专利名称：机器人控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人控制装置，详细地说，涉及能够切换第一运转方式和 第二运转方式的机器人控制装置，所述第一运转方式是在对驱动机器人的驱 动电动机提供了电力时禁止操作者接近该机器人的动作区域的方式，所述第 二运转方式是即使在对驱动电动机提供了电力时也允许操作者接近该机器人 的动作区域的方式。
背景技术：
机器人一般是自动运转，所以当操作者不注意进入到机器人的动作区域 内时，存在机器人和操作者冲突的危险。因此，在机器人的周围设置安全栅
栏、光帘(lightourtain)等，通过安全栅栏、光帘包围机器人的动作区域，将 机器人的动作范围限制在安全栅栏内。操作者只要在该安全栅栏、光帘的外 侧，就没有接触机器人的危险，保证安全。另一方面，在机器人运转时，当 操作者通过安全栅栏的门或光帘进入到机器人的动作区域内时，为确保操作 者的安全，强制地使机器人紧急停止。
例如，在使用了安全栅栏的情况下，机器人控制装置当通过来自在安全 栅栏的门上安装的门开关或安全插销的输出检测到安全栅栏的门被打开时， 判断为操作者进入了安全栅栏内，切断向机器人的电力供给，立即使机器人 紧急停止。另外，在使用了光帘的情况下，机器人控制装置在检测到光帘的 光被遮挡时，判断为操作者进入了安全区域内，切断向机器人的电力供给， 立即使机器人紧急停止。
但是，在对机器人示教动作路径等时，需要操作者通过安全栅栏的门或 光帘进入机器人的动作区域内，并通过示教用便携操作盘操作被提供了电力 的机器人，来进行示教作业。因此， 一般地，除了在操作者进入到安全区域 内时检测该情况使机器人紧急停止的自动运转方式之外，还在机器人控制装 置中准备即使在操作者进入到机器人的动作区域内的状态下，也不使机器人
紧急停止，能够操作机器人的示教用运转方式，通过操作者操作机器人控制 装置的固定操作盘上的运转方式切换开关，能够进行自动运转方式和示教用 运转方式的切换。
在示教用运转方式下，即使在打开了安全栅栏的门的状态下或者操作者 通过光帘己进入的状态下，通过使来自安全栅栏的门或光帘的信号无效，可 以不使机器人紧急停止由示教用便携操作盘操作机器人。除此之外，为了即
使在示教用运转方式下也确保操作者的安全，例如如特开平8—166814号公 报中记载的那样，在示教用便携操作盘上设置紧急停止按钮、误操作自动停 机开关，仅通过一边按下误操作自动停机开关一边进行的操作，机器进行动 作。由此，在操作者感觉到危险时，通过离开误操作自动停机开关，或按动 示教用便携操作盘的紧急停止按钮，即使在示教用运转方式下，也可以随时 使机器人紧急停止。
如上所述，即使在示教用运转方式下，通过操作紧急停止按钮或误操作 自动停机开关，能够使机器人紧急停止。但是，为确实保证操作者的充分安 全，在示教作业前，要求确认在操作了这些紧急停止按钮或误操作自动停机 开关时紧急停止电路正常发挥功能。但是，目前，紧急停止电路的功能的检 査作业通过操作者的手工操作进行，所以存在忘记检査作业或者有意省略的 情况。结果，可能由于紧急停止电路的故障不能紧急停止，无法确保操作者 的安全。
发明内容
因此，本发明的目的在于即使操作者没有意图，也自动地进行紧急停止 电路的功能的检查。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种机器人控制装置，其具有 运转方式切换开关，其切换在对驱动机器人的驱动电动机提供了电力时禁止 操作者接近该机器人的预定区域的第一运转方式和即使在对所述驱动电动机 提供了电力时也允许操作者接近所述机器人的预定区域的第二运转方式；和 切断连接切换器，其切换向所述驱动电动机的电力供给路径的切断以及连接， 通过由切断连接切换器切断所述电力供给路径，能够使所述机器人紧急停止， 此外，还具有紧急停止控制装置，当检测到由所述运转方式切换开关进行的
