JP4292404B2 - 駆動軸操作システム - Google Patents

Description

本発明は、産業用ロボット、あるいは数値制御装置等の駆動軸を人間が無線で操作し教示するための、駆動軸操作システムに関する。

産業用ロボットや数値制御装置等においては、通常、駆動軸を制御するコントローラ等の駆動軸制御装置の設置場所と実際の作業位置とが離れている場合が多い。作業者は、実際の作業位置に近い所で目視しながら駆動軸を操作したいが、該駆動軸制御装置上に搭載されたパネルでは、作業状況を確認しつつ操作することは困難である。このため、駆動軸制御装置とは別体の携帯型の操作装置を設け、作業者が作業位置の近くで操作装置を操作して駆動軸を操作する方法が一般的である。
この操作装置と駆動軸制御装置間の接続は従来有線ケーブルによって行われてきたが、近年、より操作性・携帯性に優れる無線通信による接続が求められている。
ところが、無線通信を用いた場合、従来ハードワイヤで実現していた非常停止信号を無線化する必要があるため、その安全性・信頼性の確保が課題となっていた。

非常停止信号を無線化する方法はこれまでにいくつか提案されており、その例を図に基づいて説明する。
図９は、特許文献１に示す第１の従来例における駆動軸操作システムの構成図である。図において、１０１は駆動軸、１０２は駆動軸１０１に接続されて駆動軸１０１を制御する駆動軸制御装置、１０３は駆動軸制御装置１０２に無線で接続され、操作者の操作で駆動軸１０１を動作する操作装置である。駆動軸制御装置１０２には、駆動軸１０１を駆動する駆動部１０４、全体を統括制御する制御部１０７が備えられている。また非常停止スイッチ１０８が備えられており、非常時にはこれを押下することで駆動軸１０１の駆動電源を遮断して動作を停止させることができる。操作装置１０３には、操作者に情報を提示する表示部１０９、操作者が操作するための操作部１１０、全体を統括制御する制御部１１２、非常停止スイッチ１１３が備えられている。操作装置１０３では、操作者が表示部１０９の表示を確認しつつ、操作内容を駆動軸制御装置１０２に送信することで、駆動軸１０１で行なう作業のプログラム登録や編集、あるいは諸条件の設定が可能である。

続いて、駆動軸制御装置１０２と操作装置１０３の無線通信に関する部分について説明する。
駆動軸制御装置１０２には停止用受信部１２１と送受信部１２２が備えられている。また、操作装置１０３には常用発信部１２３と送受信部１２４が備えられている。送受信部１２２と送受信部１２４は互いに無線通信で接続され、制御信号の授受を行なう。これにより、操作者は表示部１０９の画面に表示された駆動軸１０１の動作結果を確認しながら、操作部１１０を操作して、駆動軸１０１の動作条件等を変更できる。また、これとは別に、常用発信部１２３は一定周期で常に安全確認信号を発信し、停止用受信部１２１は該信号を受信する。操作装置１０３に異常が発生すると常用発信部１２３からの信号が途絶え、これを検出した停止用受信部１２１は制御部１０７を介して駆動軸１０１の動作を停止させる。

上記構成により、操作装置１０３自体が故障しても、自動的に駆動軸１０１の動作が停止されるので、駆動軸１０１は暴走せずに作業の安全が図られる。なお、操作装置１０３に備えられた非常停止スイッチ１１３を作動させることでも、常用発信部１２３からの発信を停止させて駆動軸１０１を停止させることができるとしている。

