JP2005219138A - ロボット制御方法、ロボット制御装置、ロボット制御プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 安全防護装置の作動を検出し、ロボットを安全停止させた後に駆動パワーの遮断を必要とするロボット安全規格に適合するとともに、自動運転時やツーリング時における作業の継続実行時の利便性や安全性の向上を可能とする、ロボット制御方法、ロボット制御装置、ロボット制御プログラム及び記録媒体を提供する。
【解決手段】 ロボットの安全防護装置６の作動によって駆動パワーを遮断した後にロボット動作を安全に再開するための制御方法であって、前記安全防護装置６の作動時のロボットの復帰姿勢を記憶し、安全停止後のロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰する復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、ロボットに対するそれぞれの状態遷移を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、安全防護装置を備え、ロボット安全規格に適合するようにされたロボット制御方法、ロボット制御装置、並びにロボットを制御するために用いられるロボット制御プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体に関する。

産業用ロボットの安全規格について、安全防護装置の作動を検出したときには、ロボットを安全停止させ、その後駆動モータに対する駆動パワーを遮断しなければならないとする規格がある。このようなロボット安全規格に適合するようにされた従来のロボット制御方法として、例えば特許文献１がある。
特開２００３−２６０６８５号公報

このロボット制御方法によると、ロボットが動作を実行中に制御装置が安全防護装置の作動を検出したとき、制御装置はロボットを安全停止させ駆動パワーを遮断するようになっている。その後、ロボットアームが外力や自重により動かされ姿勢を変えてしまっても、作業を継続実行する際には、駆動パワーを回復して、安全防護装置の作動を検出した直後の姿勢に制限状態（ローパワー状態）で自動的に動作して復帰し（復帰動作）、実行中の動作を継続実行することでシステムを回復している。

しかしながら、従来のロボット制御方法には、以下に示すような課題があった。
（１）復帰動作の実行はロボットが動作中に安全防護装置の作動を検出して安全停止している場合だけであり、安全防護装置の作動を検出した時点においてロボットが駆動モータを励磁した状態で待機している場合には、駆動パワーの回復後直ちに待機状態となる。このとき、駆動パワーの遮断中に外力や自重によりロボットアームが動かされていたとしても、その姿勢で駆動パワーを回復し復帰動作なしで待機状態となり、次の動作が実行されることになる。つまり、安全防護装置の作動時に、ロボットが動作中であったか待機中であったかで、外力等による姿勢変化分を修正するか否かの復帰動作の有無が決まり、継続実行時の挙動が異なるため継続操作に注意を要することになる。また、継続実行時に、安全停止状態のロボットではなく待機中のロボットを誤って復帰させた場合、ロボット姿勢が変化していた場合には不測の事態が起こり得ることもある。

（２）安全防護装置の作動を検出した直後のロボット姿勢に復帰する復帰動作と、もともと実行中であったロボット動作の継続実行をひとまとめで継続実行として処理しているため、復帰動作後にロボットを一時停止して作業を継続するかどうかを確認したいといった要求に柔軟に対応することができない。

（３）複数台のロボットを単一の制御装置でコントロールするマルチロボットシステムにおいては、複数のロボットの駆動パワーを同時に回復させると突入電流が大きくなり、システムのブレーカーが誤作動し電源断を招くケースがある。また、システム構成の都合に応じて適切な順序で復帰動作を実行したいといった要求にも応えられない。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、安全防護装置の作動を検出し、ロボットを安全停止させた後に駆動パワーの遮断を必要とするロボット安全規格に適合するとともに、自動運転時やツーリング時における作業の継続実行時の利便性や安全性の向上を可能とする、ロボット制御方法、ロボット制御装置、ロボット制御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１の発明に係るロボット制御方法は、ロボットの安全防護装置の作動によって駆動パワーを遮断した後にロボット動作を安全に再開するための制御方法であって、前記安全防護装置の作動時のロボットの復帰姿勢を記憶し、安全停止後のロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰する復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、ロボットに対するそれぞれの状態遷移を制御することを特徴とする。

従来は、安全防護装置の作動によって駆動パワーを遮断し、ロボットを安全停止させた後に、駆動パワーの回復、復帰動作及びロボット動作の再開をひとまとめで「継続実行」処理とし、それを待つ状態を「一時停止」として処理していたが、本発明では、安全停止後のロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰する復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、ロボットに対するそれぞれの状態遷移を制御することとしたので、より安全にロボット動作を再開することができる。
また、復帰動作後にロボットを一時停止して作業を継続するかどうかを確認したいといった要求にも柔軟に対応することができる。

