JP4556802B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、ロボットシステムに関し、特に、産業用ロボットの教示モードと再生モード切替制御できる教示ペンダントの安全性向上に関するものである。

ティーチング・プレイバック方式の産業用ロボットシステムでは、ロボットで作業を行なうための作業プログラム作成と編集を行なう教示モードと、作業プログラムの再生を行なって目的とする作業を行なう再生モードとがある。
ロボットは再生モードで作業プログラムの再生中に、万一の故障などによるロボットの暴走などで作業者を危険に曝さないために安全防護柵内に配設されている。
教示モードでは、作業プログラムを作成あるいは編集のため、作業者は安全防護柵内に入り、ロボットの近傍で教示ペンダントを操作してロボットを動作させる。そうして、このようにして作業プログラムの作成や編集を行なっている途中に、作業プログラムの確認のため、該作業プログラムを再生することがある。
このような場合、安全性の観点から、従来のロボットシステムでは、ロボット制御装置に教示モードと再生モードを切替えるモード変更スイッチが備わっていたため、作業者は、安全防護柵より出てロボット制御装置のモード切替スイッチを操作して再生モードに切り替え作業プログラムの再生を行なうことで作業プログラムによるロボットや周辺設備との信号授受の確認を行なっていた。
ところが、このような従来システムの操作手順では作業プログラムによるロボットの動作確認の都度、安全防護柵より出てロボット制御に備わるモード切替スイッチを操作しなければならず大変煩雑であった。

そこで、より利便性を考慮して、教示ペンダント自体にモード切替スイッチを備えるロボットシステムが提案されている。ところが、教示ペンダントに動作モードの切り替えスイッチを備えた場合、動作モードを切り替えることが手元で容易にできてしまうため、作業者が教示中に誤って動作モードを再生モードに切り替えてしまい、第３者あるいはロボット制御装置に接続されたＰＬＣ等の上位制御装置が作業プログラムの再生起動してしまうと、ロボットが教示を行なっている作業者の意図しない動作を行ない、作業者を危険に曝す可能性がある。
そこで、モード切替は作業者をロボットの動作範囲外に位置した状態でのみモード切替スイッチの操作でモード変更をおこなうロボットシステムが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−１７２２３号公報

図４は特許文献１記載のロボット制御装置の構成図である。
図において、ロボット４１はロボット制御装置４２と接続されており、教示操作盤４３もロボット制御装置４２に接続されている。ロボットの動作範囲を囲む安全柵４４には安全柵４４の扉４５があり、作業者の安全柵４４内への出入りに使用される。安全柵４４の扉４５には、扉４５の開閉検知装置４６が取り付けられ、ロボット制御装置４２へ接続されている。このため、扉４５の開閉状態は出力としてロボット制御装置４２へ送られる。安全柵４４の外部で、扉４５の近傍に教示操作盤接近検出装置４７が取り付けられ、ロボット制御装置４２に接続されている。教示操作盤４３の被検出装置４８を教示操作盤接近検出装置４７に向けられた状態では、教示操作盤接近検出装置４７は、被検出装置４８とデータ交換を行うために変調が加えられた光を放射し、この光を受光した被検出装置４８は復調を行ない教示操作盤４２内のＣＰＵで自らが接続されているロボット制御装置４２に接続された教示操作盤接近検出装置４７より放射されたデータであることを確認し、応答データに変調を加え、光を放射する。教示操作盤接近検出装置４７では教示操作盤４３の被検出装置４８より放射された光を受光し、復調し、正しい応答データである場合はロボット制御装置４２へ接近信号を出力する。教示操作盤４３が教示操作盤接近検出装置４７より離れた場合、光が届かなくなるため、前述の相互間通信が正しく行われず、教示操作盤接近検出装置４７よりロボット制御装置４２へは接近信号は出力されない。
このように、このロボット制御装置４２によれば、ロボット４１の動作範囲外に設置された教示操作盤接近検出装置４７と、教示操作盤上４３にあり教示操作盤接近検出装置４７で検出が可能な被検出装置４８と、教示操作盤上４３に操作部４９を備え、教示盤接近装置４７が教示操作盤４３を検知している場合のみ教示操作盤４３からロボットの動作モードを選択できるようにしているので、操作者が教示モードで教示後、安全柵外に出て一旦危険領域より離れるようになるため、教示操作盤接近検出装置近傍で、教示に使用していた同一の教示操作盤で再生モードに切り替えることができ、操作者の安全が図れると共に、操作者は把持している教示操作盤で自動運転モードに容易に切り替えることができるという効果があった。

しかしながら、以上に述べた従来のロボットシステムおよび特許公報１記載の発明の問題点は、装置が複雑になってしまうということと、コストが高くかかってしまうということであった。
そして装置が複雑であるため、密集してロボットコントローラや、教示ペンダントが動作範囲外にあることを感知する装置が設置されている場合、万が一ではあるが、混信による誤動作の危険性があった。
また、教示ペンダントと教示ペンダントが動作範囲外にあることを感知する装置のコストが高くかかってしまった。
以上より、装置が複雑であることと、コストが高くかかってしまうため、あまり広く受け入れられていないものであった。

