JP2014213400A - ロボット装置及びロボット装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上位コントローラから下位コントローラに対する通信において通信異常が発生した場合に、ロボットを適切に停止動作させ、かつ配線数の増加を抑えることができるロボット装置を提供する。【解決手段】ロボット１０の各部の動作を制御する複数の下位コントローラ２０ａ〜２０ｆと、複数の下位コントローラ２０ａ〜２０ｆを制御する上位コントローラ３０と、上位コントローラ３０と複数の下位コントローラ２０ａ〜２０ｆとの間の信号線４１のうちの複数の下位コントローラ２０ａ〜２０ｆよりも上流側に設けられ、該信号線４１を接断可能な信号接断回路６０と、信号接断回路６０に、信号線４１を切断する信号を送信可能な切断指示部７０と、を備え、上位コントローラ３０からの複数の下位コントローラ２０ａ〜２０ｆに対する通信状態が第１の所定時間Ｔ１以上の遮断状態にある場合に、ロボット１０の動作を停止する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の関節が制御されることにより駆動する多関節アームを利用するロボット装置及びロボット装置の制御方法に関する。

従来、垂直多関節アーム（以下、ロボットと呼ぶ）が、例えば産業用組立ロボット等として開発されている。このロボットの制御システムの１つとして、上位コントローラから該上位コントローラに従属する下位コントローラに動作指示を送信して動作させるいわゆる分散制御システムが知られている。分散制御システムでは、上位コントローラは、例えば各ロボットごとに対応して設けられ、ロボット全体の動作計画等、大局的な判断処理を行うようになっている。また、下位コントローラは、１台のロボットに複数組み込まれ、例えばモータの制御等、個々のハードウェアを制御するようになっている。換言すると、分散制御システムは、システムを構成するモータ等の複数の機器ごとに下位コントローラを備え、上位コントローラから分散して下位コントローラを制御するようになっている。

ここで、ロボットの動作中に何らかの理由で非常停止させる場合は、ロボットに非常停止指示を送信し、ロボットをプログラムによって減速停止させた後、モータを駆動する電力を遮断するという手順が考えられる。しかしながら、分散制御システムにおいては、例えば、上位コントローラのプログラムの誤動作や、上位コントローラの故障、あるいは断線等、下位コントローラより上流側で異常が発生する可能性がある。このような上位コントローラから下位コントローラに対する通信において異常が発生すると、下位コントローラでは、非常状態の通知や非常停止の指示を正確に受信することができなくなる。これにより、ロボットが適切に減速できなかったり、適切な位置姿勢で停止できなかったりする等、適切な停止動作を行えず、ロボットに機械的な過負荷が掛かってしまう場合がある。

これに対して、分散制御システムにおいて、このような通信異常が発生した場合、下位コントローラ同士が互いに非常状態を通知できるように、下位コントローラ間に非常通信線を設けたものが知られている（特許文献１参照）。この制御システムによれば、下位コントローラより上流側での異常で上位及び下位のコントローラ間で通信異常が発生した場合でも、下位コントローラ間の非常通信線により、下位コントローラが非常状態を検知しロボットを適切に停止動作させることができる。

特開２００９−３７４２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された制御システムでは、下位コントローラの数をｎとすると、全ての下位コントローラ同士を接続する非常通信線の数は、０．５×ｎ（ｎ−１）本となる。このため、例えば、６軸多関節ロボットのように下位コントローラが６つある場合、非常通信線は１５本必要となってしまい、下位コントローラの数が大きくなるにつれて下位コントローラ間の非常通信線の本数は２次関数的に増えてしまう。下位コントローラ間に配線する非常通信線が膨大な数になることにより、ロボットを実装する際の作業性が低下してしまうという問題があった。

本発明は、上位コントローラから下位コントローラに対する通信において通信異常が発生した場合に、ロボットを適切に停止動作させ、かつ配線数の増加を抑えることができるロボット装置及びロボット装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明のロボット装置は、ロボットの各部の動作を制御する複数の下位コントローラと、前記複数の下位コントローラを制御する上位コントローラと、前記上位コントローラと前記複数の下位コントローラとの間の信号線のうちの前記複数の下位コントローラよりも上流側に設けられ、該信号線を接断可能な信号接断回路と、前記信号接断回路に、前記信号線を切断する信号を送信可能な切断指示部と、を備え、前記上位コントローラからの前記複数の下位コントローラに対する通信状態が第１の所定時間以上の遮断状態にある場合に、前記ロボットの動作を停止することを特徴とする。