別の従来例では、図９より停止用受信部１２１と常用発信部１２３が削減されたものであり、同符号は相当を示すため説明は省く。送受信部１０２と送受信部１０４を用いた双方向無線通信によって非常停止制御を実現する方法について記載されている。（特許文献２参照）
図１０は、特許文献２に示す第２の従来例における通信状態を説明するタイムチャートである。上記従来例では、送受信部１２２と送受信部１２４との間において、図に示すように間欠的な通信が行われている（送信／受信は送受信部１２２から見た表現で記載してある）。すなわち、通常時には送受信部１２２から送受信部１２４に送られたデータ１３１に対し、送受信部１２４は即座に応答１３２を返し、送受信部１２２は該応答１３２を受信することで、操作装置１０３が正常であると判断している。ここで操作者が非常停止スイッチ１１３を押下すると、送受信部１２４は応答１３２を停止し、送受信部１２２は送受信部１２４からの応答が来ないことを検出すると、制御部１０７を介して駆動軸１０１の動作を停止させる。１３３は非常停止スイッチ押下のため応答１３２が受信できなかったことを示している。上記構成により、操作装置１０３の非常停止信号を無線で伝送し、駆動軸１０１の動作を停止することができるとしている。
尚、制御信号１３１は表示部１１０への表示情報を含み、制御信号１３２は制御信号１３１の応答であり、操作部１１０への操作入力情報を含んでいる。
特開平７−１９５２８５号公報 特開平１１−７３２０１号公報

従来の特許文献１の駆動軸操作システムは、制御信号と安全確認信号が別系統の無線通信で伝送されていたため、安全確認信号の受信が制御信号の確実性を保証するものではなかった。すなわち、停止用受信部１２１が安全確認信号を正常に受信しており、なおかつ送受信部１２２が制御信号の受信に異常が発生している場合には、駆動軸制御装置１０２は正常と判断して該制御信号に基づいて駆動軸１０１を動作させるため、最悪の場合駆動軸１０１が暴走し、操作者にとって危険な状態を招くおそれがあった。送受信部１２２の受信異常には、送受信部１２２、送受信部１２４の部品故障、無線通信障害による通信誤りの発生が考えられる。さらに、操作装置１０３の非常停止スイッチの接点溶着や配線短絡が発生した場合、該スイッチ操作で常用発信部１２３よりの発信を停止することはできないため、ロボットの動作を止めることができないという問題があった。

従来の特許文献２の駆動軸操作システムでは、駆動軸制御装置１０２と操作装置１０３との間の制御信号の授受がそのまま安全確認の役割も兼ねているため、上記特許文献１のような問題は回避できる。しかし、非常停止スイッチ１１３を押下すると、送受信部１２４は応答１３２を停止してしまい、非常停止スイッチ１１３を押下したままで操作部１１０への操作入力情報を駆動軸制御装置１０２へ伝えることができないという問題があった。さらに、操作装置１０３の非常停止スイッチの接点溶着や配線短絡が発生した場合、該スイッチ操作で送受信部１２４よりの発信を停止することはできないため、ロボットの動作を止めることができないという問題があった。
また、いずれの従来例においても、操作装置は単一の制御部１１２で構成されているため、該制御部１１２を構成するＣＰＵが暴走した場合の安全確保が困難であった。また、操作者が駆動軸に近寄り操作するため、意図せぬ駆動軸の挙動に対する安全対策として操作装置にイネーブルスイッチを備えることが推奨されるが、その対応ができないという問題もあった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、無線通信を介し、操作装置に備わる非常停止スイッチの信号とイネーブルスイッチの信号の双方を確実に駆動軸制御装置へ伝え駆動軸の電源を遮断することができ、さらには操作装置の制御部を構成するＣＰＵが暴走や、非常停止ボタンあるいはイネーブルスイッチの接点溶着や配線短絡が発生した場合でも、確実に駆動軸の電源を遮断して動作を停止させることで充分な安全性を確保できる、駆動軸操作システムを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、駆動軸（１）と、該駆動軸（１）を制御する駆動軸制御装置（２）と、前記駆動軸制御装置（２）と無線による送受信を行なう非常停止スイッチ（１３）とイネーブルスイッチ（１４）と操作部（１０）とを備える操作装置（３）とを備えた、駆動軸操作システムにおいて、
前記駆動軸制御装置（２）と前記操作装置（３）との間の送受信は、
前記駆動軸制御装置（２）に備わる第１送受信部（１５）及び第２送受信部（１６）と、前記操作装置（３）に備わる第３送受信部（１７）及び第４送受信部（１８）における、前記第１送受信部（１５）と第３送受信部（１７）とが、及び第２送受信部（１６）と第４送受信部（１８）とが、各々無線により接続し、
前記非常停止スイッチ（１３）の信号と前記イネーブルスイッチ（１４）の信号と前記操作装置異常の信号を含む安全確認信号とを有し前記駆動軸（１）用の電源を制御する第１制御信号と、前記第１制御信号を含み前記操作部（１０）の入力情報に基づき前記駆動軸（１）の動作を制御する第２制御信号と、を用いて行なわれ、
前記駆動軸制御装置（２）は、前記第１送受信部（１５）および第２送受信部（１６）から受信した前記安全確認信号を比較する第１比較部（１９）と、前記第１比較部（１９）での比較で前記安全確認信号が一致しない場合に前記駆動軸（１）を停止させる駆動電源制御部（６）とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、前記第３送受信部（１７）に接続する第１制御部（２２）と、前記第４送受信部（１８）に接続する第２制御部（２３）と、前記非常停止スイッチ（１３）の信号と前記イネーブルスイッチ（１４）の信号は前記第１制御部（２２）と前記第２制御部（２３）に出力され、前記第１制御部（２２）と前記第２制御部（２３）に入力された前記非常停止スイッチ（１３）の信号と前記イネーブルスイッチ（１４）の信号を比較する第２比較部（２０）と、を備え、前記第２比較部（２０）での比較結果が不一致の場合に前記操作装置異常信号を有効化して送信または送信を停止することを特徴とするものである。

