WO2021117815A1 - 安全信号出力装置、装着部材、安全システム及び監視無効化方法 - Google Patents

安全信号出力装置、装着部材、安全システム及び監視無効化方法 Download PDF

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WO2021117815A1
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WO
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terminal
output device
safety signal
signal output
safety
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PCT/JP2020/046067
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English (en)
French (fr)
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義章 塔ノ上
一博 上北
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/048—Monitoring; Safety
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic

Definitions

  • the present invention mainly relates to a safety signal output device that monitors the input of an electric signal and outputs a safety signal.
  • Patent Document 1 discloses a configuration relating to this type of robot system.
  • Patent Document 1 includes a control panel for controlling the operation of a robot or the like, and an operation box for performing an operation such as teaching of the robot or the like.
  • the control panel has an emergency stop circuit and a power supply circuit that control the operation of a robot or the like.
  • the control panel is provided with a relay that turns on and off the power supply circuit in parallel with the emergency stop circuit.
  • the emergency stop circuit is connected to a B contact switch provided in the operation box via a connector and a lead wire.
  • the emergency stop circuit is operated by the B contact switch in the operation box.
  • the emergency stop circuit is short-circuited by the B contact of the relay, so that the emergency stop signal is not output from the emergency stop circuit.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to appropriately disable the monitoring of electric signals with a simple configuration.
  • a safety signal output device having the following configuration. That is, this safety signal output device monitors a plurality of systems of electric signals input from the first device, and outputs a safety signal based on the monitoring result.
  • the safety signal output device includes a connector capable of electrically connecting a second device different from the first device.
  • the connector includes at least a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal.
  • the safety signal output device outputs electric signals having different timings to the first terminal and the third terminal, respectively.
  • the safety signal output device does not output the safety signal.
  • the safety signal output device When an electric signal is input from the first device to the safety signal output device in all of the plurality of systems, the safety signal output device operates as described in (1) to (3) below.
  • An electric signal timely corresponding to the output timing of the electric signal to the first terminal is input from the second terminal to the safety signal output device, and the output timing of the electric signal to the third terminal.
  • the safety signal output device When the electric signal corresponding to the time is input to the safety signal output device from the fourth terminal in the first state, the safety signal output device outputs the safety signal.
  • An electric signal timely corresponding to the output timing of the electric signal to the first terminal is input from the fourth terminal to the safety signal output device, and the output timing of the electric signal to the third terminal.
  • the safety signal output device When the electric signal corresponding to the time is input from the second terminal to the safety signal output device in the second state, the safety signal output device outputs the safety signal. (3) Even when an electric signal is input from the first device to the safety signal output device in all of the plurality of systems, if it is different from either the first state or the second state, the safety signal The output device does not output a safety signal.
  • this safety signal output device monitors a plurality of systems of electric signals input from the first device.
  • the safety signal output device can monitor a plurality of systems of electric signals output by a second device different from the first device.
  • the safety signal output device includes a connector to which the second device can be electrically connected.
  • the connector includes at least a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal.
  • the safety signal output device outputs a safety signal based on the monitoring result.
  • the monitoring invalidation method the monitoring of the electric signal at the connector is invalidated.
  • the safety signal output device When an electric signal is input from the first device to the safety signal output device in all of the plurality of systems, the safety signal output device is timely at the output timing of the electric signal to the first terminal.
  • the corresponding electric signal is input to the safety signal output device from the second terminal or the fourth terminal, and the electric signal timely corresponding to the output timing of the electric signal to the third terminal is the fourth terminal.
  • the safety signal is output while being input to the safety signal output device from the second terminal.
  • a mounting member is mounted on the connector, the first terminal and the fourth terminal are electrically connected, and the third terminal and the second terminal are electrically connected.
  • the schematic diagram of the safety system which concerns on one Embodiment of this invention.
  • the graph which shows the relationship between the pulse signal output by a safety signal output device for monitoring the state of a duplicated pressure switch, and the pulse signal input from the pressure switch to the safety signal output device.
  • the figure which shows the state which the short-circuit member was attached to the 2nd connector without using the external shaft device.
  • the graph which shows the pulse signal when the monitoring about a 2nd connector is invalidated by a short circuit member.
  • the graph which shows the pulse signal in the state which the pressure switch is open in a robot body and an external shaft device. Schematic diagram of the robot system.
  • FIG. 1 is a schematic view of a safety system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the safety system 1 shown in FIG. 1 includes a robot main body (first device) 10, an external shaft device (second device) 20, and a safety signal output device 30.
  • the robot body 10 and the external shaft device 20 perform predetermined operations.
  • the robot body 10 and the external shaft device 20 are applied to the painting work, but can also be used for other work.
  • the robot body 10 is installed in the painting booth.
  • the robot body 10 has an arm (not shown). This arm is driven by a plurality of illustrated electric motors.
  • a spray gun is attached to the tip of the arm, which enables painting while controlling the position and orientation of the spray gun with respect to the work.
  • the external shaft device 20 is installed in the painting booth.
  • the external shaft device 20 drives an electric motor different from the electric motor of the robot body 10, for example, linearly moves the work. As a result, for example, a work having an elongated shape can be efficiently painted.
  • the periphery of the electric motor and the like shown in the figure is covered with a cover or the like so as not to be exposed to the painting booth.
  • the air outside the painting booth is constantly supplied to the inside of the cover through an air pipe (not shown) to maintain a positive pressure.
  • this space may be referred to as a positive pressure space.
  • the robot body 10 includes pressure switches 11 and 12.
  • the pressure switches 11 and 12 are arranged in the positive pressure space of the robot body 10.
  • the pressure switches 11 and 12 are configured to close the contacts when the detected pressure is equal to or higher than a predetermined value and open the contacts when the detected pressure is less than a predetermined value. For example, when the pressure in the positive pressure space drops due to an abnormality in the air piping, the pressure switches 11 and 12 open. Thereby, it is possible to detect whether or not a predetermined pressure is maintained by the air pipe.
  • the external shaft device 20 includes pressure switches 21 and 22.
  • the pressure switches 21 and 22 are arranged in the positive pressure space of the external shaft device 20. Since the configurations and functions of the pressure switches 21 and 22 are the same as those of the pressure switches 11 and 12 of the robot main body 10, detailed description thereof will be omitted.
  • Two pressure switches 11 and 12 of the robot body 10 are provided for duplication. The same applies to the pressure switches 21 and 22 of the external shaft device 20.
  • the pressure switches 11 and 12 of the robot body 10 are electrically connected to the safety signal output device 30 via the first connector 41.