また、本発明は、ロボットの各部の動作を制御する複数の下位コントローラと、前記複数の下位コントローラを制御する上位コントローラと、前記上位コントローラと前記複数の下位コントローラとの間の信号線のうちの前記複数の下位コントローラよりも上流側に設けられ、該信号線を接断可能な信号接断回路と、前記信号接断回路に、前記信号線を切断する信号を送信可能な切断指示部と、を備えるロボット装置の制御方法において、前記切断指示部が、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信することにより、前記信号接断回路が前記信号線を切断する第１の切断工程と、前記上位コントローラからの前記複数の下位コントローラに対する通信状態が第１の所定時間以上の遮断状態にある場合に、前記ロボットの動作を停止する停止工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、切断指示部が、信号接断回路に信号線を切断する信号を送信することにより、信号接断回路が信号線を切断し、上位コントローラから下位コントローラへの通信状態が第１の所定時間以上の遮断状態にあることでロボットの動作を停止する。これにより、下位コントローラ間に非常通信線を設ける必要がないので、配線数を増加することなく、上位コントローラから下位コントローラに対する通信において通信異常が発生した場合に、ロボットを適切に停止動作させることができる。

本発明の第１実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係るロボットの動作中に、ロボットを非常停止させる際の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るロボットの非常停止後に、ロボットの動作を再開させる際の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るロボットの動作中に、ロボットを非常停止させる際の処理手順の一部を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係るロボットの動作中に、ロボットを非常停止させる際の処理手順の一部を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１に示すように、ロボット装置１は、ロボット１０と、複数の制御ユニット（下位コントローラ）２０ａ〜２０ｆと、これら複数の制御ユニット２０ａ〜２０ｆを制御する制御部（上位コントローラ）３０と、を備えている。ロボット１０は、６軸の垂直多関節アーム（以下、アームと呼ぶ）１１と、エンドエフェクタとしてのハンド（図示せず）とを有している。尚、ロボット１０と全ての制御ユニット２０ａ〜２０ｆとを合わせた全体を、ロボット本体４０と総称する。また、本実施形態では、アーム１１として６軸の垂直多関節アームを適用しているが、軸数は用途や目的に応じて適宜変更してもよい。

アーム１１は、７つのリンク（図示せず）と、各リンクを揺動又は回動可能に連結する６つの関節１２ａ〜１２ｆとを備えている。各関節１２ａ〜１２ｆは、各関節１２ａ〜１２ｆを各々駆動するモータ１３ａ〜１３ｆと、各関節１２ａ〜１２ｆを各々停止させるブレーキ１４ａ〜１４ｆと、モータ１３ａ〜１３ｆの回転角度を検知するエンコーダ１５ａ〜１５ｆとを備えている。各関節に設けられたモータ１３ａ〜１３ｆと、ブレーキ１４ａ〜１４ｆと、エンコーダ１５ａ〜１５ｆとは、それぞれ制御ユニット２０ａ〜２０ｆに接続されている。本実施形態では、各関節１２ａ〜１２ｆにそれぞれ制御ユニット２０ａ〜２０ｆが設けられており、ロボット１０は合計６個の制御ユニット２０ａ〜２０ｆを備えている。各制御ユニット２０ａ〜２０ｆは、ロボット１０の各関節１２ａ〜１２ｆの動作を制御するようになっている。

制御ユニット２０ａは、ロボット本体４０に内蔵されており、例えばモータ１３ａのケースに取り付けられている。制御ユニット２０ａには、信号線４１を介して制御部３０が接続されると共に、電力線４２を介して主電源５０が接続されている。制御ユニット２０ａは、制御部３０から受信した信号に基づいて、電力線４２からの電力を利用してモータ１３ａ及びブレーキ１４ａを駆動あるいは停止し、またエンコーダ１５ａによる測定値を制御部３０に送信するようになっている。尚、他の制御ユニット２０ｂ〜２０ｆについても制御ユニット２０ａと同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。

制御ユニット２０ａ〜２０ｆ及び制御部３０は、いずれもコンピュータにより構成されている。各コンピュータは、例えばＣＰＵと、各部を制御するためのプログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入力インターフェース回路と、出力インターフェース回路とを備えている。尚、主電源５０は、ロボット１０に動作を行わせるための電力を供給可能になっている。

