JPS61135318A - 制御配線の断線検出回路 - 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〕 本発明は、例えば産業用ロボットの可動部分のサーボ系
のタコジェネレータの制御配線の断線の検出に使・用し
て好適な断線検出回路に関する。

〔従来の技術〕

先に第４図及び第５図にボす如き産業用ロボットが提案
されている。この第４図及び第５図に於いて、（１）は
産業用ロボット、（２）は中央処理装置（２ａ）　、サ
ーボ回路（２ｂ）　、　　（２ｃ）　、　　＜２Ｒ）　
。

（２Ｚ）、メモリ等を有するこの産業用ロボット（１）
の制御装置、（３）はこの産業用ロボット（１）の動作
をプログラムするプログラム装置、（４はこの産業用ロ
ボット（Ｌ）の動作位置等のプログラムの微調整等を行
うティーチング装置である。

この産業用ロボット（１）は基台部（５）の上端部に第
１のアーム（６）を回動自在に支持し、この基台部（５
）内にこの第１のアーム（６）を駆動するモータＭ１、
このモータＭ１の回転速度を検出するタコジェネレータ
ＴＧ及びこのモータＭ１の回転位相を検出するパルス発
生器より成るエンコーダＰＧ等の駆動部が設けられてい
る。またこの第１のアーム（６）の先端部に回転自在に
設けた回転軸に第２のアーム（７）の基部を固定すると
共に第１のアーム（６）の基部の上方にこの第２のアー
ム（７）を駆動するモータＭ２、このモータＭ２の回転
速度を検出するタコジェネレータＴＧ及びこのモータＭ
２の回転位相を検出するパルス発生器より成るエンコー
ダＰＣ等の駆動部（８）が設けられている。またこの第
２のアーム（７）の先端部に先端にチャック（９）が設
けられた作動杆Ｑωを周方向Ｒに回動自在及び垂直方向
Ｚに所定長さ移動自在に設ける。この場合、この作動杆
αのの周方向Ｒの回動を駆動するモータＭＲ及びこの回
転速度と回転位相とを検出するパルス発生器より成るエ
ンコーダ・ＰＣ等の駆動部をこの基台部（５）に設けら
れたコネクタボックス（１１）内に設けると共に、この
第２のアーム（７）の下部にこの作動杆ａφの垂直方向
Ｚの移動を制御するモータＭｚ及び移動速度と移動位置
とを検出するパルス発生器より成るエンコーダＰＣ等の
駆動部（１２）を設ける。この場合制御装置（２）より
の制御信号は制御線を介してコネクタボックス（１１）
で中断され、このコネクタボックス（１１）より夫々制
御配線（１３）　　（１３）　　・・・を介してモータ
Ｍ１．Ｍｚ　。

ＭＲ及びＭｚの各駆動部に供給される。この制御配線（
１３）はモータＭ１　＋　Ｍ　２１　ＭＲ及びＭｚに駆
動信号を供給する駆動制御配線（１３ａ）とタコジェネ
レータＴＧ又はエンコーダＰＣよりの出力信号をサーボ
回路（２ｂ）　、　　（２ｅ）　、　　（２Ｒ）　、　
　（２Ｚ）に帰還する帰還制御配線（１３ｆ　）とデコ
ーダＰＧよりの出力信号を中央処理回路（２ａ）に供給
する配線とより成っている。