  • a cable capable of inputting / outputting signals is connected between the robot body 10 and the first connector 41.
  • the pressure switches 21 and 22 of the external shaft device 20 are electrically connected to the safety signal output device 30 via the second connector (connector) 42.
  • a cable capable of inputting / outputting signals is connected between the external shaft device 20 and the second connector 42.
  • the first connector 41 includes a plurality of terminals.
  • the plurality of terminals include at least a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal.
  • numbers corresponding to the first to fourth terminals of the first connector 41 are assigned.
  • each terminal of the first connector 41 will be described.
  • the first terminal is a terminal for the safety signal output device 30 to output a pulse signal to the pressure switch 11 of the robot body 10.
  • the second terminal is a terminal for inputting a pulse signal from the pressure switch 11 of the robot body 10 to the safety signal output device 30.
  • the third terminal is a terminal for the safety signal output device 30 to output a pulse signal to the pressure switch 12 of the robot body 10.
  • the fourth terminal is a terminal for inputting a pulse signal from the pressure switch 12 of the robot body 10 to the safety signal output device 30.
  • the second connector 42 also has a plurality of terminals like the first connector 41.
  • the plurality of terminals include at least a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal.
  • numbers corresponding to the first to fourth terminals of the second connector 42 are assigned.
  • each terminal of the second connector 42 will be described.
  • the first terminal is a terminal for the safety signal output device 30 to output a pulse signal to the pressure switch 21 of the external shaft device 20.
  • the second terminal is a terminal for inputting a pulse signal from the pressure switch 21 of the external shaft device 20 to the safety signal output device 30.
  • the third terminal is a terminal for the safety signal output device 30 to output a pulse signal to the pressure switch 22 of the external shaft device 20.
  • the fourth terminal is a terminal for inputting a pulse signal from the pressure switch 22 of the external shaft device 20 to the safety signal output device 30.
  • the operations of the robot body 10 and the external shaft device 20 are controlled based on control signals output by a control device (not shown).
  • a control device (not shown).
  • the electric power for driving the electric motor or the like is supplied from the power source on condition that the safety signal output device 30 outputs the safety signal.
  • the safety signal output device 30 stops outputting the safety signal
  • the power supply to the robot main body 10 and the external shaft device 20 is immediately cut off.
  • the safety signal output device 30 stops outputting the safety signal the above-mentioned control device immediately stops the operation of the electric motors of the robot body 10 and the external shaft device 20.
  • the robot body 10 and the external shaft device 20 can be quickly put into an emergency stop state.
  • the external shaft device 20 may not be required, and the painting work may be performed without problems only with the robot body 10. In this case, the external shaft device 20 can be omitted.
  • the safety signal output device 30 has determination circuits (determination units) 31 and 32.
  • the determination circuits 31 and 32 are composed of logic circuits. Each of the determination circuits 31 and 32 monitors an electric signal with respect to the pressure in the positive pressure space of the robot body 10 and the pressure in the positive pressure space of the external shaft device 20.
  • the determination circuit 31 outputs an appropriate pulse signal to the first terminal of the first connector 41. Further, the determination circuit 31 determines whether or not the pulse signal corresponding to this output is input from the second terminal of the first connector 41.
  • a pulse signal is a type of electrical signal.
  • the pulse signal output by the determination circuit 31 to the first terminal of the first connector 41 can be, for example, a rectangular pulse signal in which the voltage level is switched from H to L for a short time.
  • the determination circuit 32 also operates in the same manner as the determination circuit 31. If there is no abnormality such as a failure in the pressure switch 11 and the positive pressure space of the robot body 10 is equal to or higher than a predetermined pressure, the pulse signal that switches at the same timing as the pulse signal output by the determination circuit 31 or 32 to the first terminal is generated. It will be input to the determination circuit 31 or 32 from the second terminal.
  • the determination circuit 31 outputs a pulse signal to the third terminal of the first connector 41. Further, the determination circuit 31 determines whether or not the pulse signal corresponding to this output is input from the fourth terminal of the first connector 41.
  • the determination circuit 32 also operates in the same manner as the determination circuit 31. If there is no abnormality such as a failure in the pressure switch 12, and the positive pressure space of the robot body 10 is equal to or higher than a predetermined pressure, the pulse signal that switches at the same timing as the pulse signal output by the determination circuit 31 or 32 to the third terminal is generated. It will be input to the determination circuit 31 or 32 from the fourth terminal.
  • the determination circuit 31 periodically and repeatedly outputs a pulse signal to the first terminal and the third terminal of the first connector 41. Further, the determination circuit 31 monitors the voltage levels of the second terminal and the fourth terminal. The determination circuit 32 also operates in the same manner as the determination circuit 31. In this way, it is possible to monitor the two systems of electrical signals input from the robot body 10.
  • the pulse waveforms output by the determination circuits 31 and 32 to the first and third terminals of the first connector 41 and the pulse waveforms input to the determination circuits 31 and 32 from the second and fourth terminals are input.
  • the relationship between pulse waveforms is shown.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output from the determination circuit 31 or 32 to the first terminal of the first connector 41 is input from the second terminal to the determination circuit 31 or 32, and the determination circuit If a pulse signal having the same timing as the pulse signal output from the 31 or 32 to the third terminal is input from the fourth terminal to the determination circuit 31 or 32, the monitoring of the pressure switches 11 and 12 is normal.
  • the determination circuit 31 outputs a pulse signal to the first terminal of the second connector 42. Further, the determination circuit 31 determines whether or not the pulse signal corresponding to this output is input from the second terminal of the second connector 42.
  • the determination circuit 32 also operates in the same manner as the determination circuit 31. If there is no abnormality such as a failure in the pressure switch 21, and the positive pressure space of the external shaft device 20 is equal to or higher than a predetermined pressure, a pulse signal that switches at the same timing as the pulse signal output by the determination circuit 31 or 32 to the first terminal is generated. , It will be input to the determination circuit 31 or 32 from the second terminal.
  • the determination circuit 31 outputs a pulse signal to the third terminal of the second connector 42. Further, the determination circuit 31 determines whether or not the pulse signal corresponding to this output is input from the fourth terminal of the second connector 42.
  • the determination circuit 32 also operates in the same manner as the determination circuit 31. If there is no abnormality such as a failure in the pressure switch 22, and the positive pressure space of the external shaft device 20 is equal to or higher than a predetermined pressure, a pulse signal that switches at the same timing as the pulse signal output by the determination circuit 31 or 32 to the third terminal is generated. , Is input to the determination circuit 31 or 32 from the fourth terminal.