次に、本実施形態に係るロボット装置１の特徴的な部分について詳細に説明する。

制御部３０と各制御ユニット２０ａ〜２０ｆとの間の信号線４１のうちの各制御ユニット２０ａ〜２０ｆよりも上流側には、該信号線４１を接断可能な信号接断回路６０が設けられている。本実施形態では、信号接断回路６０はリレー装置により構成されている。信号接断回路６０としては、リレー装置のような機械的に接点のオンオフを切り換えるものには限られず、例えば機械的な接点を有しない電気回路によりオンオフを切り換えるものであってもよい。但し、信号接断回路６０は、ハードウェアにより信号線４１が接断されるものとしており、ソフトウェアにより信号線４１が接断されるものを含まないものとしている。

信号接断回路６０には、該信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信可能な切断指示部７０が接続されている。本実施形態では、切断指示部７０は、制御部３０に内蔵されたウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）（異常検出回路）７１と、非常停止ボタン（停止要求検出センサ）７２と、信号接断回路６０に信号を発信する停止検知基板７３と、を備えている。切断指示部７０は、いずれも電気回路あるいは電気部品のハードウェアから構成されており、ソフトウェアを利用することなく動作するようになっている。

ＷＤＴ７１は、ソフトウェアが正常に動作しているか監視するために、制御部３０のＣＰＵが正常に動作しているか否かをチェックするようになっている。具体的には、例えば、ＷＤＴ７１は所定時間の経過によりタイムアップすると、停止検知基板７３に停止信号を発信するようになっている。そして、ＣＰＵが正常な動作をしている場合は、ＣＰＵがＷＤＴ７１のタイムアップ前にリセットを行うようになっている。ＣＰＵが異常な動作をしている場合は、ＣＰＵがＷＤＴ７１をタイムアップ前にリセットできないことから、ＷＤＴ７１がタイムアップして停止検知基板７３に停止信号を発信するようになっている。
これにより、ＷＤＴ７１は、ソフトウェアを利用することなく、制御部３０のＣＰＵの動作をチェックすることができるようになっている。本実施形態では、異常検出回路としてＷＤＴ７１を適用しているが、これには限られないのは勿論である。

また、非常停止ボタン７２は、例えばプッシュオンスイッチからなり、作業者がロボット１０を非常停止させる際にプッシュオン操作するようになっている。非常停止ボタン７２がオン操作されることにより、停止検知基板７３に停止信号を発信するようになっている。本実施形態では、停止要求検出センサとして、非常停止ボタン７２を適用しているが、これには限られず、例えば、ドアスイッチ、エリアセンサ、デッドマンスイッチ等を適用してもよい。

停止検知基板７３は、ＷＤＴ７１のタイムアップか、または非常停止ボタン７２のオン操作により、信号接断回路６０に切断信号を送信して、該信号接断回路６０を切断状態にするようになっている。また、停止検知基板７３は、制御部３０からの接続信号の受信、あるいは非常停止ボタン７２のオフ操作により、信号接断回路６０に接続信号を送信して、該信号接断回路６０を接続状態にするようになっている。

制御ユニット２０ａは、通信監視部２１ａを有しており、該通信監視部２１ａは、制御部３０から制御ユニット２０ａへの通信状態が第１の所定時間Ｔ１以上の遮断状態にあるか否かを判断するようになっている。更に、通信監視部２１ａは、通信状態が所定時間Ｔ１以上の遮断状態にあると判断した場合は、制御ユニット２０に対して、ロボット１０の動作を停止するように信号を送信する。通信監視部２１ａは、制御ユニット２０ａのＲＯＭに格納されたプログラムにより構成されている。尚、制御ユニット２０ｂ〜２０ｆも制御ユニット２０ａと同様にそれぞれ通信監視部２１ｂ〜２１ｆを有しているが、これらの構成は通信監視部２１ａと同様であるので、詳細な説明を省略する。

上述したロボット１０の駆動中に、動作を非常停止させる際の手順を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。