本発明は、このような従来のロボットシステムが有していた問題を解決しようとするものであり、安全性を確保しつつ、よりシンプルなロボットシステムをより低コストで実現することを目的とするものである。

上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、ロボットシステムに係り、ロボットを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記ロボットの再生モードおよび教示モードのいずれかを選択するモード選択部と前記ロボットの操作部とを有する教示ペンダントとを備えたロボットシステムにおいて、前記ロボット制御装置は、前記再生モードへの切替を許可する許可信号と前記再生モードへの切替を禁止する禁止信号を出力する再生モード切替許可装置を備え、前記モード選択部が再生モードを選択し、かつ、前記ロボットの動作範囲外に配設された再生モード切替許可スイッチが押されることで前記再生モード切替許可装置が前記許可信号を出力したときのみ再生モードに移行させることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のロボットシステムにおいて、前記再生モード切替許可スイッチが前記ロボット制御装置又は前記教示ペンダントに配設されたことを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１記載のロボットシステムにおいて、前記教示ペンダントは文字表示装置を備え、前記モード選択部の操作がなされると、前記再生モード切替許可スイッチを押すように操作者に促す表示を再生モード選択と前記禁止信号により前記文字表示装置に行うことを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項１記載のロボットシステムにおいて、前記再生モード切替許可装置にランプを内蔵し、前記ランプは内部状態が再生モードとなっている時のみ点灯させ、その他の場合は消灯させることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項１記載のロボットシステムにおいて、ロボット制御装置の電源投入時に、前記教示ペンダントの前記モード選択部が再生モードのときは、前記再生モード切替許可装置を押すことなく、内部モードは再生モードで立ち上がらせることを特徴としている。

上記の構成により、従来の技術の安全性を損なわず、従来の技術よりコストをかけることなく、シンプルなロボットシステムを構築することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明のロボットシステム実施例の概要図である。
図において、１はロボット制御装置、２は再生モード切替許可装置、３は動作モード切替スイッチ（モード選択部）、４は教示ペンダント（教示ボックス）、４ａは教示ペンダントの表示部、５はロボット、６は安全防護柵、７は扉、８は扉の開閉検知装置ある。また、ロボット制御装置１と再生モード切替許可装置２とは同じロボット制御装置筐体１０の中に設けられ、動作モード切替スイッチ３と教示ペンダント４とは同じ教示ペンダント筐体４０の中に設けられている。
ロボット５はロボット制御装置１と接続されており、教示ペンダント４もロボット制御装置１と接続されている。ロボット５の動作範囲を囲む安全防護柵６には安全防護柵６の扉７があり、作業者の安全防護柵６内への出入りに使用される。安全防護柵６の扉７には、扉７の開閉検知装置８が取り付けられ、ロボット制御装置１へ信号接続されている。このため、扉７の開閉状態は出力としてロボット制御装置１へ送られる。再生モード切替許可装置２はここではロボット制御装置１に備えられ、再生モード切替許可装置２の状態は、出力としてロボット制御装置１へ送られる。
また、この装置は、ランプ内蔵の押しボタン式スイッチとする。動作モード切替スイッチ３は教示ペンダント４に備え付けられている。

図２は、図１のロボットシステムの動作を示すフローチャートである。
図において、スタートすると、最初にロボット動作モードがティーチモード（教示モード）となっている（ＳＴＥＰ１）。
ＳＴＥＰ２で、教示ペンダント４（教示ボックス）上の動作モード切替スイッチ３（図１）をプレイモード（再生モード）に切り替えたとき、ＳＴＥＰ３へ移行する。切り替えがなければＳＴＥＰ１へ戻り、ロボット動作モード遷移は起こらないでティーチモードが続く。
ＳＴＥＰ３において、（１）ロボット動作モードはティーチモード（教示モード）を保持する。（２）この時、教示ペンダント操作を無効とし、（３）教示ペンダント４の表示部４ａ上に、「再生モード切替許可装置を押してください」というようなメッセージを表示する。（４）また、ロボット動作モードの状態を明確にするため、教示ペンダント４の表示部４ａ上にロボット動作モードの状態が教示モードであることを表すステータスアイコンを表示する。
ＳＴＥＰ４で、安全防護柵外またはロボット動作範囲外に設置された再生モード切替許可装置２を押したかどうか問い、ＹＥＳの場合、ＳＴＥＰ５へむ。
ＳＴＥＰ５では、（１）再生モード切替許可装置２に内蔵されているランプが点灯し、（２）ペンダント操作が無効とされていたものが解除され、（３）教示ペンダント４の表示部４ａのロボット動作モードの状態を表すステータスアイコンはプレイモード（再生モード）状態を表す表示に切り替わり、次いで、ＳＴＥＰ６に進んで再生モードとなる。
一方、ＳＴＥＰ４でＮＯ場合、ＳＴＥＰ８へ移行する。ＳＴＥＰ８では、教示ペンダント４上の動作モード切替スイッチ３をティーチモードに切り替えるかどうか問い、ＹＥＳの場合ＳＴＥＰ１に移行し、ＮＯの場合はＳＴＥＰ３に移行する。
ＳＴＥＰ６で、プレイモードになった後の処理は、プレイ（再生）モード中にシステム動作終了の信号が入れば（ＳＴＥＰ７）このフローは終了するが、そうでない限り、ＳＴＥＰ９で動作モード切替スイッチ３をティーチモードに切り替えるかどうか問い、ＹＥＳの場合ＳＴＥＰ１０に移行し、ＮＯの場合はＳＴＥＰ６に移行する。
ＳＴＥＰ１０では、（１）教示ペンダント（教示ボックス）画面上のロボット動作モードを表示し、（２）ステータスアイコンはティーチモード（教示モード）を表示し、（３）教示ペンダント（教示ボックス）操作有効とし、（４）再生モード切替許可装置の内蔵ランプを消灯する。
システム動作終了の信号が入れば（ＳＴＥＰ１１）このフローは終了するが、そうでない限り、ＳＴＥＰ１に移行する。