  • the determination circuit 31 periodically and repeatedly outputs a pulse signal to the first terminal and the third terminal of the second connector 42. Further, the determination circuit 31 monitors the voltage levels of the second terminal and the fourth terminal.
  • the determination circuit 32 also operates in the same manner as the determination circuit 31. In this way, it is possible to monitor the two systems of electric signals input from the external shaft device 20.
  • FIG. 2B shows a pulse waveform output by, for example, a determination circuit 31 to the first terminal and the third terminal of the second connector 42 with the external shaft device 20 connected to the second connector 42, and the second terminal.
  • the relationship between the waveform and the pulse waveform input from the fourth terminal to the determination circuit 31 is shown.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output from the determination circuit 31 or 32 to the first terminal of the second connector 42 is input from the second terminal to the determination circuit 31 or 32, and the determination circuit If a pulse signal having the same timing as the pulse signal output from the 31 or 32 to the third terminal is input from the fourth terminal to the determination circuit 31 or 32, the monitoring of the pressure switches 21 and 22 is normal.
  • the timing of the pulse signal output by the determination circuit 31 to the first terminal of the second connector 42 and the timing of the pulse signal output to the third terminal are different from each other.
  • Two judgment circuits 31 and 32 are provided for duplication, and each can output a safety signal.
  • the safety signal output device 30 can output the safety signal in two systems. If the safety signal is not output even in one of the two systems, the reliability can be improved by setting the above-mentioned emergency stop state.
  • the safety signal output device 30 can be applied to both the case where the external shaft device 20 is used and the case where the external shaft device 20 is not used.
  • the external shaft device 20 is simply removed from the second connector 42 when the external shaft device 20 is not used, it is substantially the same as the pressure switches 21 and 22 in the open state in FIG.
  • the determination circuits 31 and 32 cannot output a safety signal (in other words, the robot body 10 cannot be moved).
  • the short-circuit member (mounting member) 50 can be attached to the second connector 42 of the safety signal output device 30 as shown in FIG. .
  • the short-circuit member 50 is a member that constitutes the safety system 1.
  • the short-circuit member 50 is removable from the second connector 42.
  • the first terminal of the second connector 42 is electrically connected to the fourth terminal, and the third terminal is electrically connected to the second terminal. The connector.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output by the determination circuits 31 and 32 to the first terminal of the second connector 42 is generated.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output by the determination circuits 31 and 32 to the third terminal of the second connector 42 is input to the determination circuits 31 and 32 from the second terminal.
  • the determination circuits 31 and 32 are the first terminal and the third terminal of the second connector 42.
  • pulse signals having different timings are periodically output.
  • the pulse signal when a pulse signal is input to the determination circuits 31 and 32 from the second terminal of the second connector 42, the pulse signal is a pulse signal output to the first terminal by the determination circuits 31 and 32 in the state of FIG. It can be easily determined based on the timing of the pulse signal whether the determination circuit 31 or 32 is based on the pulse signal output to the third terminal in the state of FIG.
  • the pulse signal when a pulse signal is input to the determination circuits 31 and 32 from the fourth terminal of the second connector 42, the pulse signal is a pulse signal output to the third terminal by the determination circuits 31 and 32 in the state of FIG. It can be easily determined based on the timing of the pulse signal whether the determination circuit 31 or 32 is based on the pulse signal output to the first terminal in the state of FIG.
  • each of the determination circuits 31 and 32 outputs a safety signal when the following [1] is satisfied and [2] or [3] is satisfied. Otherwise, no safety signal is output.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output from the determination circuits 31 and 32 to the first terminal of the first connector 41 is input from the second terminal to the determination circuits 31 and 32, and from the determination circuits 31 and 32.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output to the third terminal is input from the fourth terminal to the determination circuits 31 and 32 (FIG. 2A).
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output from the determination circuits 31 and 32 to the first terminal of the second connector 42 is input from the second terminal to the determination circuits 31 and 32, and from the determination circuits 31 and 32.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output to the third terminal is input from the fourth terminal to the determination circuits 31 and 32 (FIG. 2B).
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output from the determination circuits 31 and 32 to the first terminal of the second connector 42 is input from the fourth terminal to the determination circuits 31 and 32, and from the determination circuits 31 and 32.
  • a pulse signal having the same timing as the pulse signal output to the third terminal is input from the second terminal to the determination circuits 31 and 32 (FIG. 4).
  • the safety signal output device 30 can be attached to the second connector 42 by attaching the short-circuit member 50 having a simple configuration to the second connector 42 without adding a special hardware configuration. Monitoring can be disabled. Instead of changing the settings by software, the short-circuit member 50, which is a physically existing component, is used to intentionally switch between enabling and disabling monitoring, so the work is reliable and switching mistakes can be reduced. .. By configuring the external shaft device 20 and the short-circuit member 50 to not be mounted on the second connector 42 at the same time, when the external shaft device 20 is connected to the second connector 42, monitoring can be reliably enabled. it can.
  • the safety signal output device 30 of the present embodiment monitors two systems of electric signals input from the robot main body 10 via the first connector 41, and outputs a safety signal based on the monitoring result. ..
  • the safety signal output device 30 includes a second connector 42 to which an external shaft device 20 different from the robot main body 10 can be electrically connected.
  • the second connector 42 includes a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal.
  • the safety signal output device 30 outputs pulse signals having different timings to the first terminal and the third terminal of the second connector 42, respectively.
  • the safety signal output device 30 When an electric signal is input from the robot body 10 to the safety signal output device 30 in both of the two systems on the first connector 41 side, the safety signal output device 30 operates as described in (A) to (C) below. .. (A) A pulse signal timely corresponding to the output timing of the pulse signal to the first terminal of the second connector 42 is input from the second terminal to the safety signal output device 30, and the pulse signal to the third terminal is input. When the pulse signal timely corresponding to the output timing is input to the safety signal output device 30 from the fourth terminal in the first state (FIG. 2B), the safety signal is output.
  • the first terminal and the fourth terminal of the second connector 42 are electrically connected, and the third terminal and the second terminal are electrically connected, so that the dual electric signal can be appropriately monitored. It can be disabled.
  • the safety signal output device 30 of the present embodiment is a pulse signal to the first terminal of the second connector 42 when the safety signal is not output, even if the first state is described after that.
  • the pulse signal that corresponds to the output timing of the above is not input to the safety signal output device 30 from both the 2nd terminal and the 4th terminal, and the output timing of the pulse signal to the 3rd terminal is timely supported. If the pulse signal is not input to the safety signal output device 30 from the second terminal or the fourth terminal and the third state is not detected before the first state is reached, the safety signal is not output.