まず、操作者の操作により、ロボット１０の動作が開始される（ステップＳ１）。そして、非常停止ボタン７２がオン操作されたか否かが判断され（ステップＳ２）、オン操作されていなければ、ＷＤＴ７１がタイムアップしたか否かが判断される（ステップＳ３）。ＷＤＴ７１がタイムアップしていなければ、再度、非常停止ボタン７２がオン操作されたか否かが判断される（ステップＳ２）。ここでは、非常停止ボタン７２のオン操作とＷＤＴ７１のタイムアップとが順次判断されているが、実際には両者は別個の電気回路により構成されているため、同時に判断されている。

そして、非常停止ボタン７２がオン操作されたか、あるいはＷＤＴ７１がタイムアップした場合は、停止検知基板７３が信号接断回路６０に切断信号を送信する（ステップＳ４）。信号接断回路６０は、切断信号を受信することにより、切断状態に切り換わり、信号線４１を切断する（ステップＳ５）。これら、ステップＳ４及びステップＳ５が、本発明の第１の切断工程となっている。

信号線４１が切断されることにより、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆでは信号の受信が停止され遮断状態になり、各通信監視部２１ｂ〜２１ｆは、遮断状態が第１の所定時間Ｔ１だけ経過したか否かを判断する（ステップＳ６）。遮断状態が第１の所定時間Ｔ１を経過していなければ、再度、第１の所定時間Ｔ１を経過したか否かが判断される（ステップＳ６）。遮断状態が第１の所定時間Ｔ１を経過していれば、通信監視部２１ｂ〜２１ｆからの指令で各制御ユニット２０ａ〜２０ｆはロボット１０の動作を減速し、好ましい位置姿勢で停止させる（ステップＳ７、停止工程）。ここでの好ましい位置姿勢は、例えば、アーム１１の関節１２ａ〜１２ｆやリンク等の各部に大きな負荷が作用しないような位置姿勢とする。

次に、上述したロボット１０の非常停止ボタン７２のオン操作による非常停止後に、動作を再開させる際の手順を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。ここでは、制御部３０は正常に動作しているものとしている。

ロボット１０は、非常停止ボタン７２のオン操作により非常停止している（ステップＳ１１）。制御部３０は、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆに対してチェックコマンド（チェック信号）を発信し（ステップＳ１２）、信号線４１が接続状態であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。制御部３０は、送信したチェックコマンドに対し各制御ユニット２０ａ〜２０ｆから返信があった場合は信号線４１が接続状態であると判断し、所定時間の間、返信が無かった場合は信号線４１が切断状態であると判断する。制御部３０が、信号線４１は接続状態ではないと判断した場合は、再度、チェックコマンドを発信する（ステップＳ１２）。

制御部３０が、信号線４１は接続状態であると判断した場合は、制御部３０が受信した各制御ユニット２０ａ〜２０ｆからの返信に基づき、通信状態が正常であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。制御部３０は、チェックコマンドに対し各制御ユニット２０ａ〜２０ｆから正常な返信があった場合は通信状態が正常であると判断し、異常な返信があった場合は通信状態が正常ではない、即ち通信エラーであると判断する。制御部３０が、通信状態が正常ではないと判断した場合は、再度、チェックコマンドを発信する（ステップＳ１２）。尚、ステップＳ１２〜ステップＳ１４が、判断工程となっている。

制御部３０が、通信状態が正常であると判断した場合は、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆとの間の通信をリセットする（ステップＳ１５）。各制御ユニット２０ａ〜２０ｆは、主電源５０から各モータ１３ａ〜１３ｆ等への電力供給を再開する（ステップＳ１６）。そして、制御部３０は、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆに許可コマンドを発信し（ステップＳ１７、再開許可工程）、ロボット１０の動作が再開される（ステップＳ１８）。

上述したように本実施形態のロボット装置１によれば、切断指示部７０が、信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信することにより、信号接断回路６０が信号線４１を切断する。これにより、制御部３０から各制御ユニット２０ａ〜２０ｆへの通信状態が第１の所定時間以上の遮断状態にあることで、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆによりロボット１０の動作が停止される。よって、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆは、ロボット１０を非常停止すべきか否かを制御部３０との関係のみで判断することができるので、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆ同士を非常通信線により接続する必要がない。このため、配線数を増加することなく、制御部３０から各制御ユニット２０ａ〜２０ｆに対する通信において通信異常が発生した場合に、ロボット１０を適切な位置姿勢で停止動作させることができる。

