 구동 제어 장치(50)는, 감시 영역(1)이 설정되어 있는 경우, 감시 영역(1)의 범위 내에서 적하 작업을 행한다.

또한, 스테이터스 통신부(107)는, 로봇(30)이 경보 영역 외가 되는 경우에, 구동 제어 장치(50)에 로봇(30)을 제동 정지시키기 위한 정지 신호를 동작 제어부(110)로부터 받는다. 스테이터스 통신부(107)는, 동작 제어부(110)로부터 받은 정지 신호를 구동 제어 장치(50)에 출력한다. 구동 제어 장치(50)는, 스테이터스 통신부(107)로부터 정지 신호를 받으면, 서보 앰프(61)를 제어하여 모터(71)를 제동 정지한다. 이에 의해, 로봇(30)은, 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되는 일 없이 감시 영역 내에서 제동 정지된다.

서보 온 출력부(108)는, 전자 개폐기(62)에 접속되어 있다. 서보 온 출력부(108)는, 전자 개폐기(62)를 통전 또는 비통전으로 하기 위한 신호를 동작 제어부(110)로부터 받는다. 서보 온 출력부(108)는, 동작 제어부(110)로부터 받은 신호를 전자 개폐기(62)에 출력한다. 예를 들면, 동작 제어부(110)는, 로봇(30)이 동작하고 있는 동안, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한 경우에 타성으로 진행할 수 있는 로봇(30)의 위치를 소정 주기 간격마다 예측한다. 그리고, 동작 제어부(110)는, 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)이 감시 영역 외가 되는지의 여부를 예측한다. 동작 제어부(110)는, 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)이 감시 영역 외가 된다고 예측한 경우에, 서보 온 출력부(108)를 통하여 전자 개폐기(62)를 비통전으로 하는 신호를 전자 개폐기(62)에 출력한다. 이에 의해, 동력 전원(60)으로부터의 전력이 서보 앰프(61)에 공급되지 않고, 로봇(30)의 동작이 점점 정지차로 한다.

브레이크 신호 출력부(109)는, 브레이크(72)에 접속되어 있다. 브레이크 신호 출력부(109)는, 브레이크(72)를 통전 또는 비통전으로 하는 신호를 동작 제어부(110)로부터 받는다. 브레이크 신호 출력부(109)는, 동작 제어부(110)로부터 받은 신호를 브레이크 신호로서 브레이크(72)에 출력한다. 예를 들면, 동작 제어부(110)는, 로봇(30)의 각 축의 회전이 정지한 경우, 브레이크 신호 출력부(109)를 통하여 브레이크(72)를 비통전으로 하는 브레이크 신호를 브레이크(72)에 출력한다. 이에 의해, 모터(71)가 정지중은 브레이크(72)에 의해 각 축에 브레이크가 걸린다.

[적하 작업]

다음에, 상기한 구성을 갖는 동작 제어 시스템(1)을 이용한 적하 작업의 한 예에 관해 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다. 또한, 로봇(30)의 운전 모드에는, 로봇(30)이 적하 작업을 자동으로 행하는 오토 모드와, 작업자가 수동으로 로봇(30)을 움직여서 적하 작업을 행하는 매뉴얼 모드와, 로봇(30)이 적하 작업을 자동으로 행하기 위해 로봇(30)에 동작을 가르치는 티치 모드가 있다. 도 8 및 도 9에서는, 오토 모드에 의한 로봇(30)의 동작을 도시한다.

우선, 동작 제어 장치(100)의 전원이 투입되면, 구동 제어 장치(50)의 제어에 의해 로봇(30)이 동작 영역(0) 내의 인코더 확인 위치로 이동한다. 로봇(30)은 인코더 확인 위치에서 각 인코더(70)가 갖는 검출용의 디스크의 위치를 원점 보정한다.

도 8(a)에 도시하는 바와 같이, 작업자가 기동 스위치(12)를 조작하면, 동작 영역(0)만이 유효화되어 감시 영역(0)이 된다. 또한, 감시 영역(0)이 설정되었기 때문에, 라이트 커튼(21) 및 라이트 커튼(22)이 무효화되는 한편으로, 라이트 커튼(23), 라이트 커튼(24) 및 라이트 커튼(25)이 유효화된다. 동작 제어 장치(100)는, 라이트 커튼(23), 라이트 커튼(24) 및 라이트 커튼(25)의 어느 하나에서 작업자 등의 감시 영역(0)으로의 진입이 검출되면, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다.