  • the short-circuit member 50 is attached to the second connector 42, electrically connects the first terminal and the fourth terminal of the second connector 42, and connects the third terminal and the second terminal. Connect electrically.
  • the monitoring of the electric signal at the second connector 42 is disabled by the method shown below.
  • the safety signal output device 30 receives a pulse signal that corresponds to the output timing of the pulse signal to the first terminal in a timely manner.
  • a pulse signal that is input to the safety signal output device 30 from the second terminal or the fourth terminal and that corresponds to the output timing of the pulse signal to the third terminal in a timely manner is output from the fourth terminal or the first terminal to the safety signal output device. It is configured to output a safety signal while being input to 30.
  • the short-circuit member 50 is attached to the second connector 42, the first terminal and the fourth terminal are electrically connected, and the third terminal and the second terminal are electrically connected.
  • the second connector 42 may include at least a first terminal, a second terminal, a third terminal, and a fourth terminal.
  • the number of terminals of the second connector 42 can be arbitrarily changed as long as it is 4 or more. The same applies to the first connector 41.
  • the terminal number on the second connector 42 does not limit the position of the terminal, and the arrangement of the terminals is arbitrary.
  • the fourth terminal may be arranged next to the first terminal.
  • the terminals may be located apart from each other, and different terminals of interest may be arranged between the terminals. The same applies to the terminals in the first connector 41.
  • a duplicate enable switch provided in the teach pendant related to the robot body 10 can be connected.
  • a dual pressure switch provided in the robot body different from the robot body 10 can be connected to the second connector 42.
  • the safety signal output device 30 may include a third connector in addition to the second connector 42, and a duplicated electric component of another device may be connected to this third connector. Further, by attaching the short-circuit member 50 to the third connector, it is possible to disable the input monitoring of the duplicated electric signal in the third connector. Similarly, the safety signal output device 30 may be configured to include a fourth connector, a fifth connector, and so on.
  • the first connector 41 may be omitted, and the robot body 10 may be irremovably connected to the safety signal output device 30.
  • the determination circuits 31 and 32 output pulse signals to the first terminal and the third terminal with different timings (phases) from each other, for example, as in FIG. 2 (b). good.
  • the second connector 42 may be arranged and configured at an end portion drawn from the safety signal output device 30 via a cable having an appropriate length.
  • the connection, disconnection, and connection confirmation of the second connector 42 can be performed at a position physically separated from the safety signal output device 30 (for example, near the external shaft device 20). Therefore, convenience can be improved.
  • the first connector 41 may also be arranged at the end of the cable connected to the safety signal output device 30.
  • the second connector 42 may be configured as a relay connector that enables at least one of the input and output of the electric signal by the external shaft device 20 and the safety signal output device 30.
  • the relay connector is preferably located in the middle of the signal path between the external shaft device 20 and the second connector 42, preferably in the vicinity of the external shaft device 20 in the signal path.
  • the safety signal output device 30 corresponds to the duplication of monitoring the electric signals of two systems, but corresponds to the multiplexing of monitoring the electric signals of three or more systems. be able to.
  • the determination circuits 31 and 32 are duplicated, but the safety signal output device 30 may be configured to include only one determination circuit without duplication.
  • the device in which the safety system 1 is used is a painting device, but the device is not limited to this.