請求項２の発明に係るロボット制御方法は、安全停止後のロボットに加えて、前記安全防護装置の作動時において、モータを励磁し停止している状態で待機中のロボットに対しても安全防護装置の作動後に駆動パワーを遮断し、前記状態遷移を実行することを特徴とする。
本発明によれば、安全防護装置の作動時に、安全停止したロボットのみならず待機中のロボットであっても、記憶している復帰姿勢に復帰する復帰動作を行うので、より安全な復帰動作が可能である。

請求項３の発明に係るロボット制御方法は、「復帰待ち」からロボット動作の「実行中」へ状態遷移するために復帰入力及び継続実行入力を必ず順番に入力しなければならないとする復帰入力必須モードを有することを特徴とする。
本発明によれば、安全防護装置の作動時において、安全停止したロボットや待機中のロボットは、必ず「復帰待ち」、「復帰中」、「一時停止」の状態遷移を順番に経由して動作を再開することになるので、より安全性を重視したシステム構築が可能となる。

請求項４の発明に係るロボット制御方法は、前記復帰入力必須モードと、前記継続入力のみでも自動的に「復帰待ち」からロボット動作を「実行中」へ順次状態遷移させることが可能な復帰入力選択モードとを有し、いずれか一方のモードを選択可能にしたことを特徴とする。
本発明によれば、復帰入力必須モードと復帰入力選択モードを選択可能としたので、システム構成の都合に応じて、安全性を重視するか、継続実行時の利便性を重視するかの選択が可能となり柔軟な対応が可能である。

請求項５の発明に係るロボット制御方法は、動作実行が必要な複数台のロボットに対して、駆動パワーの回復及び復帰動作開始のタイミングを調節可能にしたことを特徴とする。
本発明によれば、複数台のロボットを単一の制御装置で制御するマルチロボットシステムにおいて、システム回復時における突入電流の増大を抑制でき、また任意の順序でロボットを復帰させることができる。

請求項６の発明に係るロボット制御方法は、請求項１または２に記載の状態遷移をリアルタイムに表示することを特徴とする。
本発明によれば、現在、ロボットがどのような状態にあるかを視認できるので、作業者の判断ミス（誤使用）を防止することができる。

請求項７の発明に係るロボット制御装置は、ロボットの安全防護装置の作動を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記安全防護装置の作動を検出した時にロボットの復帰姿勢を記憶する記憶手段と、
前記安全防護装置の作動の検出により安全停止したロボットおよび／または前記安全防護装置の作動の検出時にモータを励磁して停止している状態で待機中のロボットに対して、ロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰させる復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、それぞれの状態遷移を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、マルチロボットであるか否かにかかわらず、作業の継続実行時に、より安全にシステムを回復することができるロボット制御装置を得ることが可能となる。

請求項８の発明に係るロボット制御装置は、前記状態遷移を表示する表示手段を有することを特徴とする。
本発明によれば、現在、ロボットがどのような状態にあるかをリアルタイムに表示することができる。

請求項９の発明に係るロボット制御装置は、前記安全防護装置が、一または複数単位のロボットに対して設けられた安全扉であることを特徴とする。
本発明によれば、簡単な安全扉により、ロボットの動作範囲の囲いとなる安全防護装置を構成することができる。

請求項１０の発明に係るロボット制御プログラムは、検出手段がロボットの安全防護装置の作動を検出した時の検出信号により、記憶手段にロボットの復帰姿勢を記憶させる機能と、
安全停止後のロボットおよび／またはモータが励磁された状態で待機中のロボットに対して、ロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰させる復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、それぞれの状態遷移を制御する機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明によれば、マルチロボットであるか否かにかかわらず、作業の継続実行時に、より安全にシステムを回復することができるロボット制御プログラムを得ることが可能である。

請求項１１の発明に係るロボット制御プログラムは、「復帰待ち」からロボット動作の「実行中」へ状態遷移するために復帰入力及び継続実行入力を必ず順番に入力しなければならないとする復帰入力必須モードを有することを特徴とする。
本発明によれば、安全性を重視した復帰入力必須モードを含むロボット制御プログラムを得ることが可能である。

請求項１２の発明に係るロボット制御プログラムは、前記復帰入力必須モードと、前記継続入力のみでも自動的に「復帰待ち」からロボット動作の「実行中」へ順次状態遷移させることが可能な復帰入力選択モードとを有し、いずれか一方のモードを選択可能にしたことを特徴とする。
本発明によれば、システムの安全性を重視するか、作業継続の際の利便性を重視するかを基準に、ユーザの要求により、復帰入力必須モードか、それとも復帰入力選択モードかを選択することが可能となる。