도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 작업자가 적하 시작 스위치(13)를 조작하면, 새롭게 동작 영역(1)이 유효화되어 감시 영역(1)이 된다. 즉, 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)이 동작 제어 장치(100)의 감시 대상이 된다. 구동 제어 장치(50)는, 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)을 아우른 영역의 범위 내에서 제1 팰릿으로의 적하 작업을 행한다. 그리고, 동작 제어 장치(100)는, 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)을 아우른 영역의 범위 내에서 로봇(30)이 동작하도록 로봇(30)의 동작을 제한한다. 구체적으로, 동작 제어 장치(100)는, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단시킨 때에 타성으로 진행함에 의해, 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)의 어느 하나의 영역 내에 로봇(30)의 동작 범위가 포함된다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)의 어느 영역 내에도 로봇(30)의 동작 범위가 포함되지 않는다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하여 로봇(30)의 동작을 정지시킨다.

예를 들면, 도 8(a)에 도시하는 바와 같이 감시 영역(0)만이 설정되어 있는 경우, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 감시 영역(0)의 범위 내에서 동작하는 동안은 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는다. 한편, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 감시 영역(0)의 범위 외가 된다고 예측한 경우, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다. 그러나, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 감시 영역(0)의 범위 외가 된다고 예측한 경우라도, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이 감시 영역(1)이 설정되어 있는 경우, 로봇(30)의 동작 범위는 감시 영역(1)에 포함된다. 이 경우, 동작 제어 장치(100)는, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는다.

또한, 감시 영역(0)에 더하여 감시 영역(1)이 설정되었기 때문에, 새롭게 라이트 커튼(23)이 무효화됨과 함께 라이트 커튼(21)이 유효화된다. 동작 제어 장치(100)는, 라이트 커튼(21), 라이트 커튼(24) 및 라이트 커튼(25)의 어느 하나에서 작업자 등의 감시 영역으로의 진입이 검출된 경우, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다. 한편, 라이트 커튼(23)은 무효화되어 있기 때문에, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 라이트 커튼(23)을 통과하여도 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는다.

도 8(c)에 도시하는 바와 같이, 작업자가 적하 시작 스위치(14)를 조작하면, 새롭게 동작 영역(2)이 유효화되어 감시 영역(2)이 된다. 즉, 감시 영역(0), 감시 영역(1) 및 감시 영역(2)이 동작 제어 장치(100)의 감시 대상이 된다. 구동 제어 장치(50)는, 감시 영역(0), 감시 영역(1) 및 감시 영역(2)을 아우른 영역의 범위 내에서 제1 팰릿 및 제2 팰릿으로의 적하 작업을 행한다. 그리고, 동작 제어 장치(100)는, 감시 영역(0), 감시 영역(1) 및 감시 영역(2)을 아우른 영역의 범위 내에서 로봇(30)이 동작하도록 로봇(30)의 동작을 제한한다. 구체적으로, 동작 제어 장치(100)는, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단시킨 때에 타성으로 진행함에 의해, 감시 영역(0), 감시 영역(1) 및 감시 영역(2)의 어느 하나의 영역 내에 로봇(30)의 동작 범위가 포함된다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 감시 영역(0), 감시 영역(1) 및 감시 영역(2)의 어느 영역 내에도 로봇(30)의 동작 범위가 포함되지 않는다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하여 로봇(30)의 동작을 정지시킨다.

또한, 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)에 더하여 감시 영역(2)이 설정되었기 때문에, 새롭게 라이트 커튼(24)이 무효화됨과 함께 라이트 커튼(22)이 유효화된다. 동작 제어 장치(100)는, 라이트 커튼(21), 라이트 커튼(22) 및 라이트 커튼(25)의 어느 하나로 작업자 등의 감시 영역으로의 진입이 검출된 경우, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다. 한편, 라이트 커튼(23) 및 라이트 커튼(24)은 무효화되어 있기 때문에, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 라이트 커튼(23) 및 라이트 커튼(24)을 통과해도 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는다.

도 9(a)에 도시하는 바와 같이, 제1 팰릿으로의 적하 작업이 완료되면, 구동 제어 장치(50)는, 적하 완료 램프(15)를 점등 또는 점멸시킨다. 그리고, 동작 제어 장치(100)는, 감시 영역(1)을 무효화하고 감시 상태를 해제한다. 감시 영역(1)이 무효화되었기 때문에, 라이트 커튼(21)이 무효화된다. 이 때문에, 작업자는 라이트 커튼(21)을 통과하여 제1 스테이션 내에 진입할 수 있고, 적하 작업이 완료된 제1 팰릿을 외부에 반출할 수 있다.