第一运转方式和第二运转方式之间的切换时，向所述切断连接切换器发出切 断指令，自动地确认是否切断了所述电力供给路径。
本发明的机器人控制装置的紧急停止控制装置在切换运转方式时，自动 地确认根据切断指令的切断连接切换器进行的电力供给路径的切断动作。因 此，通过切断连接切换器接收切断指令，切断向驱动机器人的驱动电动机的 电力供给，结果可知机器人紧急停止，所以可以确认正常地实现紧急停止功 能，不需要操作者手动地确认紧急停止功能的检查。
为了确认根据切断指令切断连接切换器已切断了电力供给路径，例如， 所述切断连接切换器输出表示电力供给路径是处于切断状态还是处于连接状 态的切断连接状态信号，所述紧急停止控制装置根据该切断连接状态信号确 认所述电力供给路径是否已被切断。
所述紧急停止控制装置优选为与对所述切断连接切换器发出了切断指 令无关，在没有确认所述电力供给路径被切断时，发出警告。另外，所述紧 急停止控制装置与对所述切断连接切换器发出了切断指令无关，在没有确认 所述电力供给路径被切断时，可以禁止由所述切断连接切换器再次连接所述 电力供给路径。由此，可以避免由切断连接切换器引起的紧急停止功能无法 正常地工作状态下的机器人的操作。
根据本发明，在切换运转方式时，由紧急停止控制装置自动地确认切断 连接切换器通过接收切断指令切断向驱动电动机的电力供给，结果，确认机 器人进行紧急停止的情况，所以不需要由操作者进行紧急停止电路的功能的 确认。因此，能够提供比目前更安全的机器人控制装置。
- 参照附图并根据本发明的最佳实施方式进一步详细地说明本发明的上 述以及其他的目的、特征以及优点。
图1是表示本发明的机器人控制装置的紧急停止电路的全体结构的功能框图。
图2是表示图1所示的紧急停止电路的紧急停止功能的确认过程的流程图。
图3是表示机器人进行作业的机器人单元的全体结构的概念图。
具体实施例方式
下面参照附图，说明本发明的最佳实施方式。首先，参照图3,说明机 器人13.进行作业的机器人单元11的全体结构。在机器人13的周围设置了安 全栅栏15，将机器人13的动作区域限定在安全栅栏15内。因此，只要在安 全栅栏15的外侧，操作者就不干扰机器人13。在安全栅栏15的一个或者两 个以上的地方设置有门17、开口部19，以使操作者15进入安全栅栏15内。 在安全栅栏15的门17上安装有门开关21a、安全插销(未图示)，能够检测 到安全栅栏15的门17被打开。另外，在开口部19设置光帘21b，通过检测 光帘21b的光被遮挡，能够检测到操作者通过了光帘21b。
设置在这样的机器人单元11内的机器人13的动作通过机器人控制装置 23控制。机器人控制装置23具有用于操作者在通常运转时操作机器人13 的固定操作盘25、在示教作业时操作者使用的用于操作机器人13的示教用 便携操作盘27、以及紧急停止电路29 (参照图1)。另外，在机器人控制装 置23上，经由无线或电缆连接安全栅栏15的门开关21a、光帘21b那样的传 感器21。
固定操作盘25配置在安全栅栏15的外侧，仅在操作者在安全栅栏15 的外侧时，操作者才能够操作固定操作盘25。另一方面，示教用便携操作盘 27在示教作业中由操作者拿到安全栅栏15内，最好为了不妨碍作业通过无 线和机器人控制装置23连接。另外，在固定操作盘25上设置有运转方式切 换开关31 (参照图1)，能够进行自动运转方式和示教用运转方式的切换。而 且，在固定操作盘25上设置有用于强制地使机器人13紧急停止的紧急停止 按钮33，在示教用便携操作盘27上，设置有具有相同功能的紧急停止按钮 33、误操作自动停机开关35。
如图1所示，机器人控制装置23的紧急停止电路29的结构为具有处 理各种信号以及命令的处理器37;用于向处理器37读入各种信号的输入电 路39;用于输出来自处理器37的信号的输出电路41;以及实现作为切换电 力供给路径49的切断/连接的切断连接切换器的功能的电磁接触器51，所述 电力供给路径49对用于使驱动机器人13的驱动电动机43进行动作的伺服放 大器45和电源47进行连接。