請求項１３の発明に係るロボット制御プログラムは、動作実行が必要な複数台のロボットに対して、駆動パワーの回復及び復帰動作開始のタイミングを調節可能にする機能を実現することを特徴とする。
本発明によれば、プログラム上で設定するだけで、複数台のロボットに対する駆動パワーの回復及び復帰動作開始のタイミングを調節することができ、マルチロボットシステムの回復時における突入電流の制限や復帰動作順序の任意の変更が可能となる。

請求項１４の発明に係る記録媒体は、請求項１０乃至１３のいずれかに記載のロボット制御プログラムを記録してなることを特徴とする。
本発明によれば、ユーザの希望する形態でロボット制御用のプログラムを記録した記録媒体の提供が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態によるロボット制御装置の構成を示すブロック図である。ここでは、１台のロボット制御装置１０によって複数台のロボット１ａ、１ｂ、・・・を制御するマルチロボットシステムの場合を示しているが、制御されるロボットの台数は特に制限されるものではなく１台でもよいものである。

各ロボット１ａ、１ｂ、・・・は、多関節型のそれぞれのロボットアーム（図示せず）を駆動するためのモータ２と、ロボットアームの位置を検出するためにモータ２の回転をパルス数に変換して検出するエンコーダ３を備えている。さらに、各ロボットは、制御装置１０のコントロール部１４からの指令に従ってモータ２に駆動パワーを供給するドライブ部４を介して制御される。エンコーダ３によって検出されたモータ２の回転をあらわすパルス数はカウンタ５によりカウントされ、このパルス数がカウンタ５の設定値に達すると、ドライブ部４によりモータ２の回転を停止する。

ロボットの動作中にはその動作範囲内に人等が立ち入らないように安全防護装置６が設置されている。安全防護装置６は、例えば、安全防護柵のような開閉可能な安全扉で構成されており、ロボット１台または複数台単位で設けられている。安全防護装置６の作動、すなわち安全扉の「開」状態はスイッチ等の適当な検出手段（図示せず）で検出され、安全扉の開または閉を示す検出信号は制御装置１０のコントロール部１４に入力される。
そして、安全防護装置６の作動が検出されると、コントロール部１４は、動作中のロボットを安全停止させ、モータ２に対する駆動パワーを遮断する。

制御装置１０は、不揮発記憶部１１、一時記憶部１２、操作表示部１３、及び上記のコントロール部１４を備えており、具体的にはパソコンで構成されている。

不揮発記憶部１１は、各ロボット１ａ、１ｂ、・・・毎にそれぞれが実行する統一的もしくは並行的な一連の動作を記述したロボットプログラムと、ここでは主に、ロボットが安全停止状態から通常動作に復帰するための後述する状態遷移を記述した状態復帰プログラムを含み、コントロール部１４の挙動を規定する制御プログラムとを保持する記憶手段である。

一時記憶部１２は、ここでは主に、マルチロボットシステムにおける制御装置ステータスと、安全停止位置とを保持する記憶手段である。
制御装置ステータスは、現在の各ロボットの状態をあらわすもので、安全防護装置６の作動の検出時において、ロボットが「動作中」か「待機中」か、あるいはそれ以外の例えば、運転停止中のロボットかを区別する。また、安全防護装置６の作動の検出により安全停止したロボット、及び安全防護装置６の作動の検出時にモータ２を励磁し停止している状態で待機中のロボットに対して、「復帰待ち」、「復帰中」、「一時停止」の状態を個別にあらわす。これらのロボットの状態、及び状態遷移は、操作表示部１３の表示手段によりロボット毎にリアルタイムに表示される。

安全停止位置は、安全防護装置６の作動を検出した直後の各ロボットの安全停止位置を一時的に記憶するもので、ロボットの動作を再開するときの復帰姿勢となる。この安全停止位置はロボットの通常動作中に安全防護装置６の作動を検出したときにだけ記憶するようになっており、たとえ復帰動作中に再度安全防護装置６が作動した場合であっても、安全停止位置は更新されないようになっている。