한편, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 감시 영역(1)이 무효화되었기 때문에, 라이트 커튼(23)이 유효화된다. 이 때문에, 작업자가 불의로 라이트 커튼(23)을 통과하여 버리면, 동작 제어 장치(100)에 의해 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된다.

이와 같이, 복수의 동작 영역 중, 작업 내용에 응하여 소정의 동작 영역이 유효화되고, 또한, 어느 동작 영역이 유효화되었는지에 응하여 유효화되는 라이트 커튼과 무효화되는 라이트 커튼으로 나뉘어진다. 또한, 동작 제어 장치(100)에 의해, 감시 영역 내에서 로봇의 동작이 제한되기 때문), 작업자는 감시 영역 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다. 즉, 구동 제어 장치(50)에 외부 부착하여 동작 제어 장치(100)를 가함에 의해, 로봇(30)과 작업자와의 인터로크가 확립된다.

[동작 제어 장치의 처리]

다음에, 동작 제어 장치(100)의 구체적인 처리에 관해 도 10의 플로우를 참조하면서 설명한다. 도 10은, 동작 제어 장치(100)가 실행하는 동작 제어 처리의 한 예를 도시하는 플로우 차트이다. 또한, 도 10에 도시하는 동작 제어 처리는, 동작 제어 장치(100)가 갖는 각 처리부에 의해 소정 주기 간격(예를 들면, 10msec 간격)으로 실행된다.

동작 제어 장치(100)는, 작업자에 의해 적하 시작 스위치(13, 14)가 조작됨으로써 감시 기동 신호가 입력되는지의 여부를 판정한다(S10). 동작 제어 장치(100)는, 감시 기동 신호가 입력된 경우(S10에서 YES), 조작된 적하 시작 스위치(13, 14)에 대응시켜진 동작 영역을 검출한다(S11). 동작 제어 장치(100)는, 검출한 동작 영역을 유효화하여 감시 영역으로 한다(S12). 또한, 이때, 동작 제어 장치(100)는, 감시 영역에 응하여 라이트 커튼을 유효화 또는 무효화한다. 그 후, 동작 제어 장치(100)는, 본 루틴을 종료한다.

동작 제어 장치(100)는, 감시 기동 신호가 입력되지 않은 경우(S10에서 NO), 유효화되어 있는 라이트 커튼에 의해 작업자 등에 의한 외부로부터의 진입을 검출하는지의 여부를 판정한다(S13). 동작 제어 장치(100)는, 라이트 커튼에 의해 작업자 등에 의한 외부로부터의 진입을 검출한 경우(S13에서 YES), 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하여 로봇(30)의 동작을 정지시킨다(S14). 그 후, 동작 제어 장치(100)는, 본 루틴을 종료한다.

동작 제어 장치(100)는, 라이트 커튼에 의해 외부로부터의 진입을 검출하지 않은 경우(S13에서 NO), 인코더(70)에 의해 검출된 각 축의 회전 방향 및 회전 각도에 의거하여 로봇(30)의 현재 위치를 검출한다(S15).

동작 제어 장치(100)는, 경보 영역이 설정되어 있는지의 여부를 판정한다(S16). 동작 제어 장치(100)는, 경보 영역이 설정되지 않은 경우(S16에서 NO), S19의 처리로 이행한다. 한편, 동작 제어 장치(100)는, 경보 영역이 설정되어 있는 경우(S16에서 YES), S15의 처리에서 검출한 로봇(30)의 현재 위치에 의거하여, 로봇(30)이 경보 영역 외인지의 여부를 판정한다(S17).

동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 경보 영역 내라고 판정한 경우(S17에서 NO), S19의 처리로 이행한다. 한편, 로봇(30)이 경보 영역 외라고 판정한 경우(S17에서 YES), 구동 제어 장치(50)에 정지 신호를 출력한다(S18).

S19의 처리에서, 동작 제어 장치(100)는, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한 경우에 각 축의 타성 회전에 의해 진행할 수 있는 로봇(30)의 정지 위치를 예측한다(S19).