この場合モータＭ１及びＭｚのサーボ系は次の如く構成
する。即ちモータＭ１及びＭｚの夫々のタコジェネレー
タＴＧの回転速度に応じた出力電圧を帰還制御配線（１
３ｆ）を介して制御装置（２）に設けられたサーボ回路
（２ｂ）及び（２Ｃ）に夫々比較信号として供給すると
共に、中央処理装置（２ａ）よりのプログラムに応じて
演算された制御信号を２等サーボ回路（２ｂ）及び（２
ｃ）に供給し、このサーボ回路（２ｂ）及び（２ｃ）の
出力信号を駆動制御配線（１３ａ　）　　（１３ａ　）
を介して夫々モータＭ１及びＭｚに駆動信号として供給
する。またこのモータＭ１及びＭｚの夫々のエンコーダ
ＰＧの出力信号を回転位相検出信号として夫々中央処理
装置（２ａ）に′供給する如くする。またモータＭＲ及
びＭｚのサーボ系はモータＭＲ及びＭｚの夫々のエンコ
ーダＰＣの出力信号を夫々周波数に応じた出力電圧を発
生する周波数−電比変換層ｖｓ（２ｄ）及び（２ｅ）に
供給する如くすると共に制御装置（２）の中央処理装置
（２ａ）に夫々位置検出信号として供給する如くする。

このエンコーダＰＣはモータＭＲ９ＭＺの１回転につき
例えば５００個のパルスを発生ずる如く構成されたもの
である。

また中央処理装置（２ａ）よりのプログラムに応じて演
算された制御信号を２等す−ボ回１ｉ！！（２Ｒ）及び
（２ｚ）に供給すると共に周波数−電圧変換回路（２ｄ
）及び（２ｅ）の夫々の出力電圧を回転速度検出信号と
してサーボ回路（２Ｒ）及び（２ｚ）に夫々供給し、こ
のサーボ回路（２Ｒ）及び（２ｚ）の出力信号を駆動制
御配線（１３ａ　）　　（１３ａ　）を介して夫々モー
タＭＲ及びＭｚに夫々駆動信号として供給する。

この産業用ロボット（１１に於いてはプログラム装置（
３）にて、この産業用ロボット（１）の動作をプログラ
ムし、このプログラム装置（３）よりのプログラム信号
を制御装置＋２）に伝送してこれを記憶し、このプログ
ラム信号に応じてこの制御装置（２）より制御信号を発
生し、この制御信号を産業用ロボッｌ−（１）に伝送し
て、この産業用ロボット（１）にプログラムに応じた動
作をさせる。この場合この動作の位置が正確でないとき
にはティーチング装置（４）よりこの位置修正の為の微
調整信号を制御装置（２）に供給−し、この制御装置（
２）に記憶されているプログラム信号を修正する。この
場合この産業用ロボッＩ−（１）の動作等の情報をプロ
グラム装置（３）のモニター（３ａ）で表示す名ことが
できる。またこの産業用ロボット（１）のその作業をや
めるときには制御装置（２）に記憶したプログラム信号
をプログラム装置（３）に逆転送し、このプログラム信
号をフロッピーディスク（３ｂ）等に記憶すれば制御装
置（２）の記憶容量を補うことができるし、またこの記
憶装置をバックアップする必要もない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

斯る産業用ロボット（１）に於いては第２のアーム（７
）の駆動部（８）は第１のアーム（６）上に固定されて
おリ、この駆動部（８１へのコントロールボックス（１
１）よりの制御配線（１３）は常時屈伸することとなり
断線する虞れが屡々あった。この場合モータＭ２の回転
を検出しているタコジェネレータＴＧよりサーボ回路（
２Ｃ）に出力電圧を供給する帰還制御配線（１３ｆ）が
断線したときはサーボ回路（２Ｃ）に比較信号である回
転速度検出信号が供給されないので、このモータＭ２に
サーボが掛からず、このモータＭ２が最大限の速度で回
転し、この産業用ロボッ）　（１）が暴走し、人的災害
、機械的ダメージ等に継がる虞れがあった。