また、請求項３の発明は、前記第１比較部（１９）は、予め定められた時間以内の、前記第１制御信号に含まれる安全確認信号と前記第２制御信号に含まれる安全確認信号との比較結果を不一致としないことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、前記第２比較部（２０）は、予め定められた時間以内の、前記第１制御部（２２）と前記第２制御部（２３）に入力された前記非常停止スイッチ（１３）の信号と前記イネーブルスイッチ（１４）との比較結果を不一致としないことを特徴とすることを特徴とするものである。

また、請求項５の発明は、前記第１制御信号に含まれる安全確認信号と、前記第２制御信号に含まれる安全確認信号とは、送信される配列または論理が異なることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によると、駆動軸制御装置と操作装置とは、第1制御信号と第２制御信号の２つの制御信号の送受信を行なうため制御信号送受信の信頼性を向上できる。また、操作装置に備わる非常停止スイッチ信号とイネーブルスイッチ信号と操作装置異常の信号を含む安全信号は、第1制御信号と第２制御信号の２つの制御信号に含み、第1制御信号と第２制御信号の２つの制御信号に含む安全確認信号の比較を行ない、不一致の場合は駆動軸を停止することで安全確認信号をより確実に駆動軸制御装置に伝えることができ、安全性の高い操作システムを提供することができる。

請求項２に記載の発明によると、操作装置に備わる非常停止スイッチの信号と前記イネーブルスイッチの信号の比較を行ない、不一致の場合は送信を停止するものであり、スイッチ回路の接点溶着や配線短絡が発生しても、確実に駆動軸を停止させることができる。

請求項３および請求項４の発明によると、安全確認信号は所定時間内の不一致は不一致異常としないものであり、複数スイッチの作動時間差やスイッチ信号入力時間差、無線通信の送信タイミングの差異で駆動軸を停止させることがない。
請求項５の発明によると、第１制御信号に含まれる安全確認信号と第２制御信号に含まれる安全確認信号の配列や論理を変えることで通信誤り検出を確実にすることができ、より安全性の高いシステムを提供できる。

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。実際の無線局には様々な機能や手段が内蔵されているが、本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明することとする。

図１は、本発明の第１の実施の形態における駆動軸操作システムの構成図である。図において、１は駆動軸、２は駆動軸制御装置であり、駆動軸１に接続されて駆動軸１を制御する。３は操作装置であり、駆動軸制御装置２と無線で接続され、作業者の操作で駆動軸１の動作を行なう。例えばロボットシステムの場合、駆動軸１は複数のモータ軸を有するロボット本体、駆動軸制御装置２はロボットコントローラ、操作装置３はプログラミングペンダントがこれらに相当する。
駆動軸制御装置２には、駆動軸１を駆動する駆動部４、駆動部４に電源５から電力を供給する駆動電源制御部６、駆動軸制御装置２の全体を統括制御する制御部７が備えられている。また駆動電源制御部６には駆動軸制御装置２に備わる非常停止スイッチ８が接続されており、非常時にはこれを押下することで駆動部４への電源供給を遮断するようになっている。