동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)의 예측 위치가 하나의 감시 영역의 범위 내의 위치인지의 여부를 판정한다(S20). 로봇(30)의 예측 위치가 하나의 감시 영역의 범위 내의 위치가 아닌, 즉 타성으로 진행함에 의해, 로봇(30)이 하나의 감시 영역의 범위 외가 되는 경우(S20에서 NO), 로봇(30)의 예측 위치가 다른 감시 영역의 범위 내의 위치인지의 여부를 판정한다(S21). 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)의 예측 위치가 다른 감시 영역의 범위 내의 위치가 아닌, 즉 타성으로 진행함에 의해, 로봇(30)이 다른 감시 영역의 범위 외가 되는 경우(S21에서 NO), 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하여 로봇(30)의 동작을 정지시킨다(S22). 그 후, 동작 제어 장치(100)는, 본 루틴을 종료한다.

한편, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)의 예측 위치가 어떠한 감시 영역의 범위 내의 위치인 경우(S20에서 YES 또는 S21에서 YES), 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하는 일 없이 본 루틴을 종료한다.

이상과 같이, 복수의 동작 영역 중, 적어도 하나의 동작 영역 내에서 로봇(30)이 동작하도록 로봇(30)의 동작이 제한된다. 예를 들면, 도 8(a)에 도시하는 바와 같이 동작 영역(0)만으로 한하지 않고, 도 8(c)에 도시하는 바와 같이 동작 영역(0), 동작 영역(1) 및 동작 영역(2)이라는 복수의 동작 영역 내에서도 로봇(30)이 동작할 수 있다. 이 때문에, 로봇(30)에 의해 효율적으로 작업을 추진할 수 있다. 또한, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 동작 영역(0) 및 동작 영역(1)이라는 복수의 동작 영역이 유효화되어 감시 영역인 된 경우에도, 동작 영역(1) 및 동작 영역(2)의 어느 하나의 영역 내에 로봇(30)의 동작 범위가 포함된다고 예측되면 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되지 않는 한편으로, 동작 영역(1) 및 동작 영역(2)의 어느 영역 내에도 로봇(30)의 동작 범위가 포함되지 않는다고 예측되면 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된다. 이 때문에, 작업자는 감시 영역(0) 및 감시 영역(1)을 아우른 영역의 범위 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다. 이에 의해, 안전성을 확보하면서 로봇(30)에 의한 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

복수의 동작 영역 중의 적어도 일방이 감시 영역인 경우, 복수의 동작 영역이 서로 중복되는 영역도 감시 영역이 된다. 예를 들면, 동작 영역(1)과 동작 영역(2)이 중복되는 컨베이어 영역에서는, 동작 영역(1) 및 동작 영역(2)의 적어도 일방이 감시 영역이라면, 컨베이어 영역도 감시 영역이 되고, 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되지 않는다. 이 때문에, 예를 들면, 동작 영역(1)이 감시 상태임에도 불구하고, 동작 영역(1)과 중복되는 동작 영역(2)이 감시 상태가 아님에 의해, 양자가 중복되는 영역이 감시 영역이 아니게 되어 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되어 버린다는 부적합함이 생기지 않는다.

서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된 경우에 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)이 감시 영역 외가 된다고 예측되면, 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된다. 이 때문에, 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된 때에 로봇(30)이 타성으로 진행한 경우를 고려하여도, 로봇(30)이 감시 영역 외가 되는 일이 없다. 이 때문에, 작업자는 감시 영역 외에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다.

또한, 로봇(30)의 예측 위치가 감시 영역 외의 위치인지의 여부의 판정은, 선분의 교차 판정으로 행하여진다. 이 때문에, 카메라를 이용한 화상 처리와 같은 복잡한 처리로 판정하는 경우에 비하여, 고속으로 판정 결과를 얻을 수 있다.

로봇(30)이 경보 영역 외가 되는 경우에 동작 제어 장치(100)로부터 구동 제어 장치(50)에 정지 신호가 출력된다. 이에 의해, 동작 제어 장치(100)에 의해 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되기 전에 구동 제어 장치(50)에 의한 서보 앰프(61)의 제어에 의해 로봇(30)이 제동 정지된다. 이 때문에, 동작 제어 장치(100)에 의해 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되어 버리는 것을 사전에 회피할 수 있다.