本発明は斯る点に鑑みタコジェネレータＴＧよりサーボ
回路（２ｃ）への帰還制御配線（１３ｆ）の断線があっ
ても例えば産業用ロボット（１）が暴走することのない
様にすることを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明制御配線の断線検出回路は第１図に示す如く回転
体Ｍ２の回転速度に応じた電圧を出力するタコジェネレ
ータＴＧと、この回転体Ｍ２の回転を制御するサーボ回
路（２Ｃ）と、このタコジェネレータＴＧの出力をこの
サーボ回路（２Ｃ）に供給する帰還制御配線（１３ｆ　
）と、このタコジェネレータＴＧの出力電圧が発生しな
いときにこの帰還制御配線（１３ｆ　’）に所定のパル
ス信号を印加するパルス信号供給回路（１４）と、この
タコジェネレータＴＧのインダクタンス成分とこの帰還
制御配線（１３ｆ　）　、サーボ回路（２Ｃ）等の容量
成分とで減衰振動が起きるか否かを検出する検出回路（
１４）とより成るものである。

〔作用〕

斯る本発明に於いては、タコジェネレータＴＧの出力電
圧がなくなり、サーボ回路（２Ｃ）への比較信号がなく
なったときはパルス信号が帰還制御配線（１３ｆ）に印
加され、このときこの帰還制御配線（１３ｆ　）が断線
していないときはタコジェネレータＴＧのインダクタン
ス成分とこの帰還制御配線（１３ｆ　’）　、サーボ回
路（２Ｃ）等の容量成分とで減衰撮動を起し、この帰還
制御配線（１３ｆ）が断線しているときはタコジェネレ
ータＴＧのインダクタンス成分がなくなるので抵抗器及
びコンデンサによる放電波形となるので、これを検出す
ることにより帰還制御配線（１３ｆ　）の新線を知るこ
とができる。

〔実施例〕

以下第１図、第２図及び第３図を参照しながら本発明制
御配線の断線検出回路の一実施例につき説明しよう。第
１図に於いて第４図及び第５図に対応する部分には同一
符号を付し、その詳ｍ説明は省略する。

第１図に於いて（２Ｐ）は所定のプログラムに応じて演
算された中央処理装置（２ａ）よりの制御信号が供給さ
れる制御信号入力端子をポし、この制御信号入力端子（
２Ｐ）に供給される制御信号をサーボ回路（２Ｃ）に供
給し、このサーボ回路（２Ｃ）の出力信号を駆動信号と
して駆動制御配線（１３ａ）を介してモータＭ２に供給
する。このモータＭ２の回転速度に応じた出力電圧を発
生するタコジェネレータＴＧの出力電圧を帰還制御配線
（１３ｆ　）を介して比較信号としてサーボ回路（２Ｃ
）の他方の入力端子に供給する。この帰還制御配線（１
３ｆ　）のサーボ回路（２Ｃ）の入力側に接続したコン
デンサ（１５Ｇ）及び抵抗器（１５Ｒ）は例えば平滑回
路等を構成する容量成分及び抵抗成分である。

本例に於いてはこの帰還制御配線（１３ｆ）の一方で制
御装置（２）内にパルス信号発生及び減衰振動検出回路
（１４）を設ける。このパルス信号発生及び減衰振動検
出回路（１４）としては第２図に示す如く構成する。

第２図に於いて、（１４ａ）はこのタコジェネレータＴ
Ｏよりサーボ回路（２Ｃ）への帰還制御配線（１３ｆ　
）に接続される接続端子を示し、このタコジェネレータ
ＴＧの出力電圧をこの接続端子（１４ａ）を介して増幅
回路（１４ｂ　）に供給する。この増幅回路（１４ｂ　
）の出力信号をタコジェネレータＴＧの出力電圧が略零
であることを検出するレベル検出回路（１４ｃ　）に供
給し、このレベル検出回路（１４ｃ）の出力信号をタコ
ジェネレータＴＧの出力電圧が略零のときに出力信号を
反転するＤ−フリップフロップ回路（１４ｄ）のＤ端子
に供給する。

また（１４ｅ）は所定の周波数例えば１００Ｈｚのクロ
ツク信号を発生ずるクロック信号発生回路を示し、この
クロック信号発生回路（１４ｅ）のクロック信号をこの
Ｄ−フリップフロップ回路（１４ｄ）のトリガ端子に供
給し、このＤ−フリップフロップ回路（１４ｄ）のＱ端
子を検出タイミング回路を構成するＤ−フリップフロッ
プ回路（１４ｆ　）のセット端子Ｓに供給する。この検
出タイミング回路（１４ｆ　）はこのセット端子Ｓがハ
イレベル信号“１”である間は検出を行わない。