操作装置３には、作業者に情報を提示する表示部９、作業者が操作するための操作部１０、電源を供給するバッテリ１１、操作装置３の全体を統括制御する制御部１２が備えられている。また制御部１２には非常停止スイッチ１３、イネーブルスイッチ１４の各信号が接続されている。操作装置３では、操作者の操作内容を駆動軸制御装置２に送信、および駆動軸制御装置２より操作者に操作を促す表示情報を受信することで、駆動軸１で行なう作業のプログラム登録や編集、あるいは諸条件の設定行なう。
続いて、駆動軸制御装置２と操作装置３の無線通信に関する部分について説明する。
駆動軸制御装置２には第１送受信部１５と第２送受信部１６、第１比較部１９が備えられ、操作装置３には第３送受信部１７と第４送受信部１８、第２比較部２０が備えられている。

第１送受信部１５と第３送受信部１７は互いに無線通信で接続され、第１制御信号の授受が行なわれる。第１制御信号は、非常停止スイッチ１３の信号と、イネーブルスイッチ１４の信号と、制御部１２を構成するＣＰＵのウォッチドッグタイマで検出される制御部１２の異常等である操作装置異常の信号とを含む安全確認信号を操作装置３よりの送信と、操作装置３が受信する、該安全確認信号の要求指令または応答指令で構成されている。

第２送受信部１６と第４送受信部１８は互いに無線通信で接続され、第２制御信号の授受を行なう。第２制御信号は、操作装置３が受信を行ない、表示部９へ表示するための表示情報と、操作部１０への操作入力情報に前述の安全確認信号を含む操作装置３よりの送信で構成されている。
第１送受信部１５と第２送受信部１６とで受信した安全確認信号は各々制御部７へ出力されると共に駆動電源制御部６へも出力している。
ここで出力される安全確認信号は、周囲の電磁環境により通信誤りや、他局との電磁干渉で通信に障害が発生することを考慮して、所定時間連続した信号の出力と、複数回連続した通信障害の時、該当するリレーを非通電とする出力を行なう。

第１比較部１９は、第１送受信部１５と第２送受信部１６に接続され、双方で受信した安全確認信号が一致しているか否かを比較する。比較結果は駆動電源制御部６に出力される。第１比較部１９での比較結果が不一致の場合は、駆動電源制御部６で駆動部４への電源５の供給を遮断を行ない、駆動軸１の動作を停止する。
第２比較部２０は、第３送受信部１７と第４送受信部１８に接続され、双方で送信する安全確認信号が一致しているか否かを比較する。比較結果は制御部１２に出力される。第２比較部２０での比較結果が不一致の場合は、この結果を制御部１２が入力して、安全確認信号に含まれる操作装置異常の信号を有効化する。

図２は、第１の実施の形態における駆動電源制御部６の内部構成を示す図である。図において、３１は非常停止リレーであり、非常停止スイッチ８が押下操作されていない時にはその接点は閉路する。
３２は再生モードリレー、３３は教示モードリレーであり、両リレーの駆動信号は制御部７より出力される。教示モードは、操作装置３の操作で駆動軸１を動作させ、その位置や作業手順の登録および編集を行なうことで作業プログラムの作成や、駆動制御装置２と駆動軸１の状態監視などの操作者が操作を行なうモードであり、自動モードは、登録されている作業プログラムを再生することで駆動軸１による作業を行なうモードであり、両モードは排他である。

３４は防護柵リレーである。図示しない防護柵は、駆動軸１が再生モードで操作中に操作者や他の作業者が誤って駆動軸１に接近して危険に曝されないようにするための柵あるいは部屋であり、教示モードで操作者が作業プログラムの登録や編集作業の時に駆動軸１へ接近を許すために扉が備えられている。防護柵リレー３４はこの防護柵の扉の図示しない開閉検知器の出力に接続され、扉が閉じているときこの防護柵リレー３４接点は閉路する。
３５は教示ロックリレーであり、制御部７より駆動信号が出力され，教示モードをロックしている時に閉路する。教示ロックは、教示モードで操作者が駆動軸１に接近して操作中に、他の作業者がこれに気づかずに再生モードに変更して、作業プログラムの再生始動を防ぐために操作者が操作装置３で設定する。