유효화된 라이트 커튼에 의해 감시 영역으로의 작업자 등에 의한 외부로부터의 진입이 있는 경우, 동작 제어 장치(100)에 의해 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단된다. 이 때문에, 예를 들면, 작업자가 감시 영역에 진입한 경우에도, 로봇(30)에 의해 작업자가 위험에 노출되어 버리는 것을 회피할 수 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 라이트 커튼(23)은, 동작 영역(0)과 동작 영역(1)과의 경계부 분 및 동작 영역(1)과 동작 영역(2)의 경계 부분에 마련되어 있다. 또한, 라이트 커튼(24)은, 동작 영역(0)과 동작 영역(2)과의 경계부 분 및 동작 영역(1)과 동작 영역(2)의 경계 부분에 마련되어 있다. 이와 같이, 라이트 커튼(23, 24)은 복수의 동작 영역이 겹쳐지는 경계 부분에 마련되어 있다. 그리고, 라이트 커튼(23, 24)은, 복수의 동작 영역의 양쪽이 감시 영역이라면, 암 등에 의한 외부로부터의 진입을 검출하지 않는다. 이에 의해, 복수의 동작 영역의 양쪽이 감시 영역임에도 불구하고, 라이트 커튼(23, 24)에 의해 일방의 감시 영역부터 타방의 감시 영역으로의 암 등에 의한 진입이 검출됨으로써 서보 앰프(61)로의 전력 공급이 차단되어 버린다는 부적합함이 생기지 않는다.

복수의 동작 영역에 대응시켜진 복수의 라이트 커튼이 있고, 작업자는 퍼스널 컴퓨터(11)를 이용하여, 유효화한 라이트 커튼 및 무효화한 라이트 커튼을 설정할 수 있다. 이와 같이, 소망하는 라이트 커튼에 대해 감시 영역으로의 외부로부터의 진입의 검출을 유효화하거나, 또는 무효화하거나 할 수 있다.

기동 스위치(12) 및 적하 시작 스위치(13, 14)는, 작업자가 퍼스널 컴퓨터(11)를 이용하여 어떠한 동작 영역에 대응시킬 수 있다. 이와 같이, 각 스위치의 각각과 유효화된 복수의 동작 영역이 대응되기 때문), 작업자는, 작업 내용에 응하여 조작하는 스위치를 바꾸는 것만으로 소망하는 동작 영역을 유효화시켜서 그 동작 영역 내에서 로봇(30)을 동작시킬 수 있다.

또한, 각 스위치와 유효화된 동작 영역을 대응시키는 것, 스위치가 조작된 때에 스위치에 대응하는 동작 영역이 유효화된 것, 감시 영역에 응하여 라이트 커튼을 유효화 또는 무효화하는 것 및 적하 작업이 완료된 때에 감시 영역이 무효화되는 것 등, 이들 전부를 작업자는 퍼스널 컴퓨터를 이용하여 미리 설정할 수 있다. 이 때문에, 세이프티 PLC와 같은 특별한 제어 장치를 사용하여 프로그램을 꾸밀 필요가 없다.

[변형례]

이상, 본 발명에서의 주된 실시의 형태를 설명하여 왔지만, 본 발명은, 상기한 실시의 형태로 한정되지 않는다.

본 실시의 형태에서는, 복수의 동작 영역이 서로 일부의 영역에서 중복되는 것이었지만, 이것으로 한하지 않는다. 예를 들면, 복수의 동작 영역이 서로 중복되는 영역을 포함하는 일 없이 인접하는 것이라도 좋다. 가령, 복수의 동작 영역이 서로 중복되는 영역을 포함하는 일 없이 인접하는 경우, 동작 제어 장치(100)는, 이하와 같이 동작하여도 좋다. 즉, 동작 제어 장치(100)는, 이웃하는 복수의 동작 영역 중의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 로봇(30)의 동작 범위가 포함된다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 이웃하는 복수의 동작 영역 중의 어느 동작 영역의 범위 내에도 로봇(30)의 동작 범위가 포함되지 않는다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한다. 예를 들면, 도 8(b)에 도시하는 감시 영역(1)과 감시 영역(2)이 중복되지 않고 인접하는 경우를 상정한다. 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 감시 영역(0)의 범위 외가 되어 감시 영역(1)으로 이동한다고 예측한 경우, 감시 영역(1)이 설정되어 있어도, 로봇(30)의 동작 범위가 감시 영역(0)의 범위 내에 포함되지 않기 때문에, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하는 것이라도 좋다.