また、本実施形態のロボット装置１によれば、切断指示部７０は制御部３０の動作に異常が発生したことを検出可能なＷＤＴ７１を備えており、ＷＤＴ７１が制御部３０の異常の発生を検出した場合に、信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信する。また、ＷＤＴ７１及び停止検知基板７３を電気回路により構成すると共に、信号接断回路をリレー装置により構成しており、ソフトウェアを利用することなく動作するようになっている。これにより、制御部３０の異常をハードウェアにより検出し、リレー装置で物理的に信号線４１を切断することができるので、制御部３０が異常状態に陥りプログラムが作動しなくてもロボット１０を適切な位置姿勢で非常停止させることができる。

ここで、例えば制御部３０やその他のソフトウェアを利用してロボット１０を非常停止させるロボット装置では、プログラムが正常に動作せずロボット１０を適切な位置姿勢で非常停止できない可能性がある。これに対し、本実施形態では、非常停止要求の検知から制御ユニット２０ａ〜２０ｆへの伝達においてソフトウェアを利用せず、より信頼性の高いハードウェアを利用しているので、プログラムの異常動作による通信異常の発生の可能性を回避することができる。

また、本実施形態のロボット装置１によれば、切断指示部７０は、ロボット１０の動作を停止させるための非常停止ボタン７２を備えており、非常停止ボタン７２がオン操作された場合に、信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信する。これにより、操作者の判断でロボット１０を非常停止させる際に、制御部３０を利用することなく停止できるので、制御部３０が異常を発生してプログラムが正常に作動しなくてもロボット１０を適切な位置姿勢で非常停止させることができる。

また、本実施形態のロボット装置１によれば、制御部３０は、ロボット１０の動作の非常停止後に、信号接断回路６０により切断された信号線４１が再び接続された場合に、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆにチェック信号を発信する。そして、制御部３０は、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆからの返信の有無及び返信の内容に基づいて、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆとの接断状態及び通信状態が正常か否かを判断する。更に、制御部３０は、接断状態及び通信状態のいずれもが正常であると判断した場合に、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆへロボット１０の動作の再開を許可する。このため、信号線４１が断線していたり、あるいはいずれかの制御ユニット２０ａ〜２０ｆが異常を発生している場合には、ロボット１０の動作が再開しないようにでき、ロボット１０を保護することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るロボット装置１０１について説明する。

第２実施形態は、第１実施形態と比較して、図４に示すように、ハード構成として主電源５０とロボット１０との間の電力線４２に設けられ、該電力線４２を接断可能な電力接断回路８０と、タイマ部８１とを備えている点で構成を異にしている。それ以外の構成は、第１実施形態と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。

ここで、停止検知基板７３が信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信してから、ロボット１０の動作が停止するまでの時間よりも長い第２の所定時間Ｔ２を設定しておく。例えば、ロボット１０の動作が停止するまでの時間が０．５秒程度であるとすると、第２の所定時間Ｔ２は３秒程度に設定することができる。タイマ部８１は、停止検知基板７３が信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信してから第２の所定時間Ｔ２後に、電力接断回路８０に電力線４２を切断する信号を送信するようになっている。電力接断回路８０は、例えばリレー装置から構成され、タイマ部８１から切断信号を受信することにより、切断状態に切り換わり、電力線４２を切断するようになっている。

上述したロボット１０の駆動中に、動作を非常停止させる際の手順を、図２及び図５に示すフローチャートに沿って説明する。尚、図２に示すフローチャートについては、上述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図５に示すように、非常停止ボタン７２が操作されたか、あるいはＷＤＴ７１がタイムアップした場合は、停止検知基板７３が信号接断回路６０に切断信号を送信する（ステップＳ４、図２参照）。これにより、タイマ部８１においてタイマーがスタートされ（ステップＳ２１）、タイマ部８１により第２の所定時間Ｔ２が経過したか否かが判断される（ステップＳ２２）。タイマ部８１が、第２の所定時間Ｔ２が経過していないと判断した場合は、再度、第２の所定時間Ｔ２が経過したか否かが判断される（ステップＳ２２）。

その後、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆはロボット１０の動作を減速し、好ましい位置姿勢で停止させる（ステップＳ７、図２参照）。ロボット１０の停止後に、タイマ部８１が、第２の所定時間Ｔ２が経過したと判断した場合は、電力接断回路８０に電力線４２を切断する信号を送信する（ステップＳ２３）。電力接断回路８０は、切断信号を受信することにより、切断状態に切り換わり、電力線４２を切断する（ステップＳ２４）。これら、ステップＳ２３及びステップＳ２４が、本発明の第２の切断工程となっている。