  • Safety system 10 Robot body (first device) 20 External shaft device (second device) 30 Safety signal output device 42 Second connector (connector) 50 Short-circuit member (mounting member)

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Abstract

安全信号出力装置は、第１装置とは異なる第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備える。前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備える。前記安全信号出力装置は、前記第１端子と前記第３端子に対して、タイミングを互いに異ならせた電気信号をそれぞれ出力する。安全信号出力装置は、前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される状態のときは、安全信号を出力する。装着部材が前記コネクタに装着されると、前記第１端子と前記第４端子とが電気的に接続され、前記第３端子と前記第２端子とが電気的に接続される。

Description

安全信号出力装置、装着部材、安全システム及び監視無効化方法
　本発明は、主として、電気信号の入力を監視して安全信号を出力する安全信号出力装置に関する。
　従来から、図６に示すような、ロボット等を備える装置１００と、装置１００を制御するための制御装置１１０と、を備えるロボットシステムが知られている。制御装置１１０は、装置１００を停止（非常停止）させるための安全機構１２０を含む。特許文献１は、この種のロボットシステムに関する構成を開示する。
　特許文献１の構成は、ロボット等の動作を制御する制御盤と、ロボット等のティーチング等の操作を行う操作箱と、を備える。制御盤は、ロボット等の動作を制御する非常停止回路及び電源回路を有する。制御盤には、非常停止回路に並列に電源回路をＯＮ，ＯＦＦするリレーが設けられている。非常停止回路は、コネクタ及びリード線を介して操作箱の中に設けられたＢ接点スイッチに接続されている。操作箱が制御盤に装着されている場合、非常停止回路は、操作箱の中のＢ接点スイッチによって動作する。一方、操作箱が制御盤から外されている場合、リレーのＢ接点により非常停止回路が短絡するので、非常停止回路から非常停止信号が出る状態にならない。
特開平０７－０６５９０８号公報
　上記特許文献１の構成では、操作箱が制御盤から外されたとき、ロボット等の運転（非常停止の無効化）を実現することができる。しかし、制御盤に接続された状態の操作箱においてＢ接点スイッチが故障して常時閉じ状態になった場合、操作箱を制御盤から外した状態と変わらなくなってしまい、必要な場合に非常停止を行うことができない。
　また、スイッチ（例えば、圧力スイッチ）が開いた状態を確認した上で、その後にスイッチが閉じた状態にならないと動作させないような安全回路が備えられる構成の場合には、安全回路について単純な短絡による動作無効手段は採用することができない。
　本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、簡単な構成で、電気信号の監視を適切に無効化することにある。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
　本発明の第１の観点によれば、以下の構成の安全信号出力装置が提供される。即ち、この安全信号出力装置は、第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視し、監視結果に基づいて安全信号を出力する。前記安全信号出力装置は、前記第１装置とは異なる第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備える。前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備える。前記安全信号出力装置は、前記第１端子と前記第３端子に対して、タイミングを互いに異ならせた電気信号をそれぞれ出力する。複数系統のうち少なくとも１系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力されない場合に、前記安全信号出力装置は、安全信号を出力しない。複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、以下の（１）～（３）のように動作する。（１）前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力される第１状態のときは、前記安全信号出力装置は安全信号を出力する。（２）前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される第２状態のときは、前記安全信号出力装置は安全信号を出力する。（３）複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合でも、前記第１状態及び前記第２状態の何れとも異なるときは、前記安全信号出力装置は安全信号を出力しない。
　これにより、コネクタの第１端子と第４端子を電気的に接続し、第３端子と第２端子を電気的に接続することで、電気信号の監視を適切に無効化することができる。
　本発明の第２の観点によれば、以下の安全信号出力装置における監視無効化方法が提供される。即ち、この安全信号出力装置は、第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視する。前記安全信号出力装置は、前記第１装置とは異なる第２装置が出力する複数系統の電気信号を監視することができる。前記安全信号出力装置は、前記第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備える。前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備える。前記安全信号出力装置は、監視結果に基づいて安全信号を出力する。監視無効化方法では、前記コネクタでの電気信号の監視を無効化する。複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子又は前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子又は前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される状態で、安全信号を出力する構成である。前記方法では、前記コネクタに装着部材を装着して、前記第１端子と前記第４端子とを電気的に接続し、前記第３端子と前記第２端子とを電気的に接続する。
　これにより、装着部材をコネクタへ接続する単純な構成で、電気信号の監視を適切に無効化することができる。
　本発明によれば、簡単な構成で、電気信号の監視を適切に無効化することができる。
本発明の一実施形態に係る安全システムの模式図。 ２重化された圧力スイッチの状態を監視するために安全信号出力装置が出力するパルス信号と、圧力スイッチから安全信号出力装置に入力されるパルス信号の関係を示すグラフ。 外部軸装置を使用せず、第２コネクタに短絡部材が取り付けられた様子を示す図。 第２コネクタに関する監視が短絡部材によって無効化される場合のパルス信号を示すグラフ。 ロボット本体及び外部軸装置において圧力スイッチが開いた状態でのパルス信号を示すグラフ。 ロボットシステムの模式図。
　次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る安全システム１の模式図である。
　図１に示す安全システム１は、ロボット本体（第１装置）１０と、外部軸装置（第２装置）２０と、安全信号出力装置３０と、を備える。ロボット本体１０及び外部軸装置２０は、所定の作業を行う。本実施形態において、ロボット本体１０及び外部軸装置２０は塗装作業に適用されるが、他の作業のために用いることもできる。
　ロボット本体１０は、塗装ブースに設置される。ロボット本体１０は図示しないアームを有している。このアームは、複数の図略の電動モータによって駆動される。アームの先端にはスプレーガンが取り付けられており、これによって、ワークに対してスプレーガンの位置及び向きを制御しながら塗装することができる。
　外部軸装置２０は、塗装ブースに設置される。外部軸装置２０は、ロボット本体１０の電動モータとは別の電動モータを駆動して、例えば、ワークを直線的に移動させる。これにより、例えば細長い形状のワークに対して効率良く塗装を行うことができる。
　ロボット本体１０及び外部軸装置２０の何れにおいても、図略の電動モータ等の周囲は、塗装ブースに対して露出しないようにカバー等により覆われている。図示しないエア配管を通じて、カバーの内部に塗装ブース外の空気が常時供給され、正圧に保たれている。以下、この空間を正圧空間と呼ぶことがある。これにより、塗料及び溶剤等を用いる塗装作業に対する防爆が実現されている。
　ロボット本体１０は、圧力スイッチ１１，１２を備える。圧力スイッチ１１，１２は、ロボット本体１０の正圧空間に配置される。圧力スイッチ１１，１２は、検出した圧力が所定値以上であると接点を閉じ、所定値未満であると接点を開くように構成されている。例えばエア配管の異常によって正圧空間の圧力が低下した場合は、圧力スイッチ１１，１２が開く。これにより、エア配管によって所定の圧力が保たれているか否かを検出することができる。
　外部軸装置２０は、圧力スイッチ２１，２２を備える。圧力スイッチ２１，２２は、外部軸装置２０の正圧空間に配置される。圧力スイッチ２１，２２の構成及び機能は、ロボット本体１０の圧力スイッチ１１，１２と同様であるので、詳細な説明は省略する。
　ロボット本体１０の圧力スイッチ１１，１２は、２重化のために２つ設けられている。外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２についても同様である。
