JPH04199406A - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ロボットシステムに係り、特にマニピュレ
ータの良好な制御を行うことができるロボットシステム
に関する。

［従来の技術］ 従来のロボットシステムには、ロボットのマニピュレー
タを停止させた際に、このマニピュレータが倒れ込むこ
となくそのときの姿勢を維持することかできるように、
マニピュレータ自体に倒れ込みを防止した構造、つまり
、バランスバネ等により機械的にマニピュレータのアー
ムの倒れ込みを防止した構造が採用されている。

「発明が解決しようとする課題］ ところで、バランスバネ笠により機械的にアームの倒れ
込みを防止したマニピュレータは、その構造自体が極め
て複雑であるので、マニピュレータ自体の重量化及びコ
ストアップを招いていた。

また、マニピュレータを人為的に移動させて位置を修正
しようとしても、上記マニピュレータは倒れ込みを防止
した構造のものであることより、移動させることが困難
であった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マニピ
ュレータのコスト低減及び軽量化が可能でありかつマニ
ピュレータの位置の修正を安全に行うことが可能なロボ
ット／ステムを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明のロボットシステムは、モータにより駆動する
マニピュレータと、停止状態の前記モータにブレーキを
かけて前記マニビーレータの姿勢を制止させるブレーキ
手段と、前記モータ及び前記ブレーキ手段を制御する制
御手段とから構成されてなり、前記制御手段に前記モー
タのブレーキを解除するブレーキ解除手段を設けたこと
を特徴としている。

［作用１ この発明のロボットシステムによれば、マニピュレータ
を停止させるべくモータの駆動を停止させると、ブレー
キ手段によってモータにブレーキかかかりマニピュレー
タか制止され、マニピュレータの倒れ込みが防止される
。

この状態において、制御手段に設けられたブレーキ解除
手段を起動させると、ブレーキ手段によるモータへのブ
レーキが解除され、マニピュレータを手動により移動さ
せてその位置を修正することかできる。

［実施例〕 以下、本発明のロボットシステムの一実施例を図によっ
て説明する。

第１図において、符号１はロボットであり、符号２は制
御装置（制御手段）である。ロポノｔ−１のマニピュレ
ータ３には、後述するモータ４か設けられており、この
モータ４によってマニピュレータ３が駆動するようにな
っている。また、制御装置２には、各種データを表示さ
せるティスプレィＤ及び各種データを入力させるキーホ
ードＫか設けられている。

第２図に示すように、このロボット１のマニピュレータ
２を駆動させるモータ４には、電磁ブレーキ（ブレーキ
手段）５か設けられており、この電磁ブレーキ５によっ
てモータ４にブレーキかかけられるようになっている。

モータ４には、サーボアンプ１１及び動力電源供給リレ
ー１２を介して動力電源１３が接続されている。また、
サーボアンプ１１には、制御回路１４からサーボオン信
号Ｓか入力されるようになっている。

そして、動力電源１３に設けられたパワーオンスイッチ
（図示路）を押下することにより、動力電源供給リレー
１２がオン状態となり、動゛力電源１３から出力される
駆動電流がサーボアンプ１１へ入力するようになってい
る。また、このとき後述する起動スイッチ１日を押下す
ることにより、制御回路１４か作動し、サーボアンプ１
１ヘサーポオン信号Ｓが出力されるようになっている。

そして、サーボアンプ１１は、サーボ信号Ｓに基ついて
、前記動力電源１３から出力された駆動電流の出力を制
御し、モータ４へ駆動制御電流を供給するようになって
いる。

また、モータ４に設けられた電磁ブレーキ５には、ブレ
ーキオン／オフリレー１５を介して電磁ブレーキ用電源
１６が接続されており、ブレーキオン／オフリレー１５
がオン状態となることにより、電磁ブレーキ用電源１６
から電磁ブレーキ５へ電力が供給され、電磁ブレーキ５
のブレーキが解除されるようになっている。

また、このブレーキオン／オフリレー１５には、前記動
力電源供給リレー１２を介して制御回路１４に接続され
ており、この制御回路１４から出力される前記サーボオ
ン信号Ｓが供給されるようになっている。そして、この
ブレーキオン／オフリレー１５は、サーボオン信号Ｓが
入力することによりオン状態となるようにされている。

また、制御回路１４には、イネーブルリレー（ブレーキ
解除手段）１７か設けられている。このイネーブルリレ
ー１７は、牛−ボードＫに設けられたブレーキ解除キー
（ブレーキ解除手段）を押下して、さらに、確認事項（
ブレーキ解除の要否）を入力することにより、オン状態
となるものである。

また、このイネーブルリレー１７と前記ブレーキオン／
オフリレー１５との間には、起動スイッチ１８が設けら
れている。なお、この起動スイッチ１８は押下した後で
手を離すと元に戻るリターン方式のキースイッチ（鍵付
きのスイッチ）である。