在输入电路39上，通过信号电缆连接固定操作盘25上的运转方式切换 开关31、固定操作盘25以及示教用便携操作盘27上的紧急停止按钮33、安 全栅栏15的门开关21a和光帘21b等传感器21 ，通过输入电路39把来自它 们的输出信号读入到处理器37。处理器37根据来自传感器21的输出信号， 紧急停止按钮33的输出信号以及误操作自动停机开关35的输出信号，判断 是否相当于应该使机器人13紧急停止的条件，在判断为相当于紧急停止条件 时，立即经由输出电路41向电磁接触器51发出切断指令，来使电磁接触器 51成为打开状态。结果，切断电力供给电路49，从电源47向伺服放大器45 的电力供给停止，可以使机器人13紧急停止。
机器人控制装置23根据运转方式切换开关31的状态，进行不同的处理。 自动运转方式在使机器人13自动运转时使用。在自动运转方式下，机器人控 制装置23接收来自固定操作盘25的自动运转的开始以及停止等指令。同时， 机器人控制装置23的紧急停止电路29的处理器37监视来自安全栅栏15的 门开关21a、光帘21b等传感器21的信号，与对驱动机器人13的驱动电动机 43提供了电力无关，当检测到操作者进入到安全栅栏15内时，判断为相当 于紧急停止条件，立即向电磁接触器51发出切断指令，切断电源47和机器 人13之间的电力供给路径49，使机器人13紧急停止。此外，在按动了固定 操作盘25的紧急停止按钮33时，也同样地进行使机器人13紧急停止的处理。
另一方面，示教用运转方式在对机器人13进行示教作业时使用。在示 教用运转方式下，机器人控制装置23不接受来自固定操作盘25的自动运转 的开始命令，仅接受来自示教用便携操作盘27的动作指令。另外，根据动作 指令的机器人13的臂端的最大移动速度也被限制在安全速度以下，例如被限 制在250mm/秒以下。另外，在示教用运转方式下，为了即使在操作者位于安 全栅栏内的状态下也能够操作机器人13，机器人控制装置23的紧急停止电 路29的处理器37即使根据来自设置在安全栅栏15上的传感器21的输出， 检测到操作者进入了安全栅栏15内，也判断为不相当于紧急停止条件，不进 行使机器人13紧急停止的控制。这是因为在对机器人13示教动作路径等内 容时，需要操作者站立在安全栅栏15内，操作被提供了电力的机器人13。
但是，为了确保示教作业中的操作者的安全，处理器37不忽视来自设
置在示教用便携操作盘27上的紧急停止按钮33以及误操作自动停机开关35 的信号，对其进行监视。而且，当处理器37检测到放开或者紧紧握住误操作 自动停机开关35或者按动了紧急停止按钮33时，处理器37判断为相当于紧 急停止条件，立即向电磁接触器51发出切断指令，切断电源47和机器人13 之间的电力供给路径49，使机器人13紧急停止。
在示教作业中使机器人13紧急停止这样的功能在确保示教操作者的安 全上非常重要，要求确实地检査紧急停止电路29正常地动作。但是，当该紧 急停止电路29的动作检查通过操作者的手动操作进行时，有可能忘记进行检 査或者有意省略，这对于确保操作者的安全来说不理想。因此，在本发明的 机器人控制装置23中，在处理器中附加了在开始示教作业前，自动地进行紧 急停止电路29的动作检査的紧急停止控制装置的功能。进而，作为电磁接触 器51，使用除了具有进行电力供给路径的切断/连接的动作接点51a之外，还 具备用于输出接点的切断/连接状态的监视用辅助接点51b这样类型的电磁接 触器。而且，如图l所示，把监视用辅助接点51b的输出向输入电路39输入， 读入到处理器37中。
作为紧急停止控制装置的处理器37，当根据来自运转方式切换开关31 的信号变化检测到操作者切换了运转方式时，具体地说，参照图2执行以下 说明的紧急停止电路29的功能确认过程。
