JPH048190B2 - - Google Patents

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JPH048190B2
JPH048190B2 JP57191866A JP19186682A JPH048190B2 JP H048190 B2 JPH048190 B2 JP H048190B2 JP 57191866 A JP57191866 A JP 57191866A JP 19186682 A JP19186682 A JP 19186682A JP H048190 B2 JPH048190 B2 JP H048190B2
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06Safety devices
    • GPHYSICS
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/30Nc systems
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、産業用ロボツトなど自動機械の可動
部分の動きによる火災の発生を防止するための安
全対策に関する。
〔従来技術〕
制御信号で与えられる目標位置に、マニプレー
タなどの可動機構を自動的に操作し、物体や工具
の移動などを行なうようにした産業用ロボツト、
NC工作機などの自動機械においては、その動作
中に可動部分の可動範囲内に人などが存在すると
危険な事態を生じる。
しかして、例えば、産業用ロボツトなどにおい
ては、テイーチング時などの特定のモードにおい
て可動部分の移動範囲内に人が入り込む確率がか
なり高くなり、同様にNC工作機などにおいて
は、工具や被加工物の交換時などに危険な事態を
生じ易い。
ところで、このような自動機械、例えば、産業
用ロボツトの制御系は第1図に示すように、コン
ピユータを用いたサーボ制御系となつている場合
が多い。この第1図において、1はコンピユータ
の中央処理装置、2はメモリ、3はサーボ制御回
路、4はサーボアンプ、5は電源回路、6は外部
入力出力装置、7はマンマシンインターフエー
ス、8はサーボモータである。
そこで、従来は、上記した危険な事態の発生を
防心するため、テイーチングモードなどの特定の
モードに設定されたときには、中央処理装置1か
らサーボ制御回路3に信号Sを供給し、サーボモ
ータ8によるマニプレータなどの可動部分の操作
量を抑制する方法が用いられていた。
第2図は上記した従来例のサーボ系をさらに詳
しく示したもので、この第2図において、10は
デイジタル・アナログコンバータ(D/Aとい
う)、31はサンプルホールド回路、32は可動
利得アンプ、33は位相補償回路、41,43は
減算器、42,44はアンプ、45はパワーアン
プ、46は電流検出回路、47はタコジエネレー
タ、48は進み補償回路であり、その他は第1図
と同じである。
D/A10はCPU1から与えられるデイジタ
ル偏差データをアナログデータに変換する働きを
する。
サンプルホールド回路31は所定のタイミング
でD/A10の出力をサンプルし、それをこの系
における制御信号としてホールドする働きをする
もので、これによりD/A10を時分割多重モー
ドで動作させ得るようにしている。
可変利得アンプ32は信号Sによつてそのゲイ
ンが所定値まで低下させられるように動作する。
位相補償回路33はこのようなサーボ系におい
て必要とする補償動作のためのものである。な
お、これらサンプルホールド回路31、可変利得
アンプ32、それに位相補償回路33によりサー
ボ制御回路3が構成されている。
減算器41と43はそれぞれ速度フイードバツ
ク系と電流フイードバツク系を形成するための比
較動作を行なう。
アンプ42は速度フイードバツク系の利得を所
定値に保つ働きをし、アンプ44は電流フイード
バツク系の利得を所定値に保つと共にパワーアン
プ45をドライブする働きをする。
パワーアンプ45はサーボモータ8に駆動電力
を供給する働きをする。
電流検出回路46はパワーアンプ45から出力
される電流を検出し、減算器43にフイードバツ
クする働きをする。
タコジエネレータ47はサーボモータ8の回転
速度を表わすフイードバツク信号を検出する働き
をする。
進み補償回路48は速度フイードバツク系の動