上述したように本実施形態のロボット装置１０１によれば、停止検知基板７３が信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信して、ロボット１０の動作が停止する。その後、第２の所定時間Ｔ２が経過し、タイマ部８１が、電力接断回路８０に電力線４２を切断する信号を送信する。このため、信号線４１を信号接断回路６０により物理的に切断することに加え、ロボット１０の駆動に必要な電力を供給する電力線４２を切断することができるので、ロボット１０の停止動作をより確実にすることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るロボット装置２０１について説明する。

第３実施形態は、第１実施形態と比較して、図６に示すように、ハード構成として主電源５０とロボット１０との間の電力線４２を接断可能な電力接断回路９０と、主電源５０により充電可能な補助電源５１とを備えている点で構成を異にしている。それ以外の構成は、第１実施形態と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。

停止検知基板７３は、信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信すると同時に、電力接断回路９０に電力線４２を切断する信号を送信するようになっている。電力接断回路９０は、例えば信号接断回路６０と同一部品のリレー装置から構成され、停止検知基板７３から切断信号を受信することにより、切断状態に切り換わり、主電源５０と補助電源５１との間の電力線４２を切断するようになっている。

補助電源５１は、例えばキャパシタや二次電池等の充放電可能な部材を備えている。ここで、停止検知基板７３が信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信してから、ロボット１０の動作が停止するまでの時間よりも長い第３の所定時間Ｔ３を設定しておく。例えば、ロボット１０の動作が停止するまでの時間が０．５秒程度であるとすると、第３の所定時間Ｔ３は３秒程度に設定することができる。補助電源５１は、信号接断回路６０が信号線４１を接続する場合に充電され、信号接断回路６０が信号線４１を切断する場合に、第３の所定時間Ｔ３の間、ロボット１０に電力を放電可能な充電量になっている。

上述したロボット１０の駆動中に、動作を非常停止させる際の手順を、図２及び図７に示すフローチャートに沿って説明する。尚、図２に示すフローチャートについては、上述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図７に示すように、非常停止ボタン７２が操作されたか、あるいはＷＤＴ７１がタイムアップした場合は、停止検知基板７３が信号接断回路６０に切断信号を送信する（ステップＳ４、図２参照）。また、停止検知基板７３は、これと同時に電力接断回路９０に電力線４２を切断する信号を送信する（ステップＳ３１）。電力接断回路９０は、切断信号を受信することにより、切断状態に切り換わり、電力線４２を切断する（ステップＳ３２）。これら、ステップＳ３１及びステップＳ３２が、本発明の第３の切断工程となっている。

そして、主電源５０がロボット１０から切り離されることにより、補助電源５１から放電される電力がロボット１０に供給される（ステップＳ３３）。その後、各制御ユニット２０ａ〜２０ｆはロボット１０の動作を減速し、好ましい位置姿勢で停止させる（ステップＳ７、図２参照）。ロボット１０の停止後に、第３の所定時間Ｔ３が経過すると（ステップＳ３４）、補助電源５１の放電が完了する（ステップＳ３５）。

上述したように本実施形態のロボット装置２０１によれば、停止検知基板７３が、信号接断回路６０に信号線４１を切断する信号を送信すると同時に、電力接断回路９０に電力線４２を切断する信号を送信するようになっている。そして、電力接断回路９０が電力線４２を切断することで、補助電源５１から放電される電力によりロボット１０の動作を停止させるようになっている。このため、信号線４１を信号接断回路６０により物理的に切断することに加え、ロボット１０の駆動に必要な電力を供給する電力線４２を切断することにより、ロボット１０の停止動作をより確実にすることができる。

また、本実施形態のロボット装置２０１によれば、信号接断回路６０の切断と電力接断回路９０の切断とを同時に実行することができるので、これら信号接断回路６０及び電力接断回路９０を同一のリレー装置により構成することができる。これにより、別個のリレー装置を利用する場合に比べて、部品点数の増加を抑えることができる。

上述した第１〜第３実施形態では、切断指示部７０は、停止検知基板７３の他に、ＷＤＴ７１及び非常停止ボタン７２を備えた場合について説明したが、これには限られない。例えば、切断指示部７０は、ＷＤＴ７１及び非常停止ボタン７２のいずれか一方のみ備えるようにしたり、あるいは他の検出回路や検出センサを備えるようにしてもよい。