机器人控制装置23的紧急停止电路29的处理器37通过输入电路39读 入来自固定操作盘25的运转方式切换开关31的信号，由此，始终监视固定 操作盘25的运转方式切换开关31的状态，检测操作者进行的运转方式的切 换(步骤S1)。处理器37在由操作者把运转方式从自动运转方式切换到示教 用运转方式时，通过输出电路41向电磁接触器51给予切断指令(步骤S2)。 于是，电磁接触器51按照切断指令，为了停止向伺服放大器45的电力供给, 使动作接点51a成为打开状态，切断伺服放大器45和电源47之间的电力供 给路径49。
在为电力供给路径49被切断的状态，即电磁接触器51内的动作接点51a 为打开的状态时，电磁接触器51的监视用辅助接点51b成为闭合的状态(ON 状态)，另一方面，在为连接了电力供给路径49的状态，即电磁接触器51内
的动作接点51a为闭合的状态时，电磁接触器51的监视用辅助接点51b成为 打开的状态(OFF状态)。利用这点，处理器37通过输入电路39读入监视用 辅助接点51b的状态，由此，确认是否为按照指令那样电磁接触器51的动作 接点51a成为打开状态，电磁接触器51切断了电力供给路径49 (步骤S3)。
在步骤S3中，如果监视用辅助接点51b不为闭合状态，仍然为打开状 态，则处理器37判断为包含电磁接触器51、驱动电路的紧急停止电路29发 生了故障(步骤S4)，向固定操作盘25以及示教用便携操作盘27输出警告 显示或警报，同时，禁止操作者操作示教用便携操作盘27使电磁接触器51 成为闭合状态(电力供给路径49的连接状态)，使操作者无法再次起动机器 人13。结果，原样不变地保持电力供给路径49被切断的状态，驱动机器人 13的驱动电动机43不进行动作，操作者无法进行示教作业，所以避免在紧 急停止电路29发生了故障的状态下错误地进行示教作业。
另一方面，在步骤S3中，如果监视用辅助接点51b成为闭合状态，则 确认紧急停止电路29无故障(步骤S6)。此时，处理器37只要没有来自紧 急停止按钮33的紧急停止信号等使机器人13停止的条件，向电磁接触器51 发出连接指令。于是，电磁接触器51为了重新开始向伺服放大器45的电力 供给，按照连接指令，使动作接点51a成为闭合状态，接续伺服放大器45和 电源47之间的电力供给路径49。
或者另外，处理器37也可以在操作者通过示教用便携操作盘27进行再 次起动机器人13的操作前，使电磁接触器51为切断状态不变。此时，用于 再次起动的操作如下进行。
操作者在把运转方式切换开关31切换到示教用运转方式后，手持示教 用便携操作盘27，打开安全栅栏15的门17或者通过光帘21b进入到安全栅 栏15内，接近机器人13。然后，为了再次起动处于紧急停止状态的机器人 13来开始示教作业，握住示教用便携操作盘27的误操作自动停机开关35， 按动示教用便携操作盘27上的复位键。
处理器37如果在向示教用运转方式的切换时进行的紧急停止电路29的 动作确认中未检测到故障，则向电磁接触器51发出连接指令，接续伺服放大 器45和电源47之间的电力供给路径49。由此，重新开始向伺服放大器45
提供电力，机器人13可以再次由驱动电动机43驱动来进行动作。另一方面， 如果在紧急停止电路29的动作确认中检测到故障，则操作者即使按动复位 键，处理器37也不向电磁接触器51发出连接指令，而在固定操作盘25以及 示教用便携操作盘27上显示警告画面。由此，操作者看到示教用便携操作盘 27的显示，可以识别在紧急停止电路29中存在故障。
此外，在识别出由于输入电路39的故障监视用辅助接点51b始终为闭 合状态时，或者由于监视用辅助接点51b自身的故障监视用辅助接点51b始 终为闭合状态不变时，可能无法正确地进行上述那样的紧急停止电路29的动 作确认。但是，这样的问题通过在处理器37向电磁接触器51发出切断指令 或连接指令时，确认监视用辅助接点51b的信号在打开状态和闭合状态之间 进行切换可以消除。例如，在处理器37向电磁接触器51给予了连接指令时， 如果监视用辅助接点51b的信号不从打开状态(OFF状态)变化到闭合状态 (ON状态)，则判断为输入电路39或监视用辅助接点51b的故障，可以进行 警告显示或发出警报。