　ロボット本体１０の圧力スイッチ１１，１２は、安全信号出力装置３０と、第１コネクタ４１を介して電気的に接続されている。ロボット本体１０と第１コネクタ４１の間には、信号の入出力が可能なケーブルが接続されている。外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２は、安全信号出力装置３０と、第２コネクタ（コネクタ）４２を介して電気的に接続されている。外部軸装置２０と第２コネクタ４２の間には、信号の入出力が可能なケーブルが接続されている。
　第１コネクタ４１は、複数の端子を備える。複数の端子には、少なくとも、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子が含まれる。図１には、第１コネクタ４１の第１端子～第４端子に相当する番号の数字が付されている。以下、第１コネクタ４１のそれぞれの端子について説明する。
　第１端子は、安全信号出力装置３０がロボット本体１０の圧力スイッチ１１に対してパルス信号を出力するための端子である。
　第２端子は、ロボット本体１０の圧力スイッチ１１からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。
　第３端子は、安全信号出力装置３０がロボット本体１０の圧力スイッチ１２に対してパルス信号を出力するための端子である。
　第４端子は、ロボット本体１０の圧力スイッチ１２からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。
　第２コネクタ４２も第１コネクタ４１と同様に、複数の端子を備える。複数の端子には、少なくとも、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子が含まれる。図１には、第２コネクタ４２の第１端子～第４端子に相当する番号の数字が付されている。以下、第２コネクタ４２のそれぞれの端子について説明する。
　第１端子は、安全信号出力装置３０が外部軸装置２０の圧力スイッチ２１に対してパルス信号を出力するための端子である。
　第２端子は、外部軸装置２０の圧力スイッチ２１からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。
　第３端子は、安全信号出力装置３０が外部軸装置２０の圧力スイッチ２２に対してパルス信号を出力するための端子である。
　第４端子は、外部軸装置２０の圧力スイッチ２２からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。
　ロボット本体１０及び外部軸装置２０の動作は、図示しない制御装置が出力する制御信号に基づいて制御される。ロボット本体１０及び外部軸装置２０のそれぞれにおいて、電動モータ等を駆動するための電力は、安全信号出力装置３０が安全信号を出力していることを条件に電源から供給される。安全信号出力装置３０が安全信号を出力しなくなると、ロボット本体１０及び外部軸装置２０に対する電力の供給が直ちに遮断される。安全信号出力装置３０が安全信号を出力しなくなると、前述の制御装置は、ロボット本体１０及び外部軸装置２０の電動モータの動作を直ちに停止する。これにより、ロボット本体１０及び外部軸装置２０を素早く非常停止状態とすることができる。
　塗装作業の内容によっては、外部軸装置２０が不要で、ロボット本体１０だけで塗装作業を問題なく行うことができる場合もある。この場合は、外部軸装置２０を省略することができる。
　安全信号出力装置３０は、判定回路（判定部）３１，３２を有する。判定回路３１，３２は、論理回路から構成されている。判定回路３１，３２のそれぞれは、ロボット本体１０の正圧空間の圧力と、外部軸装置２０の正圧空間の圧力と、に関して、電気信号を監視する。
　最初に、ロボット本体１０の正圧空間の圧力に関する電気信号の監視について説明する。
　判定回路３１は、第１コネクタ４１の第１端子に適宜のパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第１コネクタ４１の第２端子から入力されるか否かを判定する。パルス信号は、電気信号の一種である。判定回路３１が第１コネクタ４１の第１端子に出力するパルス信号は、例えば、電圧レベルがＨからＬへ短時間だけ切り換わる矩形パルス信号とすることができる。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ１１に故障等の異常がなく、ロボット本体１０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第１端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第２端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。
　判定回路３１は、第１コネクタ４１の第３端子にパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第１コネクタ４１の第４端子から入力されるか否かを判定する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ１２に故障等の異常がなく、ロボット本体１０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第３端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第４端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。
　判定回路３１は、図２（ａ）に示すように第１コネクタ４１の第１端子及び第３端子にパルス信号を周期的に反復して出力する。また、判定回路３１は、第２端子及び第４端子の電圧レベルを監視する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。このようにして、ロボット本体１０から入力される２系統の電気信号の監視を行うことができる。
　図２（ａ）には、第１コネクタ４１の第１端子及び第３端子へ判定回路３１，３２が出力するパルス波形と、第２端子及び第４端子から判定回路３１，３２に入力されるパルス波形の関係が示されている。このグラフに示すように、判定回路３１又は３２から第１コネクタ４１の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１又は３２に入力され、かつ、判定回路３１又は３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１又は３２に入力されれば、圧力スイッチ１１，１２の監視に関して正常である。
　次に、外部軸装置２０の正圧空間の圧力に関する電気信号の監視について説明する。
　判定回路３１は、第２コネクタ４２の第１端子にパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第２コネクタ４２の第２端子から入力されるか否かを判定する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ２１に故障等の異常がなく、外部軸装置２０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第１端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第２端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。
　判定回路３１は、第２コネクタ４２の第３端子にパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第２コネクタ４２の第４端子から入力されるか否かを判定する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ２２に故障等の異常がなく、外部軸装置２０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第３端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第４端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。
　判定回路３１は、図２（ｂ）に示すように第２コネクタ４２の第１端子及び第３端子にパルス信号を周期的に反復して出力する。また、判定回路３１は、第２端子及び第４端子の電圧レベルを監視する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。このようにして、外部軸装置２０から入力される２系統の電気信号の監視を行うことができる。
　図２（ｂ）には、外部軸装置２０を第２コネクタ４２に接続した状態で、第２コネクタ４２の第１端子及び第３端子へ例えば判定回路３１が出力するパルス波形と、第２端子及び第４端子から当該判定回路３１に入力されるパルス波形と、の関係が示されている。このグラフに示すように、判定回路３１又は３２から第２コネクタ４２の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１又は３２に入力され、かつ、判定回路３１又は３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１又は３２に入力されれば、圧力スイッチ２１，２２の監視に関して正常である。
　図２（ｂ）に示すように、判定回路３１が第２コネクタ４２の第１端子に出力するパルス信号のタイミングと、第３端子に出力するパルス信号のタイミングと、は互いに異なっている。判定回路３２に関しても同様である。この詳細は後述する。
　判定回路３１，３２は２重化のために２つ設けられており、それぞれが安全信号を出力することができる。この結果、安全信号出力装置３０は、安全信号を２系統で出力することができる。２系統のうち１つでも安全信号が出力されない場合は上述の非常停止状態とすることで、信頼性を高めることができる。
　次に、外部軸装置２０が用いられない場合の監視の無効化について説明する。