また、上述した第１〜第３実施形態では、制御部３０からの信号を監視する通信監視部２１ｂ〜２１ｆが制御ユニット２０ａ〜２０ｆに設けられた場合について説明したが、これには限られない。例えば、通信監視部２１ｂ〜２１ｆが、制御ユニット２０ａ〜２０ｆの外に別部材として設けられていてもよい。

尚、以上述べた第１実施形態〜第３実施形態の各処理動作は具体的には制御部３０又は制御ユニット２０ａ〜２０ｆにより実行されるものである。従って、上述した機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記録媒体を制御部３０又は制御ユニット２０ａ〜２０ｆに供給し、記録媒体に格納されたプログラムを各ＣＰＵが読み出し実行することによって達成されるようにしてもよい。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、プログラム自体及びそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。

また、各実施の形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がＲＯＭであり、ＲＯＭにプログラムが格納される場合について説明したが、これに限定するものではない。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、プログラムを供給するための記録媒体としては、ＨＤＤ、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。

１，１０１，２０１…ロボット装置、１０…ロボット、２０ａ〜２０ｆ…複数の制御ユニット（複数の下位コントローラ）、３０…制御部（上位コントローラ）、４１…信号線、４２…電力線、５０…主電源、５１…補助電源、６０…信号接断回路、７０…切断指示部、７１…ウォッチドッグタイマ（異常検出回路、切断指示部）、７２…非常停止ボタン（停止要求検出センサ、切断指示部）、７３…停止検知基板（切断指示部）、８０…電力接断回路、８１…タイマ部、９０…電力接断回路

Claims (15)