コントロール部１４は、不揮発記憶部１１に記憶されたロボットプログラムあるいはティーチングにより作成されたプログラムにより、予め決められた動作をそれぞれ対応するドライブ部４を介してロボット１ａ、１ｂ、・・・に実行させる。また、制御プログラムの中には、安全防護装置６の作動の検出により安全停止したロボット、及び安全防護装置６の作動の検出時にモータ２を励磁し停止している状態で待機中のロボットに対し、「復帰待ち」、「復帰中」、「一時停止」の状態並びにそれらの状態遷移を記述した状態復帰プログラムを有しており、この状態復帰プログラムに従ってロボット状態が制御される。従って、本発明でいう制御手段は、少なくとも状態復帰プログラムを含む制御プログラムを有する不揮発記憶部１１と、それらのプログラムに従ってロボットの動作を制御するコントロール部１４とから構成される。

ここで、「復帰待ち」の状態というのは、ロボットが駆動パワーを回復し、かつ一時記憶部１２に記憶された安全停止位置（復帰姿勢）へ復帰する復帰動作を待っている状態であり、「復帰中」の状態というのは、ロボットが駆動パワーを回復して上記安全停止位置（復帰姿勢）へ復帰動作を実行している状態であり、「一時停止」の状態というのは、ロボットが復帰した安全停止位置（復帰姿勢）において通常の運転再開を待っている状態である。

制御プログラムは、後述するように、「復帰入力必須モード」と「復帰入力選択モード」を有しており、いずれか一方のモードを選択できるようになっている。もちろん、制御プログラムは一方のモードのみに限定してもよい。モードの選択は、操作表示部１３からの設定の入力によって行うことができる。
「復帰入力必須モード」とは、ロボットを「復帰待ち」から「実行中」へ状態遷移するために必ず復帰入力と継続入力を順番にしなければならないとするプログラムであり、「復帰入力選択モード」とは、継続入力のみでも自動的に「復帰待ち」から「実行中」へ状態遷移させることが可能なプログラムである。

図２は復帰入力必須モードにおけるロボットの状態遷移を示す説明図であり、以下これについて制御装置１０の動作とともに説明する。但し、ここでは１台の制御装置１０で１台のロボットを制御する場合について説明する。

状態（Ａ）は、ロボットが動作を実行中、もしくはモータ２を励磁して動作実行を待機中 であることをあらわす。
状態（Ｂ）は、安全防護装置６の作動（安全扉の開）を検出中であることをあらわす。
状態（Ｃ）は、復帰入力の入力待ちの状態をあらわす。
状態（Ｄ）は、駆動パワーの投入及び安全防護装置６の作動を検出時のロボット姿勢（復 帰姿勢）に復帰中をあらわす。
状態（Ｅ）は、継続実行入力の入力待ちの状態をあらわす。

状態遷移（Ａ）→（Ｂ）は、ロボットが動作実行中もしくはモータ２を励磁して待機中に安全防護装置６の作動（安全扉の開）を検出したときであり、このときにはロボットを安全停止させるとともに、安全停止位置すなわち復帰姿勢を一時記憶部１２に記憶する。

状態遷移（Ａ）→（Ｅ）は、ロボットが動作実行中に一時停止入力があったときである。この場合は、作業上の状況等により動作中のロボットを一時停止させる必要が生じた場合である。

状態遷移（Ｂ）→（Ｃ）は、安全防護装置６の作動が検出されなくなったとき、すなわち、安全扉が閉じたときであり、このときには、ロボットは駆動パワーを回復し、復帰動作に移行する前の復帰入力待ちの状態にある。

状態遷移（Ｃ）→（Ｄ）は、ロボットに復帰入力がされたときであり、この復帰入力によりロボットは復帰動作を開始する。

状態遷移（Ｃ）→（Ｂ）は、復帰入力待ちのときに再び安全防護装置６の作動（安全扉の開）を検出したときであり、作業上の不具合等により作業者が安全防護装置６内に立ち入る必要が生じた場合である。安全防護装置６の作動の検出により、ロボットは安全停止し駆動パワーを遮断するが、復帰姿勢（安全停止位置）は最初に記憶したとおりで書き換えられない。

状態遷移（Ｄ）→（Ｅ）は、ロボットの復帰動作が完了したときであり、ロボットは継続実行入力を待つ一時停止状態となる。

状態遷移（Ｄ）→（Ｃ）は、ロボットの復帰動作中に一時停止入力があったときである。このときはロボットは復帰待ちの状態に戻る。

状態遷移（Ｄ）→（Ｂ）は、復帰動作中に再び安全防護装置６の作動（安全扉の開）を検出したときであり、このときもロボットは安全停止し駆動パワーを遮断するが、復帰姿勢（安全停止位置）は最初に記憶したとおりで書き換えられない。