　外部軸装置２０を使用するかしないかは、前述のとおり任意である。安全信号出力装置３０は、外部軸装置２０を使用する場合と使用しない場合の両方に適用することができる。
　外部軸装置２０を使用しない場合に、第２コネクタ４２から外部軸装置２０を単純に取り外したままであると、図１において圧力スイッチ２１，２２が開き状態になるのと実質的に変わらないので、判定回路３１，３２は安全信号を出力できない（言い換えれば、ロボット本体１０を動かすことができない）。
　本実施形態の安全システム１において、外部軸装置２０を使用しない場合には、図３に示すように、安全信号出力装置３０の第２コネクタ４２に短絡部材（装着部材）５０を取り付けることができる。短絡部材５０は、安全システム１を構成する部材である。
　短絡部材５０は、第２コネクタ４２に対して着脱可能である。短絡部材５０が第２コネクタ４２に取り付けられた図３の状態では、第２コネクタ４２の第１端子が第４端子に電気的に接続され、第３端子が第２端子に電気的に接続される。
　従って、短絡部材５０が第２コネクタ４２に装着された状態では、図４に示すように、判定回路３１，３２が第２コネクタ４２の第１端子に出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が、第４端子から判定回路３１，３２に入力される。また、判定回路３１，３２が第２コネクタ４２の第３端子に出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が、第２端子から判定回路３１，３２に入力される。
　外部軸装置２０が第２コネクタ４２に接続される場合も、短絡部材５０が第２コネクタ４２に接続される場合も、判定回路３１，３２は、第２コネクタ４２の第１端子及び第３端子に対して、互いにタイミング（言い換えれば、位相）が異なるパルス信号を周期的に出力する。
　従って、第２コネクタ４２の第２端子から判定回路３１，３２にパルス信号が入力された場合に、当該パルス信号が、図１の状態で判定回路３１，３２が第１端子に出力したパルス信号に基づくものか、図３の状態で判定回路３１，３２が第３端子に出力したパルス信号に基づくものかを、パルス信号のタイミングに基づいて容易に判定することができる。
　また、第２コネクタ４２の第４端子から判定回路３１，３２にパルス信号が入力された場合に、当該パルス信号が、図１の状態で判定回路３１，３２が第３端子に出力したパルス信号に基づくものか、図３の状態で判定回路３１，３２が第１端子に出力したパルス信号に基づくものかを、パルス信号のタイミングに基づいて容易に判定することができる。
　以上をまとめると、判定回路３１，３２のそれぞれは、以下の［１］を満たし、かつ、［２］又は［３］を満たす場合は、安全信号を出力する。そうでない場合は、安全信号を出力しない。
　［１］判定回路３１，３２から第１コネクタ４１の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１，３２に入力され、かつ、判定回路３１，３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１，３２に入力されること（図２（ａ））。
　［２］判定回路３１，３２から第２コネクタ４２の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１，３２に入力され、かつ、判定回路３１，３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１，３２に入力されること（図２（ｂ））。
　［３］判定回路３１，３２から第２コネクタ４２の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１，３２に入力され、かつ、判定回路３１，３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１，３２に入力されること（図４）。
　なお、図２（ｂ）と図４とでグラフを比較すると、両者は、第２コネクタ４２の第２端子から判定回路３１，３２に入力されるパルス信号と、第４端子から判定回路３１，３２に入力されるパルス信号と、が入れ替わっている点で共通する。これに着目すると、上記の「［２］又は［３］」の条件は、以下の［Ａ］の条件で言い換えることができる。
　［Ａ］第２コネクタ４２の第２端子から判定回路３１，３２に入力したパルス信号と、第４端子から判定回路３１，３２に入力したパルス信号とが、互いに入れ替わっていること。
　この構成とすることにより、安全信号出力装置３０においてハードウェア的な特別な構成を殆ど追加することなく、単純な構成の短絡部材５０を第２コネクタ４２に取り付ける作業によって、第２コネクタ４２側の監視を無効化することができる。ソフトウェア的に設定を変更するのではなく、物理的に存在する部品である短絡部材５０を用いて監視の有効／無効を意図的に切り換えるので、作業が確実であり、切換ミスを減らすことができる。第２コネクタ４２に対して外部軸装置２０と短絡部材５０とを同時に装着できない構成とすることで、外部軸装置２０を第２コネクタ４２に接続する場合は、確実に監視を有効にすることができる。
　ここで、圧力スイッチ１１，１２，２１，２２の少なくとも何れかが短絡故障した場合を考える。この状況では、圧力スイッチ１１，１２，２１，２２が正常で、かつ圧力が所定値以上である場合と区別することができない。これを考慮して、本実施形態の安全システム１では、外部軸装置２０が第２コネクタ４２に接続されている場合であって、安全信号出力装置３０が安全信号を出力しない非常停止状態になったとき、判定回路３１，３２は何れも、圧力スイッチ１１，１２の両方がいったん図５（ａ）のように開かれてから両方が閉じ、かつ、圧力スイッチ２１，２２の両方がいったん図５（ｂ）のように開かれてから両方が閉じないと、安全信号を出力しない。これにより、圧力スイッチ１１，１２，２１，２２に短絡故障が発生しているか否かの判断を可能とし、機能安全上のニーズに応えることができる。ただし、第２コネクタ４２に短絡部材５０が接続されているとき（パルス信号が入れ替わっているとき）は、判定回路３１，３２は何れも、圧力スイッチ１１，１２の両方がいったん開かれてから両方が閉じることで、圧力スイッチ１１，１２についての判定のみで安全信号を出力することになる。このように、本実施形態では、外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２が短絡故障している場合は安全信号を出力しない一方で、圧力スイッチ２１，２２に関する判定を短絡部材５０によって意図的に無効化している場合は安全信号を出力可能とすることができる。
　以上に説明したように、本実施形態の安全信号出力装置３０は、ロボット本体１０から第１コネクタ４１を介して入力する２系統の電気信号を監視し、監視結果に基づいて安全信号を出力する。安全信号出力装置３０は、ロボット本体１０とは異なる外部軸装置２０を電気的に接続可能な第２コネクタ４２を備える。第２コネクタ４２は、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備える。安全信号出力装置３０は、第２コネクタ４２の第１端子と第３端子に対して、タイミングを互いに異ならせたパルス信号をそれぞれ出力する。第１コネクタ４１側の２系統のうち少なくとも１系統で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力されない場合に、安全信号出力装置３０は、安全信号を出力しない。第１コネクタ４１側の２系統の両方で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力された場合に、安全信号出力装置３０は、以下の（Ａ）～（Ｃ）のとおり動作する。（Ａ）第２コネクタ４２の第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子から安全信号出力装置３０に入力され、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第４端子から安全信号出力装置３０に入力される第１状態（図２（ｂ））のときは、安全信号を出力する。（Ｂ）第２コネクタ４２の第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第４端子から安全信号出力装置３０に入力され、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子から安全信号出力装置３０に入力される第２状態（図４）のときは、安全信号を出力する。（Ｃ）２系統の両方で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力された場合でも、第１状態及び第２状態の何れとも異なるときは、安全信号を出力しない。
　これにより、第２コネクタ４２の第１端子と第４端子を電気的に接続し、第３端子と第２端子を電気的に接続することで、２重化された電気信号の監視を適切に無効化することができる。
　また、本実施形態の安全信号出力装置３０は、安全信号を出力しない状態になった場合は、その後に前述の第１状態となった場合でも、第２コネクタ４２の第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子からも第４端子からも安全信号出力装置３０に入力されず、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子からも第４端子からも安全信号出力装置３０に入力されない第３状態を第１状態になる前に検出しない場合は、安全信号を出力しない。
　これにより、機能安全上のニーズに適合させることができる。
　本実施形態において、短絡部材５０は、第２コネクタ４２に装着された状態で、第２コネクタ４２の第１端子と第４端子とを電気的に接続し、第３端子と第２端子とを電気的に接続する。
　これにより、第４端子及び第２端子から安全信号出力装置３０に入力されるパルス信号のタイミングにより、２重化された電気信号の監視を無効化するか否かを明確に判定することができる。
