JPS62124897A

JPS62124897A - ロボツトの安全装置

Info

Publication number: JPS62124897A
Application number: JP26555385A
Authority: JP
Inventors: 正博吉川; 佐々木　英記
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1985-11-26
Filing date: 1985-11-26
Publication date: 1987-06-06

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、ロボットと、該ロボットとワークのやりとり
を行うストッカとの衝突を防止する安全装置に関する。

［従来の技術］近年、加工機械におけるワークの搬送等にロボットが使
用されている。このロボットは、通常においては、予め
設定あるいは教示された動作プログラムに従って自動的
に動作する。

一方、ロボットの動作範囲内にあって、ロボットのワー
ク着脱位置を有し、未加工ワークまたは完成ワークを搬
出入し貯蔵するストッカは、ロボットとは別個に制御さ
れて動作する。

そのため、ロボットがワークの受渡しのため、ストッカ
に接近した場合に、ロボットの動きとストッカの搬出入
の動きとのタイミングが合わないと、両者が衝突するこ
とがあり、非常に危険であると共に、ロボットの重大な
故障の原因となる。

そこで、両者の衝突を防止する必要がある。

従来、この目的を達成する手段としては、作業者が、ロ
ボットとストッカの動きを監視して、衝突の危険がある
と、ロボットの非常停止ボタンを押してロボットを非常
停止させることが、一般に行われている。

また、他の手段としては、ロボットとストッカとを共に
同じシーケンス動作プログラムにより制御することが考
えられている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記従来の手段の内、作業者の監視によ
るものは、自動装置であるにも拘らず、作業者が常時監
視しなければならず、多数のロボットが配置されていれ
ば、多数の作業者を監視のために要し、合理的でない。

また、ロボットを非常停止させると、該ロボット全体の
電源が遮断されるため、ロボットの制御部において記憶
されている動作プログラムが消えてしまい、動作の教示
またはプログラムのロードを再度行わなければならず、
非常に手間がかかるという欠点がある。

さらに、ロボットとストッカとを共に同じシーケンス動
作プログラムにより制御することにあっては、両者の動
作に各々大きな自由度があり、それらを共通に制御する
には、極めて複雑かつ長大な動作プログラムを必要とし
、プログラムの制作に手間がかかると共に、これをロー
ドするためのメモリに大容量のものが必要となり、しか
も、プログラムが複雑になるに伴なって、ＣＰＵの処理
時間が長くなるという欠点がある。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、ロ
ボットとストッカとを各々独自のシーケンス動作プログ
ラムにより制御することができて、プログラムを短くか
つ簡素化して、その制作およびロードを容易化すると共
に、ＣＰＵの処理時間を短縮でき、また、作業者の監視
を省くことができて、自動運転による合理化を図ること
ができ、しかも、復旧に手間のかかる非常停止をできる
だけ避けることを可能としたロボットの安全装置を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明は、加工機械に順次自動的にワークを供給するロ
ボットであって、該ロボットの動作範囲内にあって、ロ
ボットのワーク着脱位置を有し、未加工ワークまたは完
成ワークを貯蔵するストッカと、該ストッカ外よりスト
ッカ内の上記ワーク着脱位置にワークを供給する搬出入
装置とを備えたものの安全装置において、上記問題点を
解決するための手段として、ロボットアームの位置が、上記ストッカ内のワーク着脱
位置の近傍にあることを検出する第１検出手段と、ロボットアームの位置が、上記ストッカの近傍にあるこ
とを検出する第２検出手段と、上記搬出入装置が稼動し
ている時、上記第１検出手段の信号でロボットに非常停
止を指令し、また、上記第２検出手段の信号でロボット
に一時停止を指令する制御手段とを備えることを特徴と
する。

［作用］本発明は、加工機械に順次自動的にワークを供給するロ
ボットが、該ロボットの動作範囲内にあって、ロボット
のワーク着脱位置を有し、未加工ワークまたは完成ワー
クを貯蔵するストッカと衝突しないようにするものであ
る。上記ストッカには、該ストッカ外より搬出入装置に
よりストッカ内の上記ワーク着脱位置にワークが供給さ
れる。

このような状況において、ロボットアームの位置が上記
ストッカ内のワーク着脱位置の近傍にあると、これが第
１検出手段により検出される。また、ロボットアームの
位置が上記ストッカの近傍にあると、これが第２検出手
段により検出される。

上記搬出入装置が稼動している時、制御手段は、上記第
１検出手段によってロボットアームの位置が上記ストッ
カ内のワーク着脱位置の近傍にあることを検出すると、
その検出信号でロボットに非常停止を指令する。また、
制御手段は、上記第２検出手段によってロボットアーム
の位置が上記ストッカの近傍にあることを検出すると、
その検出信号でロボットに一時停止を指令する。