状態遷移（Ｅ）→（Ａ）は、継続実行入力あったときであり、この継続実行入力によってロボットは安全停止前の動作を続行することになる。

状態遷移（Ｅ）→（Ｂ）は、継続実行入力待ちの間に再び安全防護装置６の作動（安全扉の開）を検出したときであり、このときも上記同様、ロボットは安全停止し駆動パワーを遮断するが、復帰姿勢（安全停止位置）は最初に記憶したとおりで書き換えられない。

以上の状態遷移に従って制御装置１０及び制御プログラムを構成することにより、安全防護装置６の作動の検出時に、ロボットの状態が動作中か待機中かにかかわらず復帰姿勢を記憶しているため、復帰姿勢への復帰動作を実行することができる。よって、復帰時の挙動の統一性が確保され、ロボット姿勢が変わっている場合であっても誤使用による事故を防ぐことができる。
加えて、復帰動作中あるいは一時停止中に再度安全防護装置６の作動を検出したときは再び復帰待ちの状態となる（状態遷移（Ｄ）→（Ｂ）、状態遷移（Ｅ）→（Ｂ））が、通常動作中に安全防護装置６の作動を検出したとき（状態遷移（Ａ）→（Ｂ））だけ復帰姿勢を記憶することとなっているため、復帰動作が入れ子になって無駄に繰り返されることもなくスムーズな復帰が可能となる。

次に、図３は復帰入力選択モードにおけるロボットの状態遷移を示す説明図であり、以下においては図２と相違する点のみを説明する。但し、この場合も１台の制御装置１０で１台のロボットを制御する場合である。

状態（Ｃ’）は、復帰入力もしくは継続実行入力の入力待ちの状態をあらわす。
状態遷移（Ｃ’）→（Ｄ）→（Ａ）は、状態（Ｃ’）において継続実行入力があったときである。

以上の状態遷移に従って制御装置１０及び制御プログラムを構成することにより、復帰待ち状態のロボットに継続実行入力を行うだけで、通常の動作に回復することができ、駆動パワーの遮断中に外力等によりロボット姿勢が変化させられる可能性が全くないシステムなどでは簡便に通常状態にシステムを回復することができる。
また、復帰入力必須モードと復帰入力選択モードを選択可能とすることで、安全停止状態からのより安全性を重視した復帰方法及び、あらかじめ安全が確保されていることを前提に継続実行の利便性を損なわない（重視した）復帰方法の選択が可能となる。
従って、ユーザの要求により、システムの安全性を重視する場合は復帰入力必須モードを、作業継続の際の利便性を重視する場合は復帰入力選択モードを選択することができる。

図４は上記復帰入力必須モードにおけるロボット復帰処理の手順を示すフローチャートであり、図２のロボット状態及び遷移状態を具体的にあらわした流れ図である。以下これについて説明する。

ロボットが通常の動作を実行している際には（Ｓ１）、常に安全防護装置６の作動の有無すなわち、安全扉が開状態か否かを検出しており（Ｓ２）、安全扉の開状態が検出されると、制御装置１０は、ロボットを安全停止させ、一時記憶部１２に制御装置ステータスを安全扉開状態ＯＮとして記憶する（Ｓ３）。またこのとき、ロボットの復帰姿勢を示す復帰位置が記憶される（Ｓ４）。その後、ロボットの駆動パワーを遮断する（Ｓ５）。なお、上記Ｓ２の安全扉状態の判断ステップにおいて、安全扉が閉の場合はロボットは通常動作を続行する（Ｓ１）。
そして、駆動パワー遮断（Ｓ５）後においては、以下のようにロボットの復帰処理が行われる。

ロボットの復帰処理にあたって、まず、安全扉が開状態か否かを判断する（Ｓ６）。安全扉が閉状態の場合に限り復帰処理に移行し、一時記憶部１２の制御装置ステータスを安全扉開状態ＯＦＦ、復帰待ち状態ＯＮとする（Ｓ７）。次に、復帰入力の有無を判断し（Ｓ８）、復帰入力があれば、一時記憶部１２の制御装置ステータスを復帰待ち状態ＯＦＦ、復帰中状態ＯＮとする（Ｓ９）。そして、ロボットの駆動パワーが投入され、ロボットは一時記憶部１２に記憶されている復帰位置へ復帰する復帰動作を行う（Ｓ１０）。