また（１４ｇ）はパルス信号発生回路をボし、このパル
ス信号発生回路（１４ｇ）はレベル検出回路（１４ｃ）
の出力信号がハイレベル信号“１”即ちタコジェネレー
タＴＧの出力電圧が略零となったときにクロック信号発
生回路（１４ｅ）よりのクロック信号のタイミングで例
えば１０μｓのパルス幅のパルス信号（１４ｐ　）を発
生する如くなされたものである。このパルス信号発生回
路（１４ｇ）よりのパルス信号（１４ｐ）をパルス信号
出力回路（１４ｈ及び接続端子（Ｌ４ａ）を介して帰還
制御配線（１３ｆ　：に供給する。またこのパルス信号
（１４ｐ）をタイミング信号発生回路（１４ｉ　）に供
給し、このタイミング信号発生回路（１４ｉ　）で、こ
のパルス信号（１４ｐ）が供給されたときよりタコジェ
ネレータＴＧのインダクタンス成分とサーボ回路（２Ｃ
）の容量成分（１５Ｇ）とで決る減衰振動波形の低レベ
ルとなる時間（１時間後）にタイミング信号を発生する
如くする。このタイミグ信号を検出タイミング回路（１
４ｆ　）を構成するＤ−フリップフロップ回路のトリガ
端子に供給する。また増幅回路（１４ｂ　）の出力信号
をこの出力信号が所定レベルＴＨ以上のときにハイレベ
ル信号“１”となる比較回路（１４ｊ　）に供給し、こ
の比較回路（１４ｊ　）の出力信号を検出タイミング回
路を構成するＤ−フリップフロップ回路（１４ｆ　）の
Ｄ端子に供給する。このＤ−フリップフロップ回路（１
４ｆ）はトリガ端子にタイミング信号が供給されたとき
にこのＤ端子にハイレベル信号“１”が供給されたとき
にて端子に出力信号が得られ、このとき制御信号出力端
子（１４ｋ）に制御信号が得られると共に表示回路（１
４１）により表示を行う。この場合制御信号出力端子（
１４ｋ）に得られる制御信号によリモータＭ２の電源を
オフする等モータＭ２を停止する如くする。

本例ではその他は第４図及び第５図と同様に構成する。

本例は上述の如く構成されているので、タコジェネレー
タＴＧの出力電圧が所定レベル以上のときはレベル検出
回路（１４ｃ）は検出信号を発生しないのでこのパルス
信号発生及び減衰撮動検出回路（１４）は何等動作しな
い。

またタコジェネレータＴＧの出力電圧が略零となったと
きはレベル検出回路（１４ｃ）により検出され、このと
きパルス信号発生回路（１４ｇ）より第３図Ａに示す如
きパルス信号（１４ｐ　）がパルス信号出力回路（Ｌ４
ｈ）及び接続端子（１４ａ　）を介して帰還制御配線（
１３ｆ）に供給される。

このとき帰還制御配線（１３ｆ　）が断線しておらず単
にモータＭ２が停止したときはこのパルス信号（１４ｐ
）はタコジェネレータＴＧのインダクタンス成分とサー
ボ回路（２Ｃ）等の容量成分（１５Ｃ）とで減衰振動を
起し、このとき第３図Ｂに示す如き減衰振動波形信号が
接続端子（１４ａ）及び増幅回路（１４ｂ）を介して比
較回路（１４ｊ）に供給される。この減衰振動波形信号
はパルス信号（１４ｐ　）の発生後のタイミング信号の
得られる１時間後に於いては所定レベルＴＨ以下である
ので、このとき検出タイミング回路を構成するＤ−フリ
ップフロップ回路（１４ｆ）のＤ端子にローレベル信号
“０”が供給され、制御信号出力端子（１４ｋ）には何
等制御信号は得られず断線していないことと判断される
。