そして、イネーブルリレー１７がオン状態にあるときに
、起動スイッチ１８を押下すると、ブレーキオン／オフ
リレ−１５ヘサーボオン信号Ｓが供給されてオン状態と
なり、電磁ブレーキ用電源１６から電磁ブレーキ５へ電
流か供給され、モータ４のブレーキが解除されるように
なっている。

次に、上記のように構成されたロボットシステムの駆動
方法を第３図のフローチャートによってステップ毎に説
明する。

まず、通常のロボットの動作を第２図によって説明する
。

ステップＳＰＩ ロボット１を駆動させるべく動力電源１３に設けられた
パワーオンスイッチを押下する。

ステップＳＰ２ 上記ステップＳＰ１において、パワーオンスイッチが押
下されると、動力電源供給リレー１２がオン状態となり
、動力電源１３よりサーボアンプ１１へ駆動電流が入力
される。

ステップＳＰ３ この状態において、起動スイッチ１８が押下待機状態と
なる。

ステップＳＰ４ 上記ステップＳＰ３において、起動スイッチ１８が押下
されると、制御回路１４によって、システムに異常かあ
るか否かが確認され、異常か確認されなかった場合には
、ステップＳＰ５へ移行し、異常が確認された場合には
ステップＳＰ７へ移行する。

ステップＳＰ５ 制御回路１４からサーボオン信号Ｓかサーボアンプ１１
及びブレーキオン／オフリレー１５へ出力される。

ステップＳＰ６ サーボアンプ１１ヘサーボオン信号Ｓが出力されると、
このサーボアンプ１１から駆動制御電流がモータ４へ出
力される。

また、ブレーキオン／オフリレ−１５ヘサーボ信号Ｓが
出力されることにより、このブレーキオン／オフリレー
１５がオン状態となり、電磁ブレーキ用電源１６から電
磁ブレーキ５へ電流が供給され、電磁ブレーキ５による
モータ４のブレーキが解除される。

これにより、モータ４が駆動を開始して、ロボット１の
マニピュレータ３による作業か開始される。　ステップ
ＳＰ７ 上記ステップＳＰ４にてシステムに異常か発見されたこ
とにより、動力電源供給リレー１２かオフ状態とされ、
動力電源１３からサーボアンプ１１への駆動電流の供給
が遮断される。

ステップＳＰ８ ／ステムの異常を知らせるべく、異常の内容をデイスプ
レィＤへ表示したり、異常の内容を音声として発生させ
る。

次に、ロボット１の駆動を停止させる場合及び停電等に
より、万一動力電源１３からの駆動電流の供給がとだえ
てしまった場合について、第４図のフローチャートによ
ってステップ毎に説明する。

まず、ロボット１の駆動を停止させる場合について説明
する。

ステップ５ＰＩＩ ロボット１の駆動を停止させるべく動力電源１３に設け
られた図示しない停止スイッチを押下する。

ステップ５Ｐ１２ 上記ステップ５ＰＩＩにて停止スイッチか押下されると
、制御回路１４から出力されていたサーボオン信号Ｓの
供給が遮断される。

ステップ５Ｐ１３ サーボオン信号Ｓの供給が遮断されることにより、サー
ボアンプ１１からモータ４への駆動制御電流の供給が停
止されるとともに、ブレーキオン／オフリレー１５かオ
フ状態となり、電磁ブレーキ５へ電磁ブレーキ用電源１
６から電流か供給されなくなる。

これにより、モータ４が停止するとともにこのモータ４
に電磁ブレーキ５によってブレーキかかかり、ロボット
１のマニピュレータ３の姿勢が、停止したときの姿勢に
維持される。

次に、停電等により動力電源１３からの駆動電流の供給
がとだえた場合について説明する。

ステップ５Ｐ１４ 停電等により動力電源１３から・サーボアンプ１１への
駆動電流の供給かとだえる。

ステップ５Ｐ１５ 上記ステップ５Ｐ１４において動力電源１３から駆動電
流が供給されなくなったことにより、オン状態であった
動力電源供給リレー１２かオフ状態となることにより、
サーボアンプＩＩからモータ４へ駆動制御電流が出力さ
れなくなるとともに、ブレーキオン／オフリレ−１５ヘ
サーホオン信号Ｓか出力されなくなり、前記ステップ５
Ｐ１３へ移行する。

即ち、モータ４か停止するとともにこのモータ４に電磁
ブレーキ５によってブレーキかかかり、ロボット１のマ
ニピュレータ３が停止したときの姿勢に維持される。

このように、上記構成のロボットシステムによれば、オ
ペレータかロボット１のマニピュレータ３の駆動を停止
させたり、あるいは停電等によりロボット１のマニピュ
レータ３か停止したときに、マニピュレータ３を駆動さ
せるモータ４に電磁ブレーキ５によって極めて迅速にブ
レーキかかけられる。