次に、復帰動作中においても安全扉が開状態か否かを判断する（Ｓ１１）。安全扉が閉状態の場合に限り継続実行処理に移行し、一時記憶部１２の制御装置ステータスを復帰中状態ＯＦＦ、一時停止状態ＯＮとする（Ｓ１２）。この状態で継続実行入力の有無を待ち（Ｓ１３）、継続実行入力があれば、制御装置ステータスを一時停止状態ＯＦＦとし（Ｓ１４）、ロボットの通常動作を再開する（Ｓ１）。

また、上記Ｓ８の復帰入力待ちの判断ステップにおいて、復帰入力がない場合は安全扉状態を判断し（Ｓ１５）、安全扉が閉のときはＳ８のステップに戻るが、Ｓ１５で復帰入力待ちの状態のときに再び安全扉の開が検出されたときには制御装置ステータスを復帰待ち状態ＯＦＦ、安全扉開状態ＯＮとして（Ｓ１６）、上記Ｓ６の安全扉状態が開のときと同様の処理に戻る。
また、上記Ｓ１０あるいはＳ１１において、ロボットが復帰中に再び安全扉の開が検出された場合は、制御装置ステータスを復帰中状態ＯＦＦ、安全扉開状態ＯＮとして（Ｓ１７）として、上記Ｓ５の駆動パワー遮断のステップに戻る。
さらにまた、上記Ｓ１３において、継続実行入力がない場合は、安全扉状態を判断し（Ｓ１８）、安全扉が閉であればＳ１３の継続実行入力待ちのステップに戻るが、継続実行入力待ちの状態のときに再び安全扉の開が検出されたときには、制御装置ステータスを一時停止状態ＯＦＦとして（Ｓ１９）、上記Ｓ３のステップに戻り、ロボットを安全停止させるとともに制御装置ステータスを安全扉開状態ＯＮとしてＳ４以降のステップを繰り返す。

図５は上記復帰入力選択モードにおけるロボット復帰処理の手順を示すフローチャートであり、図３のロボット状態及び遷移状態を具体的にあらわした流れ図である。以下これについて説明する。

図５において、Ｓ２１からＳ２７までの処理は図４のＳ１からＳ７までの処理と同じであるので説明は省略する。
Ｓ２７で制御装置ステータスを安全扉開状態ＯＦＦ、復帰待ち状態ＯＮとした状態で、まず、ロボット動作の継続実行を直ちに行ってよいかどうか、すなわち継続実行入力をしてよいかどうかを判断する（Ｓ２８）。そして、継続実行入力があれば、制御装置ステータスを復帰待ち状態ＯＦＦ、復帰中状態ＯＮとし（Ｓ２９）、ロボットに駆動パワーを投入し、ロボットを復帰位置へ復帰させる復帰動作を行う（Ｓ３０）。
また、ロボットの復帰中にも安全扉状態を判断し（Ｓ３１）、安全扉が閉であれば制御装置ステータスを復帰中状態ＯＦＦとして（Ｓ３２）、ロボットに通常動作を再開させる（Ｓ２１）。

また、上記Ｓ２８の継続実行入力の有無の判断ステップにおいて、継続実行入力を行わない場合には、ロボットは復帰入力待ちの状態となり、復帰入力の有無が判断される（Ｓ３３）。このＳ３３からＳ４４までの処理は図４のＳ８からＳ１９までの処理と同じであるので、説明は省略する。

次に、１台の制御装置１０で複数台のロボットを制御するマルチロボットの場合について説明する。
マルチロボットの場合、制御装置１０の構成上の考え方は次のとおりである。
１．制御装置１０は、各ロボット個別にその内部状態として「復帰待ち」、「復帰動作中 」、「一時停止」フラグを有する。制御装置１０は各ロボットの内部状態を参照し、 以下のルールで制御装置１０の状態を決定する。
１−１．１台以上のロボットが復帰待ちで、かつ復帰中のロボットがなければ「復帰 待ち」状態とする。
１−２．１台以上のロボットが復帰中であれば「復帰中」状態とする。
１−３．すべてのロボットが一時停止であれば「一時停止」状態とする。
２．制御装置１０は、「復帰待ち」の各ロボットに対して個別に復帰指令を出す。ここで 、制御装置１０に対する単一の復帰入力を制御装置内で各ロボット個別に任意の時間 間隔で自動実行してもよいし、ユーザに個別のロボットに対する復帰入力を開放して 任意に実行させてもよい。
３．制御装置１０は、すべてのロボットが復帰動作を完了し「一時停止」状態になって初 めて、継続実行指令を受け付ける。１台でも「復帰待ち」ロボットがあれば制御装置 １０の状態も「復帰待ち」とする。