またこのとき帰還制御配線（１３ｆ）が断線していると
きは、タコジェネレータＴＧのインダクタンス成分がな
いのでこのパルス信号（１４ｐ）はサーボ回路（２Ｃ）
等の容量成分（１５Ｇ）に充電されその後は第３図Ｃに
示す如くこの容量成分（１５Ｇ）と抵抗成分（１５Ｒ）
とによる放電波形となり、これが接続端子（１４ａ）及
び増幅回路（１４ｂ）を介して比較回路（１４ｊ　）に
供給される。この放電波形信号は直流波形でありパルス
信号（１４ｐ）の発生後よりＴ時間後のタイミング信号
発生回路（１４ｉ　）よりタイミング信号を発生する時
間に於いても、所定レベルＴＨ以上であり比較回路（１
４ｊ　）の出力信号はハイレベル信号“１”であるので
検出タイミング回路（１４ｆ　）はこれを検出して制御
信号出力端子（１４ｋ　）に制御信号を発生し、これに
よりモータＭ２の回転を停止する様にすると共に表示回
路（１４ｊ）で表示し、この表示回路（１４Ａ）で断線
の結果を保持する如くする。

従って本例に依れば帰還制御配線（１３ｆ）に断線が発
生したときは直ちにこれを検出しモータＭ２を停止する
ので産業用ロボッＩ−（１１が暴走することがなくなる
と共にこの断線を直ちに発見できるので直ちに改修作業
を行うことができる。また本例を適用すればこの産業用
ロボット（１）を組み立てるときのこの部分の配線作業
の誤りを容易に発見することができる。

尚、上述実施例は本発明を産業用ロボットに通用した例
につき述べたが、本発明は可動部を制御するその他の装
置の制御配線の断線検出回路にも使用できることは勿論
である。また本発明は上述実施例に限らず本発明の要旨
を逸脱することなくその他種々の構成が取り得ることは
勿論である。

〔発明の効果〕

本発明に依れば帰還制御配線（１３ｆ）が断線したとき
にこれを直ちに検出することができ、これにより産業用
ロボット等の移動距離を伴わずに停止させることができ
るので人的災害、機械的ダメージ等を未然に防止するこ
とができる。また故障の原因も明確に知ることができ、
直ちに改修作業を１テうことができると共に将来の保守
管理にも役立つ利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制御配線の断線検出回路の一実施例を示
す構成図、第２図は本発明の要部の例を示す接続図、第
３図は本発明の説明に供する線図、第４図は産業用ロボ
ットのシステム構成例を示す斜視図、第５図は第４図の
制御構成例を示す系統図である。 （１１は産業用ロボット、（２）は制御装置、（２ａ）
は中央処理回路、（２ｂ）　、　　（２ｃ）　、　　（
２Ｒ）及び（２ｚ）は夫々サーボ回路、（３）はプログ
ラム装置、（４）はティーチング装置、（１３ンは制御
配線、（１３ｆ）は帰還制御配線、（１４）はパルス発
生及び減衰振動検出回路、（１４ｃ）はレベル検出回路
、（１４ｆ　）は検出タイミング回路、（１４ｇ）はパ
ルス発生回路、（Ｌ４ｊ）は比較回路、ＴＧはタコジェ
ネレータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転体の回転速度に応じた電圧を出力するタコジェネレ
   ータと、上記回転体の回転を制御するサーボ回路と、上
   記タコジェネレータの出力を上記サーボ回路に供給する
   制御配線と、上記タコジェネレータの出力電圧が発生し
   ないときに上記制御配線に所定のパルス信号を印加する
   パルス信号供給回路と、上記タコジェネレータのインダ
   クタンス成分と上記制御配線、上記サーボ回路等の容量
   成分とで減衰振動が起きるか否かを検出する検出回路と
   より成ることを特徴とする制御配線の断線検出回路。