　本実施形態では、以下に示す方法で、第２コネクタ４２での電気信号の監視が無効化されている。２系統の両方で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力された場合に、安全信号出力装置３０は、第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子又は第４端子から安全信号出力装置３０に入力され、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第４端子又は第１端子から安全信号出力装置３０に入力される状態で、安全信号を出力する構成である。この方法では、第２コネクタ４２に短絡部材５０を装着して、第１端子と第４端子とを電気的に接続し、第３端子と第２端子とを電気的に接続する。
　これにより、２重化された電気信号の監視を適切に無効化することができる。
　以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
　第２コネクタ４２は、少なくとも第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子を備えるものであれば良い。第２コネクタ４２の端子数は、４以上であれば任意に変更可能である。第１コネクタ４１についても同様である。
　第２コネクタ４２における端子の番号は端子の位置を限定するものではなく、端子の配置は任意である。例えば、第１端子の隣に第４端子が配置されても良い。各端子は互いに離れて位置しても良く、各端子の間に別の目的の端子が配置されても良い。第１コネクタ４１における端子についても同様である。
　第２コネクタ４２に対して、外部軸装置２０が備える圧力スイッチ２１，２２以外の電気部品を、２重化した形で接続可能に構成することもできる。
　第２コネクタ４２に外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２を接続するのに代えて、例えば、ロボット本体１０に係るティーチペンダントが備える、２重化されたイネーブルスイッチを接続することもできる。また、ロボット本体１０とは別のロボット本体が備える、２重化された圧力スイッチを第２コネクタ４２に接続することもできる。
　安全信号出力装置３０が第２コネクタ４２に加えて第３コネクタを備え、この第３コネクタに、別の装置の２重化された電気部品を接続しても良い。更に、この第３コネクタに短絡部材５０を装着することで、第３コネクタにおける２重化された電気信号の入力監視を無効化できる構成とすることもできる。同様に、安全信号出力装置３０が第４コネクタ、第５コネクタ、・・・を備えるように構成しても良い。
　第１コネクタ４１を省略し、ロボット本体１０が安全信号出力装置３０に対して取外し不能に接続されても良い。
　第１コネクタ４１においても、判定回路３１，３２が第１端子及び第３端子に対して、例えば図２（ｂ）と同様に、互いにタイミング（位相）を異ならせてパルス信号を出力しても良い。
　第２コネクタ４２は、安全信号出力装置３０から適宜の長さのケーブルを介して引き出された端部に配置されて構成されても良い。この場合、安全信号出力装置３０から物理的に離れた位置で（例えば、外部軸装置２０の近くで）、第２コネクタ４２についての接続、接続解除、及び接続確認を行うことができる。従って、利便性を向上させることができる。第２コネクタ４２と同様に、第１コネクタ４１も、安全信号出力装置３０に接続されたケーブルの端部に配置されても良い。
　ロボット本体１０及び外部軸装置２０が多数配置される工場では、ケーブルが錯綜し易い。これを考慮して、第２コネクタ４２は、外部軸装置２０と安全信号出力装置３０とで電気信号の入力及び出力のうち少なくとも一方を可能にする中継コネクタとして構成しても良い。中継コネクタは、外部軸装置２０と第２コネクタ４２との間の信号経路の中途に、好ましくは、信号経路における外部軸装置２０の近傍に位置することが好ましい。この構成で、短絡部材５０を、対応する外部軸装置２０側のコネクタに対して、ダミーケーブル又はロープ等によって物理的に紐付けておけば、意図しない外部軸装置２０について電気信号の監視の無効化を誤って行う作業ミスを防止することができる。
　上記の実施形態においては、安全信号出力装置３０は、２系統の電気信号を監視する２重化に対応したものとしているが、３系統以上の電気信号を監視する多重化に対応したものとすることができる。
　上記の実施形態においては、判定回路３１，３２が２重化されているが、２重化せずに、安全信号出力装置３０が１つの判定回路だけを備える構成としても良い。
　上記の実施形態においては、安全システム１が使用される装置は、塗装装置としているが、これに限定されない。
　上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。
　１　安全システム
　１０　ロボット本体（第１装置）
　２０　外部軸装置（第２装置）
　３０　安全信号出力装置
　４２　第２コネクタ（コネクタ）
　５０　短絡部材（装着部材）

Claims (7)

  1. 　第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視し、監視結果に基づいて安全信号を出力する安全信号出力装置であって、
    　前記第１装置とは異なる第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備え、
    　前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備え、
    　前記安全信号出力装置は、前記第１端子と前記第３端子に対して、タイミングを互いに異ならせた電気信号をそれぞれ出力し、
    　複数系統のうち少なくとも１系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力されない場合に、前記安全信号出力装置は、安全信号を出力せず、
    　複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、
    　前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力される第１状態のときは、安全信号を出力し、
    　前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される第２状態のときは、安全信号を出力し、
    　複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合でも、前記第１状態及び前記第２状態の何れとも異なるときは、安全信号を出力しないことを特徴とする安全信号出力装置。
  2. 　請求項１に記載の安全信号出力装置であって、
    　前記安全信号出力装置が前記安全信号を出力しない状態になった場合は、その後に前記第１状態となった場合でも、
    　前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子からも前記第４端子からも当該安全信号出力装置に入力されず、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子からも前記第４端子からも当該安全信号出力装置に入力されない第３状態を前記第１状態になる前に検出しない場合は、安全信号を出力しないことを特徴とする安全信号出力装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の安全信号出力装置であって、
    　前記コネクタは、当該安全信号出力装置に接続されたケーブルの端部に配置されていることを特徴とする安全信号出力装置。
  4. 　請求項３に記載の安全信号出力装置であって、
    　前記コネクタは、前記第２装置と当該安全信号出力装置との間で電気信号の入力及び出力のうち少なくとも何れかを可能にする中継コネクタであることを特徴とする安全信号出力装置。
  5. 　請求項１から４までの何れか一項に記載の安全信号出力装置の前記コネクタに装着可能な装着部材であって、
    　前記コネクタに装着された状態で、前記第１端子と前記第４端子とを電気的に接続し、前記第３端子と前記第２端子とを電気的に接続することを特徴とする装着部材。
  6. 　請求項１から４までの何れか一項に記載の安全信号出力装置と、
    　前記安全信号出力装置の前記コネクタに装着可能な装着部材と、
    を備える安全システムであって、
    　前記装着部材は、前記コネクタに装着された状態で、前記第１端子と前記第１端子とを電気的に接続し、前記第３端子と前記第２端子とを電気的に接続することを特徴とする安全システム。
  7. 　第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視し、
    　前記第１装置とは異なる第２装置が出力する複数系統の電気信号を監視し、
    　前記第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備え、
    　前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備え、
    　監視結果に基づいて安全信号を出力する安全信号出力装置における、前記コネクタでの電気信号の監視を無効化する監視無効化方法であって、
    　複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子又は前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子又は前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される状態で、安全信号を出力する構成であり、
    　前記コネクタに装着部材を装着して、前記第１端子と前記第４端子とを電気的に接続し、前記第３端子と前記第２端子とを電気的に接続することを特徴とする監視無効化方法。
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