또한, 상기한 예로 한하지 않고, 복수의 동작 영역이 서로 중복되는 영역을 포함하는 일 없이 인접하는 경우, 동작 제어 장치(100)는, 이하와 같이 동작하여도 좋다. 즉, 동작 제어 장치(100)는, 이웃하는 복수의 동작 영역 중의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 로봇(30)이 포함된다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 이웃하는 복수의 동작 영역 중의 어느 동작 영역의 범위 내에도 로봇(30)이 포함되지 않는다고 예측하면 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하는 것이라도 좋다. 예를 들면, 도 8(b)에 도시하는 감시 영역(1)과 감시 영역(2)이 중복되지 않고 인접하는 경우를 상정한다. 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 감시 영역(0)의 범위 외가 되어 감시 영역(1)으로 이동한다고 예측한 경우, 감시 영역(1)이 설정되어 있고, 또한 예측 동작 후의 로봇(30)이 감시 영역(1)의 범위 내에 포함되어 있으면, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하지 않는다. 한편, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 감시 영역(0)의 범위 외가 되고 감시 영역(1)에 이동한다고 예측한 경우, 감시 영역(1)이 설정되어 있어도, 예측 동작 후의 로봇(30)이 감시 영역(1)의 범위 내에 포함되지 않으면, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하는 것이라도 좋다.

본 실시의 형태에서는, 로봇(30)의 동작이 허가되는 동작 영역을 작업자에 의해 설정할 수 있도록 되어 있지만, 로봇(30)에 의한 진입이 금지되는 금지 영역을 작업자에 의해 설정할 수 있는 것이라도 좋다. 예를 들면, 작업자는, 퍼스널 컴퓨터(11)로부터 금지 영역을 설정하기 위한 지령을 입력하면, 동작 제어 장치(100)가 갖는 금지 영역 설정부(도시는 생략)에 의해 금지 영역이 설정된다. 그리고, 동작 제어부(110)는, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한 경우에 타성으로 진행함에 의해 로봇(30)이 금지 영역 내로 진입한다고 예측한 경우에, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하는 것이라도 좋다.

또한, 금지 영역은, 작업자에 의해 설정하는 것이 아니고, 동작 제어 장치(100)에 의해 자동적으로 설정되는 것이라도 좋다. 예를 들면, 도 4 등에 도시하는 본 실시의 형태의 예에서는, 동작 영역은 로봇(30)의 R축을 포함하여 설정되어야 한다. 가령 작업자에 의해 로봇(30)의 R축을 포함하지 않고 동작 영역이 설정된 경우, 설정된 동작 영역은 동작 제어 장치(100)에 의해 금지 영역으로 자동적으로 변경되는 것이라도 좋다.

이와 같이, 금지 영역을 마련함에 의해, 설정된 금지 영역 내에는 가동장치가 진입하는 일이 없기 때문에, 작업자는 금지 영역 내에서 안전하게 작업을 추진할 수 있다.

본 실시의 형태에서는, 작업자는 설치면과 평행 방향으로 동작 영역을 설정할 수 있지만, 이것으로 한하지 않는다. 예를 들면, 작업자는 설치면과 수직 방향으로 동작 영역을 설정할 수 있어도 좋다. 또한, 동작 제어 장치(100)는, 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단한 때에 타성으로 진행함에 의해, 로봇(30)의 각 구성이 소정의 동작 영역 내인지의 여부를 판정하는 것이라도 좋다.

구체적으로, 동작 제어 장치(100)는, 로봇(30)이 가장 높아지는 위치(예를 들면, 도 2에 도시하는 상한점)와, 로봇(30)의 엔드 이펙터(44)의 저변의 위치(예를 들면, 도 2에 도시하는 하한점)를 예측하고, 상한점 및 하한점이 수직 방향의 감시 영역 내에 존재하는지의 여부를 판정한다. 그리고, 동작 제어 장치(100)는, 판정의 결과, 상한점 및 하한점이 수직 방향의 감시 영역 외가 된다고 예측된 경우에 서보 앰프(61)로의 전력 공급을 차단하는 것이라도 좋다.