通常は、先ず、第２の検出手段が作動するので、ロボッ
トは一時停止の指令を受けることが大部分である。そし
て、異常事態の場合のみ、第１検出手段の検出信号によ
る非常停止となるので、手間のかかる復旧作業を要する
非常停止は、極めて稀なこととなる。

また、第１、第２の検出手段により、ロボットとストッ
カとの相互関係が検出され、制御手段によりロボットの
動きが規制されるので、両者の動作プログラムを共通に
することを要せず、各々独立に設定することができる。

［実施例］本発明の実施例について図面を参照して説明する。

［実施例］本発明の実施例について、第１図および第２図を参照し
て説明する。なお、第１図は本発明ロボット安全装置の
一実施例を示すブロック図、第２図は複数のワークＷを
載置したワーク置台Ｂをａ方向に搬出入する搬出入装置
Ｃの概要を示す平面図である。

〈実施例の構成〉第１図に示す本発明のロボット安全装置は、ワーク置台
Ｂがロボットの動作危険範囲Ａに引き出されている場合
（稼動している時）に、自動停止して、アームと置台と
の衝突を避ける機能を有する。また、第２図に示すよう
に、ワーク置台Ｂは、直線駆動装置（往復シリンダ等）
７１により、カイト７２．７２に沿って、動作危険範囲
Ａの内外に移動する。

先ず、第１図および第２図を参照して、本実施例装置の
構成の概要について説明する。

本実施例は、ロボット本体Ｒｈと、これに旋回自在に設
けられているアームＲａとからなるロボットに適用され
る。その主要な構成要素として、上記制御手段を構成す
る制御部１０と、上記第１の検出手段を構成する光電検
出器２０ａ　、　２０ｂと、＄２の検出手段を構成する
光電検出器２１ａ　、　２１ｂと、上記アーム回転角度
を検知するエンコーダ３０と、ロボットの駆動制御を行
なう駆動制御装置４０と、ロボットに動作教示を行う教
示操作盤５０と、ロボットアームＲａを旋回駆動すると
共に上記駆動方向検知手段を構成する駆動装置６０とを
備える。

次に、上記構成について、さらに詳細に説明する。

上記ロボットのアームＲａが旋回する範囲については、
該アームＲａが最大に伸張した状態を旋回半径とする旋
回軌跡内を、動作危険範囲Ａとしである。

上記制御部ｌＯは、ＣＰ　Ｕ４１．ラッチ回路１２゜１
３、ディスプレイ装置１４ａ、キーボード１４ｃおよび
入出力回路１４ｂと、ＲＯＭ　（リードオンリーメモリ
）１５と、外部記憶装置１６と、入力インタフェース１
７と、入出力インタフェース１８とを有してなり、これ
らをバスＢＵＳにて接続しである。

ＣＰＵＩＩは、制御部１０に接続されている各種装置の
制御を行なう。例えば、各種信号の入出力制御、ロボッ
ト検出信号のラッチ制御、ロボット検出信号によりロボ
ットの動作を制御する指令を出力する等の機能を有する
。ＲＯＭ　１５は、このＣＰＵ１ｌを制御するプログラ
ムを格納する。

上記ラッチ回路１２は、内部にラッチ用メモリを有して
なり、第２の検出信号が入力するとこれを保持する。ラ
ッチ回路１３は、その他のロボットの運動に関する信号
を保持する。

上記光電検出器２０ａ　、　２０ｂは、搬出入装置Ｃに
よって動作するストッカを構成するワーク置台Ｂの近傍
、即ち、ストッカ内のワーク着脱位置の近傍に配置され
、ロボットアームＲａがその上を通過すると、その影に
よる明暗の変化を光電的に検知して、検出信号を出力す
る構成となっている。

また、上記光電検出器２１ａ、２１ｂは、上記光電検出
器２０ａ　、　２０ｂの外側、即ち、ストッカ内の近傍
に配置され、ロボットアームＲａがその上を通過すると
、その影による明暗の変化を光電的に検知して、検出信
号を出力する構成となっている。

各光電検出器２０ａ　　、　２０ｂ　、　２１ａ　、　
２１ｂは、すべて入力インタフェース１７に接続され、
その検出信号が１記制御部１０に入力される。入力イン
タフェース１７は、各光電検出器２０ａ　　、　２０ｂ
　　、　２１ａ　　、　２１ｂの検出信号を数値コード
化して、ＣＰＵ１１に送る構成となっている。

エンコーダ３０は、例えば、透孔、濃淡マーク等により
一定のコードパターンを形成した円盤３１と、フォトカ
プラ、リードスイッチ等の、コードパターン読取素子３
２とを備えて構成される。読取素子３２の出力は、入出
力インタフェース１８を介し、制御部１０に取込まれ、
ロボットの現在位置を知らせる信号として、動作制御に
利用される。

ロポッ）Ｒｈの駆動制御装置４０は、入出力インタフェ
ース１８を介してＣＰＵＩＩに接続され、その命令に従
って、駆動装置６０を制御する。また、この駆動制御装
置４０には、教示操作ｇ１５０が接続されている。この
教示操作盤５０には、ロボットを通常の動作とするか、
教示動作とするかを選択するモードセレクタ５１が設け
である。