即ち、モータ４及び電磁ブレーキ５の制御を一つのサー
ボオン信号Ｓによって行うものであるので、モータ４が
停止した際にこのモータ４に確実にブレーキをかけて、
倒れ込みを発生させることな（、マニピュレータ３の姿
勢を制止させることかでき、極めて安全なロボットシス
テムとする二とができる。

また、上記ロボットシステムは、マニピュレータ３の倒
れ込みを防止するために、モータ４に電磁ブレーキ５を
設けたものであるので、マニピュレータ自体に倒れ込み
を防止した構造のものと比較して、マニピユレータ３自
体の構造を簡略化することができ、軽量化及びコストタ
ウンを図ることができる。

次に、ロボット１のマニピュレータ３のマニュアル操作
（手動による操作）を行う場合について説明する。

このマニュアル操作は、動力電源供給リレー１２がオフ
状態、即ち、サーホアンブ１１へ動力電源１３から駆動
電流が供給されず、モータ４への駆動制御電流の供給が
なく、モータ４か停止している状態において、人為的に
マニピュレータ３の姿勢を変化させる場合に行う操作の
ことであり、その操作を、第４図に示すフローチャート
図によってステップ毎に説明する。

ステップ５Ｐ２１ 牛−ボードＫに設けられているブレーキ解除キーを押下
する。

ステップ５Ｐ２２ 上記ステップ５Ｐ２１にて、ブレーキ解除キーが押下さ
れると、デイスプレィＤに、「ブレーキ解除ＯＫ？Ｊと
表示される。

ステップ５Ｐ２３ ここで、オペレータは、ブレーキの解除を行いたい場合
にキーボードＫからｒＹｅｓＪを入力し、ブレーキの解
除を行いたくない場合にｒＹｅｓＪ以外を入力する。

そして、オペレータによってｒＹｅｓＪか入力された場
合にはステ・７ブ５Ｐ２４へ移行し、ｒＹｅｓＪ以外か
入力された場合には、もとの状態、つまり、ステップ５
Ｐ２１におけるブレーキ解除キーの押下待機状態へ移行
する。

ステ、ブ５Ｐ２４ 上記ステップ５Ｐ２３において、ｒＹｅｓｊか入力され
たことにより、制御回路１４内に設けられたイネーブル
リレー１７がオン状態となり、ブレーキ解除可能状態と
なる。

ステップ５Ｐ２５ イネーブルリレー１７かオン状態となることにより、テ
ィスプレィＤに、［起動スイッチをオンするとブレーキ
が解除されます。房と表示され、再度オペレータへブレ
ーキの解除の意志の有無が確認される。

ステップ５Ｐ２６ キーボードＫに設けられたＣ　ｏｎｔｉｎｕｅキーが押
下待機状態となる。

ここて、このＣｏｎｔｉｎｕｅキーを押下するとステッ
プ５Ｐ３０へ移行し、押下しないとステ・ノブ５Ｐ２７
へ移行する。

ステップ５Ｐ２７ オペレータが起動スイッチ１８を押下することにより、
制御回路１４からイネーブルリレー１７及び起動スイッ
チ１８を介して、ブレーキオン／オフリレー１５ヘサー
ポオン信号Ｓが出力されてオン状態となる。

これにより、電磁ブレーキ用電源１６から電磁ブレーキ
５へ電力が供給されて、電磁ブレーキ５によるモータ４
のブレーキが解除され、ロボット１のマニピュレータ３
が手動にて操作可能となる。

ステップ５Ｐ２８ オペレータが起動スイッチ１８から手を離すことにより
、起動スイッチ１８かオフ状態となり、制御回路１４か
らブレーキオン／オフリレ−１５ヘサーポオン信号Ｓが
供給されなくなりオフ状態となる。これにより、電磁ブ
レーキ用電源１６から電磁ブレーキ５への電力の供給が
遮断され、この電磁ブレーキ５によってモータ４にブレ
ーキがかかる。

ステップ５Ｐ２９ 上記ステップ５Ｐ２８にて起動スイッチ１８かオフされ
ること１こより、イネーブルリレー１７かオフ状態とな
り、もとの状態、つまり、ステップ５Ｐ２１におけるブ
レーキ解除キーの押下待機状態へ移行する。

ステップ５Ｐ３０ 上記ステップ５Ｐ２６にて、Ｃ０ｎｔｉｎｕｅキーか押
下されたことにより、ティスプレィＤにＣｏｎｔｉｎｕ
ｅＪか表示される。

ステップ５Ｐ３１ この状態において、オペレータが起動スイッチ１８を押
下することにより、制御回路１４からイネーブルリレー
１７及び起動スイッチ１８を介して、ブレーキオン／オ
フリレ−１５ヘサーポオン信号Ｓが出力されてオン状態
となる。