復帰入力必須モードの場合を例に、マルチロボットの遷移状態を図６に示す。ここでは主に、先に示した図２と相違する点のみを説明する。

状態（Ｃ”）は、１台以上のロボットが復帰入力の入力待ちであることを示す。
状態（Ｄ”）は、１台以上のロボットが復帰中であることを示す。
状態（Ｅ”）は、すべてのロボットが継続実行入力の入力待ちであることを示す。

状態遷移（Ｃ”）→（Ｄ”）は、１台以上のロボットに復帰入力がされたときである。
状態遷移（Ｄ”）→（Ｃ”）は、復帰動作中に一時停止入力があったとき、もしくは復帰 中のロボットの復帰動作が完了したとき、別のロボット が復帰待ちであるときである。
状態遷移（Ｄ”）→（Ｅ”）は、すべてのロボットの復帰動作が完了したときである。

なお、復帰入力選択モードについても同様の考え方で複数ロボットへの対応が可能となるので説明は省略する。

図７はマルチロボットの場合の復帰入力必須モードにおけるフローチャートである。図７において、Ｓ５１からＳ５７までの処理は図４のＳ１からＳ７までの処理と基本的に同じである。
Ｓ５７の処理後、各ロボット個別に復帰処理が行われる。そこでまず、各ロボットに対して復帰入力を行うべきか否かを判断する（Ｓ５８）。指定したロボットに対して復帰入力がなされれば、その指定ロボットの制御装置ステータスを復帰中状態ＯＮとして（Ｓ５９）、駆動パワーを投入し、復帰位置への復帰動作を実行する（Ｓ６０）。その後、すべてのロボットの復帰処理が完了したかどうかを判断し（Ｓ６１）、完了であれば制御装置ステータスを復帰中状態ＯＦＦ、一時停止状態ＯＮとし（Ｓ６２）、継続実行入力待ちの判断ステップに移る（Ｓ６３）。ここで各ロボットに対して継続実行入力があれば、それらのロボットに対する制御装置ステータスを一時停止状態ＯＦＦとして（Ｓ６４）、通常動作を再開させる（Ｓ５１）。

また、上記Ｓ６１の判断ステップにおいて、１台でも復帰処理が未完であれば、安全扉状態を判断し（Ｓ６５）、安全扉が閉であれば制御装置ステータスを復帰待ち状態ＯＦＦ、復帰中状態ＯＮとし（Ｓ６６）、安全扉状態の判断ステップ（Ｓ６７）を介して上記Ｓ５８の復帰入力待ちの判断ステップに戻る。Ｓ６５で安全扉が開であれば、制御装置ステータスを復帰中状態ＯＦＦとし（Ｓ６８）、またＳ６７で安全扉が開であれば、制御装置ステータスを復帰待ち状態ＯＦＦとし（Ｓ６９）、さらに安全扉開状態ＯＮとして（Ｓ７０）、Ｓ５５の全ロボットの駆動パワー遮断ステップに戻る。
また、Ｓ６０で指定ロボットが復帰動作中に安全扉の開を検出したときには、制御装置ステータスを復帰中状態ＯＦＦ、一時停止状態ＯＮとし（Ｓ７１）、Ｓ５５のステップに戻る。
さらに、Ｓ６３の判断ステップにおいて、継続実行入力がない場合は、安全扉状態を判断し（Ｓ７２）、安全扉が閉であればＳ６３に戻り、開であれば制御装置ステータスを一時停止状態ＯＦＦとし（Ｓ７３）、Ｓ５３のステップに戻って処理を繰り返す。これらのＳ６５からＳ７３までの処理は基本的に図４のＳ１５からＳ１９までの処理と同じである。

マルチロボットシステムの場合、駆動パワーを同時に回復させると突入電流が大きくなり電源断を起こしたりすることがあり、また復帰動作の順序を任意に変更したいケースがある。そこで、上述のようにロボット状態及び状態遷移に基づき制御装置１０及び制御プログラムを構成することにより、各ロボットに対する復帰入力を個別に任意の順序で実行することができ、また１つの復帰入力によって各ロボットが任意の時間間隔をおいて復帰させることが可能となる。よって、システム復帰時の利便性、安全性、確実性を向上させることができる。

また、以上に述べた復帰入力必須モードや復帰入力選択モードを含む制御プログラムが記述された磁気ディスクや光ディスクからなるＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体をハードウェアとは別個にユーザに供給することもできる。なお、記録媒体の供給手段は特に限定されない。記録媒体はインターネット等の通信手段等を利用して供給しても構わない。