３６は不一致リレーであり、駆動信号は第1比較部１５より出力される。第１送受信部１５と第２送受信部１６で受信した安全確認信号の比較結果が不一致の時、不一致リレー３６は開路する。
第１および第２制御信号の送信と受信するデータ長の違いや、送受信するタイミングの違いのため、第１送受信部１５と第２送受信部１６で安全確認信号が同期して受信されることは無い。そこで、第１比較部１９では図３に示す比較部回路のように２つの信号の一致確認を行なう。第１送受信部１５と第２送受信部１６で受信した信号は、第1信号と第２信号として排他論理和回路４６に入力される。排他論理和回路４６の出力は、カウンタ回路４７のカウント有効ＣＥ端子と、負論理入力であるカウンタ値クリアＣＬ端子に入力される。ＣＫ端子はカウント信号で所定周期のパルス信号である。

第１信号と第２信号の論理が同じであれば、排他論理和論回路４６の出力は「０」で、カウンタ回路はカウント無効、カウンタ値クリアとなり、カウント信号の入信に関わらずカウンタ出力ＣＯは「０」である。なお、カウンタ出力ＣＯはカウンタ回路４７に予め設定されている値のオーバーフローである。第１信号と第２信号の論理が異なれば、排他理和回路４６の出力は「１」となり、接続されたカウンタ回路４７はカウント有効、カウンタ値は非クリアとなり、カウント信号に基づいてカウントを行なう。カウントが進み、カウンタ回路４７がカウントオーバーフローとなればカウント出力ＣＯは「１」を出力する。カウントオーバーフローになる前に、第１信号と第２信号の論理が同じになるとカウンタ出力ＣＯは「０」のままである。カウンタ出力ＣＯは図示しない駆動回路を介して不一致リレー３６を通電励磁する。尚、カウンタ出力ＣＯが「０」の時、不一致リレー３６は通電励磁され、該リレーの接点は閉路し、ＣＯが「１」の時は非通電となりその接点は開路する様になっている。
すなわち，第１信号と第２信号の論理不一致の状態が所定時間以上続くと、不一致リレー３６は非励磁状態すなわち接点開路となり、駆動電源を遮断する。これにより、信号のいずれかが通信障害等によって停止した場合にも、これを検出して駆動軸を停止させることができる。

３７は第1非常停止リレーであり、駆動信号は第１送受信部１５より出力される。３８は第２非常停止リレーであり、駆動信号は第２送受信部１６より出力される。操作装置３の非常停止スイッチ１３の信号は制御部１２に入力され、第３送受信機１７と第４送受信機１８に出力され、安全確認信号として第１送受信部１５と第２送受信部１６へ送信される。第１送受信部１５と第２送受信部１６では、安全確認信号に含まれる非常停止スイッチ１３の接点開閉信号に基づいて、第１非常停止リレー３７と第２非常停止リレー３８を駆動する。第１および第２非常停止リレー３７、３８は非常停止スイッチ１３が閉路の時に閉路する。各送受信部の部品故障等の障害が無いと、第１非常停止リレー３７と第２非常停止リレー３８の各接点は、略同期して作動する。

３９は第１イネーブルリレーであり、駆動信号は第１送受信部１５より出力される。４０は第２イネーブルリレーであり、駆動信号は第２送受信部１６より出力される。操作装置３のイネーブルスイッチ１４の信号は制御部１２に入力され、第３送受信機１７と第４送受信機１８に出力され、安全確認信号として第１送受信部１５と第２送受信部１６へ送信される。第１送受信部１５と第２送受信部１６では、安全確認信号に含まれるイネーブルスイッチ１３の接点開閉信号に基づいて、第１イネーブルリレー３９と第２イネーブルリレー４０を駆動する。第１および第２イネーブルリレー３９、４０はイネーブルスイッチ１３が閉路の時に閉路する。各送受信部の部品故障等の障害が無いと、第１イネーブルリレー３９と第２イネーブルリレー４０の各接点は、略同期して作動する。
４１は駆動投入リレーであり、駆動信号は制御部７より出力される。操作者により駆動電源の投入指示がなされると、制御部７は非常停止操作など駆動電源遮断要因の有無の確認を行ない、駆動電源遮断要因が無い時に駆動投入リレー４１の駆動信号を出力する。