駆動装置６０は、ロボットアームを旋回させるモータ６
１と、このモータ６１を駆動する増幅器６２と、該モー
タ６１の速度検知器６３と、パルスの分配等を行なう補
間器６４とを有して構成される。

〈実施例の作用〉次に、上記のように構成される本実施例装置の作用につ
いて説明する。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１５に格納されているプログラム
に従って、各種制御を実行する。即ち、外部記憶装置１
６からロボットの動作プログラムを読出して、ロボット
に当該プログラムの動作を順次実行させるべく、制御信
号を出力する。一方、これらの制御信号に対するロボッ
ト側の現実の動作状態を、エンコーダ３０等からの信号
により検知し、フィードバック制御を行う。

また、ＣＰＵＩＩは、搬出入装置Ｃによってストッカ置
台Ｂが動作している時、ロボットとスト・・力の異常接
近について監視を行う。即ち、上記光電検出器２０ａ　
、　２０ｂ　、　２１ａ　、　２１ｂからの信号を受け
て、これらの信号をラッチ回路１２に格納すると共に、
検出信号の状態に応じて、ロボットの動作を停止させる
。この動作について、さらに詳述する。

ここで、ロボットのアームＲａが、旋回して光電検出器
２１ａ上を通過したとする。これにより光電検出器２１
ａには、アームＲａの影が入るので、該光電検出器２１
ａはアームＲａの通過を検出する。

この検出信号は、入力インタフェース１７に入力され、
所定の信号コードに変換される。入力インタフェース１
７は、ＣＰＵＩＩに対し、割込要求信号を出力する。Ｃ
ＰＵＩＩは、割込処理を行って、この要求を受は付け、
入力インタフェース１７からの検出信号をバスを介して
ラッチ回路１２に転送し、所定の領域に格納保持させる
。

そして、ＣＰＵＩＩは、ロボットを一時停止させるべく
、駆動制御装置４０に停止信号を送る。駆動制御装置４
０は、この信号を受けて、ロボットを停止させる。

これらの状態は、入出力回路１４ｂを介してｉイスプレ
イ装置１４ａにて表示される。

この状態で、ワーク置台Ｂの位置が動作危険範囲Ａから
外れると、該ワーク置台Ｂ側から解除信号が入力インタ
フェース１７に入力される。この解除信号が、ＣＰＵＩ
Ｉに送られると、上記ラッチ回路１２にて保持される上
記検出信号のラッチがリセットされ、かつ、駆動制御装
置４０に対する停止信号が解除される。

そこで、ＣＰＵＩＩは、割込処理の前の状態に復帰して
、ロボットの動作を再開する。

ところで、極めて稀ではあるが、ロボット旋回速度が異
常に大きい等により、一時停止されるまでに、次の光電
検出器２０ａにアームが検出されることがあり得る。こ
の場合には、上述したと同様にして１割込により検出信
号がＣＰ　Ｕ　１１に送られる。これを受けると、ＣＰ
ＵＩＩは、直ちに電源スィッチをオフして、ロボットを
非常停止させる。

従って、本実施例では、通常の状態では、ロボットは、
一時停止することによりストッカと衝突することが防止
される。また、異常な状態にあっては、非常停止により
衝突が防止される。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、ロボットとストッカとを
各々独自のシーケンス動作プログラムにより制御するこ
とができて、プログラムを短くかつ簡素化して、その制
作およびロードを容易化すると共に、ＣＰＵの処理時間
を短縮でき、また、作業者の監視を省くことができて、
自動運転による合理化を図ることができ、しかも、復旧
に手間のかかる非常停止をできるだけ避けることを可２
とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ロボット安全装置の一実施例の構成を示
すブロック図、第２図はストッカを構成するワーク置台
と搬出入装置の概要を示す構成囚である。１１・・・ＣＰＵ　　　　　　１２・・・ラッチ回路１
３・・・ラッチ回路１７・・・入力インタフェース

Claims

【特許請求の範囲】加工機械に順次自動的にワークを供給するロボットであ
って、該ロボットの動作範囲内にあって、ロボットのワ
ーク着脱位置を有し、未加工ワークまたは完成ワークを
貯蔵するストッカと、該ストッカ外よりストッカ内の上
記ワーク着脱位置にワークを供給する搬出入装置とを備
えたものの安全装置において、ロボットアームの位置が、上記ストッカ内のワーク着脱
位置の近傍にあることを検出する第１検出手段と、ロボットアームの位置が、上記ストッカの近傍にあるこ
とを検出する第２検出手段と、上記搬出入装置が稼動している時、上記第１検出手段の
信号でロボットに非常停止を指令し、また、上記第２検
出手段の信号でロボットに一時停止を指令する制御手段
とを備えて構成されることを特徴とするロボットの安全
装置。