1. ロボットの各部の動作を制御する複数の下位コントローラと、
   前記複数の下位コントローラを制御する上位コントローラと、
   前記上位コントローラと前記複数の下位コントローラとの間の信号線のうちの前記複数の下位コントローラよりも上流側に設けられ、該信号線を接断可能な信号接断回路と、
   前記信号接断回路に、前記信号線を切断する信号を送信可能な切断指示部と、を備え、
   前記上位コントローラからの前記複数の下位コントローラに対する通信状態が第１の所定時間以上の遮断状態にある場合に、前記ロボットの動作を停止する、
   ことを特徴とするロボット装置。
2. 前記切断指示部は、前記上位コントローラの動作に異常が発生したことを検出可能な異常検出回路を備え、
   前記異常検出回路が前記上位コントローラの前記異常の発生を検出した場合に、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
3. 前記切断指示部は、前記ロボットの動作を停止させる要求を検出可能な停止要求検出センサを備え、
   前記停止要求検出センサが前記ロボットの動作を停止させる前記要求を検出した場合に、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット装置。
4. 前記ロボットに動作を行わせるための電力を供給可能な主電源と、
   前記主電源と前記ロボットとの間の電力線に設けられ、該電力線を接断可能な電力接断回路と、
   前記切断指示部が前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信してから、該信号の送信から前記ロボットの動作が停止するまでの時間よりも長い第２の所定時間の後に、前記電力接断回路に前記電力線を切断する信号を送信するタイマ部と、を備え、
   前記切断指示部が、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信して前記ロボットの動作が停止した後、前記タイマ部が、前記電力接断回路に前記電力線を切断する前記信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット装置。
5. 前記ロボットに動作を行わせるための電力を供給可能な主電源と、
   前記信号接断回路が前記信号線を接続する場合に充電され、前記信号接断回路が前記信号線を切断する場合に、前記切断指示部が前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信してから前記ロボットの動作が停止するまでの時間よりも長い第３の所定時間の間、前記ロボットに電力を放電する補助電源と、
   前記主電源と前記ロボットとの間の電力線に設けられ、該電力線を接断可能な電力接断回路と、を備え、
   前記切断指示部は、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信すると同時に、前記電力接断回路に前記電力線を切断する信号を送信し、前記補助電源から放電される前記電力により前記ロボットの動作を停止させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット装置。
6. 前記上位コントローラは、前記ロボットの動作の停止後に、前記信号接断回路により切断された前記信号線が再び接続された場合に、前記複数の下位コントローラにチェック信号を発信し、これら複数の下位コントローラからの返信の有無及び返信の内容に基づいて、これら複数の下位コントローラとの接断状態及び通信状態が正常か否かを判断し、いずれも正常であると判断した場合に、前記複数の下位コントローラへ前記ロボットの動作の再開を許可する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロボット装置。
7. ロボットの各部の動作を制御する複数の下位コントローラと、
   前記複数の下位コントローラを制御する上位コントローラと、
   前記上位コントローラと前記複数の下位コントローラとの間の信号線のうちの前記複数の下位コントローラよりも上流側に設けられ、該信号線を接断可能な信号接断回路と、
   前記信号接断回路に、前記信号線を切断する信号を送信可能な切断指示部と、を備えるロボット装置の制御方法において、
   前記切断指示部が、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信することにより、前記信号接断回路が前記信号線を切断する第１の切断工程と、
   前記上位コントローラからの前記複数の下位コントローラに対する通信状態が第１の所定時間以上の遮断状態にある場合に、前記ロボットの動作を停止する停止工程と、を備える、
   ことを特徴とするロボット装置の制御方法。
8. 前記切断指示部は、前記上位コントローラの動作に異常が発生したことを検出可能な異常検出回路を備え、
   前記第１の切断工程は、前記異常検出回路が前記上位コントローラの前記異常の発生を検出した場合に、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信することにより、前記信号接断回路が前記信号線を切断する、
   ことを特徴とする請求項７記載のロボット装置の制御方法。
9. 前記切断指示部は、前記ロボットの動作を停止させる要求を検出可能な停止要求検出センサを備え、
   前記第１の切断工程は、前記停止要求検出センサが前記ロボットの動作を停止させる前記要求を検出した場合に、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信することにより、前記信号接断回路が前記信号線を切断する、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載のロボット装置の制御方法。
10. 前記ロボット装置は、
    前記ロボットに動作を行わせるための電力を供給可能な主電源と、
    前記主電源と前記ロボットとの間の電力線に設けられ、該電力線を接断可能な電力接断回路と、
    前記切断指示部が前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信してから、該信号の送信から前記ロボットの動作が停止するまでの時間よりも長い第２の所定時間の後に、前記電力接断回路に前記電力線を切断する信号を送信するタイマ部と、を備え、
    前記タイマ部が、前記第２の所定時間の後に前記電力接断回路に前記電力線を切断する前記信号を送信することにより、前記電力接断回路が前記電力線を切断する第２の切断工程、を備える、
    ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のロボット装置の制御方法。
11. 前記ロボット装置は、
    前記ロボットに動作を行わせるための電力を供給可能な主電源と、
    前記信号接断回路が前記信号線を接続する場合に充電され、前記信号接断回路が前記信号線を切断する場合に、前記切断指示部が前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信してから前記ロボットの動作が停止するまでの時間よりも長い第３の所定時間の間、前記ロボットに電力を放電する補助電源と、
    前記主電源と前記ロボットとの間の電力線に設けられ、該電力線を接断可能な電力接断回路と、を備え、
    前記切断指示部が、前記信号接断回路に前記信号線を切断する前記信号を送信すると同時に前記電力接断回路に前記電力線を切断する信号を送信することにより、前記電力接断回路が前記電力線を切断する第３の切断工程を備え、
    前記停止工程は、前記電力線を切断した後、前記補助電源から放電される前記電力により前記ロボットの動作を停止させる、
    ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のロボット装置の制御方法。
12. 前記上位コントローラが、前記信号接断回路により切断された前記信号線が前記停止工程の後に再び接続された場合に、前記複数の下位コントローラにチェック信号を発信し、これら複数の下位コントローラからの返信の有無及び返信の内容に基づいて、これら複数の下位コントローラとの接断状態及び通信状態が正常か否かを判断する判断工程と、
    前記上位コントローラが、前記判断工程において前記接断状態及び前記通信状態が正常であると判断した場合に、前記複数の下位コントローラへ前記ロボットの動作の再開を許可する再開許可工程と、を備える、
    ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のロボット装置の制御方法。
13. 請求項１２に記載のロボット装置の制御方法の判断工程と再開許可工程を、上位コントローラに実行させるためのプログラム。
14. ロボットの動作を制御する下位コントローラに、上位コントローラからの前記下位コントローラに対する通信状態が所定時間以上の遮断状態にある場合に、前記ロボットの動作を停止させる機能を実行させるためのプログラム。
15. 請求項１３又は１４に記載のプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。

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