금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1 : 동작 제어 시스템 10 : 로봇 제어반
11 : 퍼스널 컴퓨터 12 : 기동 스위치
13, 14 : 적하 시작 스위치 21∼25 : 라이트 커튼
30 : 로봇 50 : 구동 제어 장치
60 : 동력 전원 61 : 서보 앰프
62 : 전자 스위치 71 : 모터
100 : 동작 제어 장치 110 : 동작 제어부
112 : 유효화부 113 : 경보 영역 설정부

Claims

구동 제어 장치에 의한 구동 장치의 제어에 의해 동작하는 가동장치의 동작 제어 장치로서,
상기 가동장치가 동작 가능한 복수의 동작 영역 중에서 적어도 하나의 동작 영역을 유효화하는 유효화부와,
상기 유효화부에 의해 유효화된 동작 영역인 유효화 영역의 범위 내에서 상기 가동장치가 동작하도록 상기 가동장치의 동작을 제한하는 동작 제어부를 구비하고,
상기 동작 제어부는, 상기 유효화부에 의해 복수의 동작 영역에 포함되는 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이 유효화된 경우, 상기 제1 동작 영역 및 상기 제2 동작 영역의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 상기 가동장치가 포함된다고 예측하면 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 상기 제1 동작 영역 및 상기 제2 동작 영역의 어느 동작 영역의 범위 내에도 상기 가동장치가 포함되지 않는다고 예측하면 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 동작 영역과 상기 제2 동작 영역이란 일부의 영역이 중복되고,
상기 제1 동작 영역 및 상기 제2 동작 영역의 적어도 일방이 상기 유효화 영역인 경우, 상기 제1 동작 영역과 상기 제2 동작 영역이 중복되는 영역도 상기 유효화 영역으로 되는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 동작 제어부는, 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단한 경우에 타성으로 진행함에 의해 상기 가동장치가 상기 유효화 영역의 범위 외가 된다고 예측하면, 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유효화 영역의 범위 내에서 소정의 경보 영역을 설정하는 경보 영역 설정부를 또한 구비하고,
상기 동작 제어부는, 상기 가동장치가 상기 경보 영역의 범위 외가 되는 경우에, 상기 구동 제어 장치에 정지 신호를 출력함에 의해 상기 구동 제어 장치에 상기 구동 장치를 제어시켜서 상기 가동장치를 정지시키는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입을 검출하도록 구성된 진입 검출부를 또한 구비하고,
상기 동작 제어부는, 상기 진입 검출부에 의해 상기 진입이 검출된 경우, 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 진입 검출부는,
상기 제1 동작 영역과 상기 제2 동작 영역의 경계 부분에 마련되고,
상기 제1 동작 영역 및 상기 제2 동작 영역이 상기 유효화 영역이라면, 상기 진입을 검출하지 않다 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
복수의 동작 영역에 대응시켜진 복수의 상기 진입 검출부를 구비하고,
복수의 상기 진입 검출부 중, 상기 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입의 검출을 유효화하는 상기 진입 검출부와, 상기 유효화 영역으로의 외부로부터의 진입의 검출을 무효화하는 상기 진입 검출부를 설정하는 검출 유효화 설정부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 스위치의 각각에 대응시켜진 복수의 동작 영역을 유효화하는 영역 유효화 설정부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동장치에 의한 진입이 금지되는 금지 영역을 설정하는 금지 영역 설정부를 또한 구비하고,
상기 동작 제어부는, 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단한 경우에 타성으로 진행함에 의해 상기 가동장치가 상기 금지 영역의 범위 내가 된다고 예측하면, 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 장치.
상기 가동장치와, 상기 구동 제어 장치와, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 상기 동작 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 시스템.
구동 제어 장치에 의한 구동 장치의 제어에 의해 동작하는 가동장치의 동작 제어 방법으로서,
상기 가동장치가 동작 가능한 복수의 동작 영역 중에서 적어도 하나의 동작 영역을 유효화하는 유효화 스텝과,
상기 유효화 스텝에 의해 유효화된 동작 영역인 유효화 영역의 범위 내에서 상기 가동장치가 동작하도록 상기 가동장치의 동작을 제한하는 동작 제어 스텝을 구비하고,
상기 동작 제어 스텝은, 상기 유효화 스텝에 의해 복수의 동작 영역에 포함되는 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역이 유효화된 경우, 상기 제1 동작 영역 및 상기 제2 동작 영역의 어느 하나의 동작 영역의 범위 내에 상기 가동장치가 포함된다고 예측하면 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단하지 않는 한편으로, 상기 제1 동작 영역 및 상기 제2 동작 영역의 어느 동작 영역의 범위 내에도 상기 가동장치가 포함되지 않는다고 예측하면 상기 구동 장치로의 전력 공급을 차단하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 제어 방법.