本発明の実施の形態による制御装置の構成を示すブロック図。 復帰入力必須モードにおけるロボットの状態遷移を示す説明図。 復帰入力選択モードにおけるロボットの状態遷移を示す説明図。 復帰入力必須モードにおける復帰処理の手順を示すフローチャート。 復帰入力選択モードにおける復帰処理の手順を示すフローチャート。 マルチロボットの場合の復帰入力必須モードにおける状態遷移図。 マルチロボットの場合の復帰入力必須モードにおけるフローチャート。

符号の説明

１ａ、１ｂ ロボット、２ モータ、３ エンコーダ、４ ドライブ部、５ カウンタ、６ 安全防護装置、１０ 制御装置、１１ 不揮発記憶部、１２ 一時記憶部、１３ 操作表示部、１４ コントロール部

Claims (14)

1. ロボットの安全防護装置の作動によって駆動パワーを遮断した後にロボット動作を安全に再開するための制御方法であって、前記安全防護装置の作動時のロボットの復帰姿勢を記憶し、安全停止後のロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰する復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、ロボットに対するそれぞれの状態遷移を制御することを特徴とするロボット制御方法。
2. 安全停止後のロボットに加えて、前記安全防護装置の作動時において、モータを励磁し停止している状態で待機中のロボットに対しても安全防護装置の作動後に駆動パワーを遮断し、前記状態遷移を実行することを特徴とする請求項１記載のロボット制御方法。
3. 「復帰待ち」からロボット動作の「実行中」へ状態遷移するために復帰入力及び継続実行入力を必ず順番に入力しなければならないとする復帰入力必須モードを有することを特徴とする請求項１または２記載のロボット制御方法。
4. 前記復帰入力必須モードと、前記継続入力のみでも自動的に「復帰待ち」からロボット動作を「実行中」へ順次状態遷移させることが可能な復帰入力選択モードとを有し、いずれか一方のモードを選択可能にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のロボット制御方法。
5. 動作実行が必要な複数台のロボットに対して、駆動パワーの回復及び復帰動作開始のタイミングを調節可能にしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のロボット制御方法。
6. 請求項１または２に記載の状態遷移をリアルタイムに表示することを特徴とするロボット制御方法。
7. ロボットの安全防護装置の作動を検出する検出手段と、
   前記検出手段により前記安全防護装置の作動を検出した時にロボットの復帰姿勢を記憶する記憶手段と、
   前記安全防護装置の作動の検出により安全停止したロボットおよび／または前記安全防護装置の作動の検出時にモータを励磁して停止している状態で待機中のロボットに対して、ロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰させる復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、それぞれの状態遷移を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするロボット制御装置。
8. 前記状態遷移を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項７記載のロボット制御装置。
9. 前記安全防護装置が、一または複数単位のロボットに対して設けられた安全扉であることを特徴とする請求項７または８記載のロボット制御装置。
10. 検出手段がロボットの安全防護装置の作動を検出した時の検出信号により、記憶手段にロボットの復帰姿勢を記憶させる機能と、
    安全停止後のロボットおよび／またはモータが励磁された状態で待機中のロボットに対して、ロボット状態を、駆動パワーの回復及び前記記憶した復帰姿勢にロボットを復帰させる復帰動作を待つ「復帰待ち」状態と、駆動パワーの回復及び復帰動作実行中を示す「復帰中」状態と、通常の運転再開を待つ「一時停止」状態とに分け、それぞれの状態遷移を制御する機能と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするロボット制御プログラム。
11. 「復帰待ち」からロボット動作の「実行中」へ状態遷移するために復帰入力及び継続実行入力を必ず順番に入力しなければならないとする復帰入力必須モードを有することを特徴とする請求項１０記載のロボット制御プログラム。
12. 前記復帰入力必須モードと、前記継続入力のみでも自動的に「復帰待ち」からロボット動作の「実行中」へ順次状態遷移させることが可能な復帰入力選択モードとを有し、いずれか一方のモードを選択可能にしたことを特徴とする請求項１０または１１記載のロボット制御プログラム。
13. 動作実行が必要な複数台のロボットに対して、駆動パワーの回復及び復帰動作開始のタイミングを調節可能にする機能を実現することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載のロボット制御プログラム。
14. 請求項１０乃至１３のいずれかに記載のロボット制御プログラムを記録してなることを特徴とする記録媒体。
    

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