非常停止リレー３１と不一致リレー３６と第１非常停止リレー３７と第２非常停止リレー３８の各接点は直列接続され回路ライン４２を形成する。
再生モードリレー３２と防護柵リレー３４の各接点は直列接続され回路ライン４３を形成する。
教示モードリレー３３と教示ロックリレー３５と第１イネーブルリレー３９と第２イネーブルリレー４０の各各接点は直列接続され回路ライン４４を形成する。
回路ライン４２に、並列に接続された回路ライン４３と回路ライン４４とは直列に接続され、駆動投入リレー４１の接点を介して駆動電源リレー４５に接続される。駆動電源リレー４５は電源５を駆動部４への継電を行なう。駆動電源リレー４５は電磁接触器でもかまわない。

上記構成によれば、教示装置３の非常停止スイッチ１３の信号は第１制御信号として第１送受信部１５で受信され、第１非常停止リレー３７へ出力され、また他の経路として、第２制御信号として第２送受信部１６で受信され、第２非常停止リレー３８へ出力されており、単一の送受信部で回路部品の故障等が発生しても、他方の回路で確実に駆動電源の遮断ができるようになっている。
また、イネーブルスイッチ１４は、教示モードにおいて操作者が駆動軸１に接近して駆動軸１の動作を行なう操作中にあっても、前述の非常停止スイッチ１３信号と同様に確実に駆動電源の遮断ができるようになっている。
このようになっているので、安全確認信号と制御信号の双方が正常に伝送されているという保証のもとで駆動軸１を動作させることができるので、安全性をより向上させることができる。
なお、教示した内容に基づき駆動軸１を動作させる再生モードの時は、防護柵の扉が閉じていれば、開路ライン４３は閉成し、他の駆動電源遮断要因が無ければ駆動投入リレー４１の駆動信号を出力することで駆動部４に電源が供給され、駆動軸１は動作可能になる。

図４は、本発明の第２の実施の形態における駆動軸操作システムの構成図であり、図１と一部を除いて同様に構成されている。同符号は相当部分を示しており、説明を割愛する。本実施の形態では、操作装置３に第１制御部２２、第２制御部２３の２つの制御部を備える。第１制御部２２は、第３送受信部１７に接続されて第１制御信号の安全確認信号の監視を行なう。第２制御部２３は、第４送受信部１８に接続されて第２制御信号の安全確認信号の監視および制御信号の処理を行なう。第２比較部２０での比較結果が一致しない場合には、その出力を受けた第１制御部２２および第２制御部は、安全確認信号に含まれる操作装置異常の信号を有効化する。すると第１送受信部１５および第２送受信部１６は安全確認信号に含まれる操作装置異常の信号に基づき、駆動電源制御部６の非常停止リレー３７、３８を非通電とし、その作用によって駆動軸１は停止する。

上記構成によれば、第１制御部２２および第２制御部２３を構成するＣＰＵのいずれかが暴走した場合でも、他方の制御部は正しく安全確認信号を送信することができるので駆動軸１の駆動電源を遮断できるため、さらに安全性および信頼性を向上できる。
上記実施の形態では操作装置３の制御部のみを二重化したが、同様にして駆動軸制御装置２の制御部７を構成するＣＰＵを二重化すれば、さらに安全性・信頼性を向上できる。
この際、第１送受信部１５に接続されたＣＰＵは安全確認信号の監視のみ行なう補助的なものであり、第２送受信部１６に接続されたＣＰＵが制御信号に基づく主要な処理を行なう。
さらに確実性を高めるためには、ＣＰＵを３台以上にしていずれか１個でも故障した場合には停止させるという構成も可能であるが、機器に要するコストとの兼ね合いとなる。
前述の第１の実施の形態では、操作装置３が単一のＣＰＵで制御されているため、該ＣＰＵが暴走した場合、操作装置３は異常であるにも関わらず、安全確認信号ではこの異常の確認ができないことが考えられ、その結果として駆動軸１の駆動電源遮断ができなくなる可能性を排除するものである。