以上のように、本発明によれば、ロボット動作モードがティーチモード中に教示ペンダント４の動作モード切替スイッチ３を誤動作で押しても、ロボット動作モードが従来装置のようにただちに再生モードに移行するというようなことは行われず、ＳＴＥＰ４において再生モード切替許可装置２を押したことを確認して初めて再生モードに移行するので、従来の技術の安全性を損なわず、従来の技術よりコストをかけることなく、シンプルで使用しやすロボットシステムが得られる。

教示ペンダント４の表示部４ａに「再生モード切替許可装置を押してください」というようなメッセージを表示するには、動作モード切替スイッチ３の操作が再生モードに切り替わると、その再生モード選択信号と再生モード切替許可装置２からの禁止信号とのＡＮＤにより表示を行うようにすればよい。
また、以上では、再生モード切替許可装置２は安全防護柵外またはロボット動作範囲外に設置されたロボット制御装置１に設けているが、教示ペンダント４に誤動作防止カバーを設けて、そのカバーの中に再生モード切替許可装置２を設けるようにすれば、意識的にカバーを外す動作が必要となるので、もはや誤動作の恐れはないからそれでもよい。
さらに、再生モード切替許可装置に内蔵されているランプは内部状態がプレイモード（再生モード）となっている時のみ点灯させ、その他の場合は消灯させるようにすると、再生モードを操作者に注意を促すようにできる。
また、ロボット動作モードの状態を表示するステータスアイコンは常時表示とするとよい。図２のＳＴＥＰ２の時以外において、再生モード切替許可装置が押されても何も起こらない。ロボット制御装置の電源投入時に、教示ペンダント（教示ボックス）の動作モード切替スイッチがプレイモード（再生モード）であった場合、再生モード切替許可装置を押すことなく、内部モードはプレイモード（再生モード）で立ち上がる。これは、ロボット装置の設置場所によっては、複数台の装置を一斉電源などで管理している場合、全数の再生モード切替許可装置を押して周り、プレイモード（再生モード）にすることが困難であるためである。
以上述べたように、本発明のロボットシステムによれば、従来の技術の安全性を損なわず、従来の技術よりコストをかけることなく、シンプルなロボットシステムを構築することができる。

本発明の実施例に係るロボットシステムを示す概要図である。 図１のロボットシステムの動作を示すフローチャート図である。 特許文献１記載のロボットシステムを示す概要図である。 特許文献１記載のロボットシステムを示す概要図である。

符号の説明

１ ロボット制御装置
２ 再生モード切替許可装置
３ 動作モード切替スイッチ（モード選択部）
４ 教示ペンダント（教示ボックス）
４ａ 教示ペンダントの表示部
５ ロボット
６ 安全防護柵
７ 扉
８ 扉の開閉検知装置

Claims (5)

1. ロボットを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記ロボットの再生モードおよび教示モードのいずれかを選択するモード選択部と前記ロボットの操作部とを有する教示ペンダントとを備えたロボットシステムにおいて、
   前記ロボット制御装置は、前記再生モードへの切替を許可する許可信号と前記再生モードへの切替を禁止する禁止信号を出力する再生モード切替許可装置を備え、
   前記モード選択部が再生モードを選択し、かつ、前記ロボットの動作範囲外に配設された再生モード切替許可スイッチが押されることで前記再生モード切替許可装置が前記許可信号を出力したときのみ再生モードに移行させることを特徴とするロボットシステム。
2. 前記再生モード切替許可スイッチは前記ロボット制御装置又は前記教示ペンダントに配設されたことを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
3. 前記教示ペンダントは文字表示装置を備え、前記モード選択部の操作がなされると、前記再生モード切替許可装置を押すように操作者に促す表示を再生モード選択と前記禁止信号により前記文字表示装置に行うことを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
4. 前記再生モード切替許可装置にランプを内蔵し、前記ランプは内部状態が再生モードとなっている時のみ点灯させ、その他の場合は消灯させることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
5. ロボット制御装置の電源投入時に、前記教示ペンダントの前記モード選択部が再生モードのときは、前記再生モード切替許可装置を押すことなく、内部モードは再生モードで立ち上がらせることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。

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