如此，作为紧急停止控制装置的处理器37当检测到操作者把运转方式 切换开关切换到示教运转方式时，对电磁接触器51发出切断指令，只在通过 监视用辅助接点51b的信号确认了电磁接触器51按照指令切断了电力供给路 径49时，才允许操作者再次启动机器人13。由此，在由操作者切换到示教 用运转方式后，只要为了示教可以再次启动机器人13，则确认紧急停止电路 29的功能的检査已经自动结束，没有异常，不需要由操作者有意识地检查紧 急停止电路29。因此，在机器人13对操作者具有危险性的示教作业之前， 确实地进行紧急停止电路29的功能的确认，确保操作者更高的安全性。
以上，根据最佳实施方式，说明了本发明，但本发明并不限于所示的最 佳实施方式。例如，在上述实施方式中，在将运转方式从自动运转方式切换 到示教用运转方式时，由紧急停止控制装置进行紧急停止电路29的检查，但 是在从示教用运转方式切换到自动运转方式时，或者在启动了机器人控制装 置23时，也可以按照和上述顺序相同的顺序进行紧急停止电路29的检査。 另外，在上述实施方式中，在紧急停止电路29中使用了一个电磁接触器51， 但是为了提高紧急停止电路29的可靠性，也可以串联连接两个以上的电磁接 触器51，进行电路的多重化。
权利要求
1.一种机器人控制装置，其具有运转方式切换开关(31)，其切换第一运转方式和第二运转方式，所述第一运转方式为在对驱动机器人(13)的驱动电动机(43)提供了电力时禁止操作者接近该机器人(13)的预定区域，所述第二运转方式为即使在对所述驱动电动机(43)提供了电力时也允许操作者接近所述机器人(13)的预定区域；和切断连接切换器(51)，其切换向所述驱动电动机(43)的电力供给路径(49)的切断以及连接，通过由切断连接切换器(51)切断所述电力供给路径(49)，能够使所述机器人(13)紧急停止，其特征在于，还具有紧急停止控制装置，当检测到由所述运转方式切换开关(31)进行的第一运转方式和第二运转方式之间的切换时，向所述切断连接切换器(51)发出切断指令，自动地确认是否切断了所述电力供给路径(49)。
2. 根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于， 所述切断连接切换器(51)输出表示电力供给路径(49)是处于切断状态还是处于连接状态的切断连接状态信号，所述紧急停止控制装置根据该切 断连接状态信号确认所述电力供给路径是否已被切断。
3. 根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于， 所述紧急停止控制装置与对所述切断连接切换器(51)发出了切断指令无关，在没有确认所述电力供给路径(49)被切断时，发出警告。
4. 根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于， 所述紧急停止控制装置与对所述切断连接切换器(51)发出了切断指令无关，在没有确认所述电力供给路径(49)被切断时，禁止由所述切断连接 切换器(51)再次连接所述电力供给路径(49)。
全文摘要
机器人控制装置具有运转方式切换开关，其切换自动运转方式和第二运转方式，自动运转方式为在对驱动机器人的驱动电动机提供了电力时禁止操作者接近机器人的动作区域，第二运转方式为即使在对驱动电动机提供了电力时也允许操作者接近动作区域；和电磁接触器，其切换驱动电动机的电力供给路径的切断以及连接，通过由电磁接触器切断电力供给路径，能够使机器人紧急停止。在机器人控制装置中进一步设置紧急停止控制装置。紧急停止控制装置当检测到运转方式的切换时，向电磁接触器发出切断指令，自动确认是否切断了所述电力供给路径。
文档编号B25J13/00GK101168255SQ200610137459
公开日2008年4月30日 申请日期2006年10月27日 优先权日2005年10月28日
发明者久保义幸, 桥本良树 申请人:发那科株式会社