図５は、本発明の第３の実施の形態における駆動軸操作システムの構成図であり、図４と一部を除いて同様に構成されている。同符号は相当部分を示しており、説明を割愛する。本実施の形態では、非常停止スイッチ８、１３、およびイネーブルスイッチ１４は接点を２回路備えており、スイッチ操作で２回路とも連動作動する。これにより、一方の回路に接点溶着や配線短絡が発生した場合でも、他方の回路の信号は正しく出力され、駆動軸１の駆動電源を確実に遮断することができる。
図６は、第３の実施の形態における駆動電源制御部２６の内部構成を示す図であり、図２と一部を除いて同様に構成されている。同符号は相当部分を示しており、説明を割愛する。

本実施の形態では、互いに独立した第1回路と第２回路を形成して二重化を行なっている。これに従い、回路を構成するリレーも二重に備える。対象となるリレーは、非常停止リレー３１−１、３１−２、再生モードリレー３２−１、３２−２、教示モードリレー３３−１、３３−２、防護柵リレー３４−１、３４−２、教示ロックリレー３５−１、３５−２、不一致リレー３６−１、３６−２、駆動投入リレー４１−１、４１−２、駆動電源リレー４５−１、４５−２である。
第1非常停止リレー３７、第１イネーブルリレー３９は第１回路に使われ、第２非常停止リレー３８、第２イネーブルリレー４０は第２回路で使われる。
また、駆動部４への電源５は、駆動電源リレー４５−１、４５−２の接点を直列接続して供給している。
上記構成によれば、駆動電源制御部２６内のリレー接点溶着や配線短絡が発生した場合でも、もう一方の回路の動作によって駆動軸を停止させることができる。
また、非常停止スイッチ８、１３、あるいはイネーブルスイッチ１４の接点溶着や配線短絡が発生した場合でも同様にもう一方の回路の動作によって駆動軸を停止させることができる。

図７は、本発明の実施の形態における通信状態を説明するタイムチャートである。図７（ａ）は第１送受信部１５と第３送受信部１７との間で授受される第１制御信号を示している（送信／受信は第１送受信部１５から見た表現で記載してある）。第１送受信部１５より要求指令が送信され、その応答として第２送受信部１６は安全確認信号を送信する。
要求指令と安全確認信号は、特定の文字列の並びやビット列からなるデータパターンを用いることができる。要求指令と安全確認信号の前にヘッダを付加することで受信先のＩＤやデータサイズを明確にし、また安全確認信号の後にＣＲＣＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ Ｃｏｄｅ）を付加することで、データ全体の通信誤りの検出を行なう。

図２（ｂ）は第２送受信部１６と第４送受信部１８との間で授受される第２制御信号を示している（送信／受信は第２送受信部１６から見た表現で記載してある）。図のように、第２制御信号は、第２送受信部１６より送信される表示情報と、この応答として第４送受信部１８より送信される操作入力情報および安全確認信号であり、各々の送信には前述のヘッダとＣＲＣＣが付加されている。
第１制御信号の通信と第２制御信号の通信は、これを繰り返すことにより、相互の制御部が正常に動作していることの確認と、無線通信が正常に機能していることの確認を行なう。

図８は安全確認信号配列図である。図８（ａ）は第１制御信号に含まれる安全確認信号の配列を示しており、非常停止スイッチ信号、イネーブルスイッチ信号、操作装置異常信号の順である。図８（ｂ）は第２制御信号に含まれる安全確認信号の配列を示しており、操作装置異常信号、非常停止スイッチ信号、イネーブルスイッチ信号の順である。図のように各々の信号の配列順を変えている。
また、第１制御信号に含まれる安全確認信号と、第２制御信号に含まれる安全確認信号との信号論理を変えて送受を行ない、受信後この信号論理を元に戻し以後の処理を行なうことでも第１比較部１９で信号不一致の結果を得ることができ、駆動電源の遮断を行なうことができる。
このような構成になっているので、周知であるＣＲＣＣで通信誤りを完全に検出することはできない状態でも、第１制御信号と第２制御信号の安全確認信号の配列や論理を変えて通信することで、検出できない通信誤りが発生しても確実に駆動電源の遮断ができる。

本発明は、半導体製造装置の位置決め装置、工作機械や産業用ロボットを無線により操作する制御装置に利用できる。また、通信媒体を無線に限定することなく、有線接続でより安全性・確実性を確保する方法としても有効である。