これにより、電磁ブレーキ用電源１６から電磁ブレーキ
５へ電力が供給されて、電磁ブレーキ５によるモータ４
のブレーキが解除され、ロボット１のマニピュレータ３
が手動にて操作可能となる。

ステップ５Ｐ３２ オペレータが起動スイッチ１８から手を離すことにより
、起動スイッチ１８かオフ状態となり、制御回路１４か
らブレーキオン／オフリレー１５へ電流が供給されなく
なりオフ状態となる。これにより、電磁ブレーキ用電源
Ｊ６から電磁ブレーキ５への電力の供給が遮断され、こ
の電磁ブレーキ５によってモータ４にブレーキがかかる
。

ステップ５Ｐ３３ 上記ステップ５Ｐ３２にて起動スイッチ１８がオフ状態
となることにより、デイスプレィＤに表示されていたｒ
　ＣｏｎｔｉｎｕｅＪの表示かクリアされてステップ５
Ｐ２６へ移行し、再度ＣｏｎｔｉＢ６キーを押下して起
動スイッチ１８を押下することにより、前述したステッ
プ５Ｐ３０〜ステツプ５Ｐ３３のコンティニュモードに
入り、Ｃｏｎｔｉｎｕｅ−ｔ−−を押下せずに起動スイ
ッチ１８を押下すると、前述したステップ５Ｐ２７〜ス
テツプ５Ｐ２９の通常の解除モードに入る。

即ち、上記Ｃｏｎｔ　１ｎｕｅキーを押下することによ
り、ステップ５Ｐ２１〜ステツプ５Ｐ２５の一連の操作
を省いて断続的にブレーキの解除を行うことかできるよ
うになっている。

このように、このロボットシステムによれば、ロボット
１のマニピュレータ３を駆動させるモータ４に設けられ
た電磁ブレーキ５によるモータ４のブレーキ状態を人為
的に操作することができるので、極めて簡単にマニピュ
レータ３を手動にて移動させてその位置を修正させるこ
とかできる。

また、起動スイッチ１８は、押下した手を離すと元に戻
るリターン方式のものであるので、オペレータがこの起
動スイッチ１８から手を離すことにより、迅速にモータ
４に電磁ブレーキ５によってブレーキかかけられ、極め
て高い安全性を得ることができる。また、この起動スイ
ッチ１８はキースイッチ（鍵付きスイッチ）であるので
、鍵を所有している所定のオペレータ以外の者がブレー
キの解除動作を行うことを未然に防止することかできる
。

また、通常のロボット１の起動及び、マニュアル操作に
よる電磁ブレーキ５の解除を一つの起動スイッチ１８に
よって行なうことかできる。つまり、起動スイッチ１８
がロボット１の駆動及び電磁ブレーキ５の解除に供用さ
れているので、装置自体の簡略化を図ることかできる。

なお、上記実施例のロボットシステムの具体的す構成は
、実施例に限定されない。

５発明の効果コ 以上、説明したように、この発明のロボットシステムに
よれば、下記の効果を得るこ七かできる。

マニピュレータを停止させるべくモータノ駆動を停止さ
せると、ブレーキ手段によってモータにブレーキがかけ
られ、マニピュレータか確実に制止されるものであるの
で、倒れ込み等の危険性のない極めて安全なロボットシ
ステムとすることができるとともに、従来のように、倒
れ込みを防止した構造のマニピュレータと比較して、構
造の簡略化を図ることかできるとともに、軽量化及びコ
ストダウンを図ることができる。

また、マニピュレータか停止した状態において、ブレー
キ解除手段を起動させることにより、ブレーキ手段によ
るモータのブレーキを解除させることかできるので、極
めて容易にマニピュレータを手動４７にて移動させてそ
の位置の修正を行うことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明のロボットシステムの実施
例を説明する図であって、第１図はロボットシステムの
概略外観図、第２図はロボットシステムのｉ略回路構ｇ
図、第３図はロボットシステムの通常動作を説明するフ
ローチャート図、第４図はロボットシステムの停止動作
を説明するフローチャート図、第５図はマニュアル操作
によるブレーキ解除動作を説明するフローチャート図で
ある。 ２・・・・・・制御装置（制御手段）、３・・・・・・
マニピュレータ、４・・・・・モータ、５・・・・電磁
ブレーキ、１７・・・・イネーブルリレー（ブレーキ解
除手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータにより駆動するマニピュレータと、停止状態の前
   記モータにブレーキをかけて前記マニピュレータの姿勢
   を制止させるブレーキ手段と、前記モータ及び前記ブレ
   ーキ手段を制御する制御手段とから構成されてなり、前
   記制御手段に前記モータのブレーキを解除するブレーキ
   解除手段を設けたことを特徴とするロボットシステム。