第１の実施の形態における駆動軸操作システムの構成図 第１の実施の形態における駆動電源制御部の内部回路を示す図 第１の実施の形態における比較部の回路を示す図 第２の実施の形態における駆動軸操作システムの構成図 第３の実施の形態における駆動軸操作システムの構成図 第３の実施の形態における駆動電源制御部の内部構成を示す図 実施の形態における通信状態を説明するタイムチャート 実施の形態における安全確認信号の配列を示す図 第１の従来例における駆動軸操作システムの構成図 第２の従来例における通信状態を説明するタイムチャート

符号の説明

１ 駆動軸
２ 駆動軸制御装置
３ 操作装置
４ 駆動部
５ 電源
６ 駆動電源制御部
７ 制御部
８、１３ 非常停止スイッチ
９ 表示部
１０ 操作部
１１ バッテリ
１２ 制御部
１４ イネーブルスイッチ
１５ 第１送受信部
１６ 第２送受信部
１７ 第３送受信部
１８ 第４送受信部
１９ 第１比較部
２０ 第２比較部
２２ 第１制御部
２３ 第２制御部
３１ 非常停止リレー
３２ 再生モードリレー
３３ 教示モードリレー
３４ 防護柵リレー
３５ 教示ロックリレー
３６ 不一致リレー
３７ 第１非常停止リレー
３８ 第２非常停止リレー
３９ 第１イネーブルリレー
４０ 第２イネーブルリレー
４１ 駆動投入リレー
４５ 駆動電源リレー
４６ 排他論理和回路
４７ カウンタ回路
１０１ 停止用受信部
１０２ 送受信部
１０３ 常用発信部
１０４ 送受信部

Claims (5)

1. 駆動軸と、該駆動軸を制御する駆動軸制御装置と、前記駆動軸制御装置と無線による送受信を行なう非常停止スイッチとイネーブルスイッチと操作部とを備える操作装置とを備えた、駆動軸操作システムにおいて、
   前記駆動軸制御装置と前記操作装置との間の送受信は、
   前記駆動軸制御装置に備わる第１送受信部及び第２送受信部と、前記操作装置に備わる第３送受信部及び第４送受信部における、前記第１送受信部と第３送受信部とが、及び第２送受信部と第４送受信部とが、各々無線により接続し、
   前記非常停止スイッチの信号と前記イネーブルスイッチの信号と前記操作装置異常の信号を含む安全確認信号とを有し前記駆動軸用の電源を制御する第１制御信号と、前記第１制御信号を含み前記操作部の入力情報に基づき前記駆動軸の動作を制御する第２制御信号と、を用いて行なわれ、
   前記駆動軸制御装置は、前記第１送受信部および第２送受信部から受信した前記安全確認信号を比較する第１比較部と、前記第１比較部での比較で前記安全確認信号が一致しない場合に前記駆動軸を停止させる駆動電源制御部とを備えることを特徴とする駆動軸操作システム。
   
2. 前記操作装置は、前記第３送受信部に接続する第１制御部と、前記第４送受信部に接続する第２制御部と、前記非常停止スイッチの信号と前記イネーブルスイッチの信号は前記第１制御部と前記第２制御部に出力され、前記第１制御部と前記第２制御部に入力された前記非常停止スイッチの信号と前記イネーブルスイッチの信号を比較する第２比較部と、を備え、前記第２比較部での比較結果が不一致の場合に前記操作装置異常信号を有効化して送信または送信を停止することを特徴とする請求項１に記載の駆動軸操作システム。
3. 前記第１比較部は、予め定められた時間以内の、前記第１制御信号に含まれる安全確認信号と前記第２制御信号に含まれる安全確認信号との比較結果を不一致としないことを特徴とする請求項１に記載の駆動軸操作システム。
4. 前記第２比較部は、予め定められた時間以内の、前記第１制御部と前記第２制御部に入力された前記非常停止スイッチの信号と前記イネーブルスイッチとの比較結果を不一致としないことを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の駆動軸操作システム。
5. 前記第１制御信号に含まれる安全確認信号と、前記第２制御信号に含まれる安全確認信号とは、送信される配列または論理が異なることを特徴とする請求項１に記載の駆動軸操作システム。

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