作補正用である。
なお、これら減算器41から進み補償回路48
までによりサーボアンプ4が構成されており、電
源5はパワーアンプ45の動作電力を供給してい
る。
次に、この従来例の動作を第1図と共に説明す
る。
いま、マンマシンインターフエース7を介して
テイーチングモードなどの特定のモード以外のモ
ードに設定されていたとする。
そうすると、サーボ制御回路3の可変利得アン
プ32には信号Sが供給されないから、このアン
プ32のゲインはこのサーボ系に必要なゲインに
保たれ、これによりCPU1から与えられるデイジ
タル偏差に対応した操作量データが減算器41に
入力され、パワーアンプ45はサーボモータ8に
駆動電力を供給し、必要な操作量が与えられるよ
うにマニプレータなどの可動部分を駆動してゆ
く。
そして、このときのサンプルホールド回路31
による1回当りのサンプルホールドごとの操作量
は可変利得アンプ32のゲインによつて定められ
たものとなつている。
次に、テイーチングモードなど、マニプレータ
などの可動部分の可動範囲内に人などが入り込む
虞れがある特定のモードに設定されると、CPU1
から信号Sがサーボ制御回路3の可変利得アンプ
32に供給される。
これにより可変利得アンプ32のゲインは上記
した通常時のゲインから所定値だけ低下させられ
る。
この結果、1はサンプルホールド期間ごとに減
算器41に供給される操作量は少なくなり、結
局、サーボモータ8による可動部分の駆動速度は
可変利得アンプ32のゲイン低下分に対応して低
くなり、可動部分が人などに接触して危害を与え
たり虞れを生じるのを防止することができ、安全
対策として役立つことになる。
しかしながら、上記した従来例においては、サ
ーボアンプ4からサーボモータ8に到るまでの部
分に故障を生じ、サーボモータ8が暴走したとき
には全く安全対策として役立たなくなつてしまう
という欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、サーボ駆動系に故障が発生してもテイーチン
グ時などの特定のモードでは可動部分の駆動力及
び駆動速度の少くとも一方が確実に低下され、充
分安全が保たれるようにした自動機械の安全維持
システムを提供するにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、テイーチ
ング時などの特定のモードに設定されたときに
は、サーボアンプ及びそれに対する電源部などか
らなるサーボモータに対して駆動エネルギーを供
給する部分の動作を直接抑制するようにした点を
特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明による自動機械の安全維持システ
ムの実施例を図面について説明する。
第3図は本発明の一実施例を第1図に対応させ
て示したブロツク図で、この第3図の実施例が第
1図の従来例と異なる点は、テイーチング時など
特定のモードに設定されたとき発生させられる信
号Sが、CPU1から発生するのではなくて、マン
マシンインターフエース7から発生され、しか
も、この信号Sがサーボ制御回路3に入力される
のではなくて、サーボアンプ4と電源5に供給さ
れるようになつている点であり、その他はいずれ
も同じである。
第4図は本発明におけるサーボ系の一実施例で
第2図の従来例に対応したものであり、図におい
て、34はアンプ(固定ゲイン)、49は可変利
得アンプ、51は電源電圧抑制回路であり、その
他は第2図と同じである。
そして、信号Sは可変利得アンプ49と電源電
圧抑制回路51に供給され、特定モードに設定さ
れて信号Sが供給されたときには、可変利得アン
プ49のゲインが通常時のゲインから低下され、
これにより速度フイードバツクループのゲインを
低下させると共に、電源電圧抑制回路51が動作
して電源5の出力電圧Eを通常時の例えば200V
から120Vに低下させる。
なお、可変利得アンプ49としては、オペアン
プによる帰還増幅回路の入力抵抗をアナログスイ
ツチで切換えるようにし、このアナログスイツチ
を信号Sにより制御するようにしたものなどを用
いればよい。
また、電源電圧抑制回路51としては、サーボ
モータ8が直流サーボモータの場合には電源5が
三相交流を整流して直流を得る回路で構成される
場合が多いから、その交流側の変圧器のタツプを
信号Sで切換えたり、整流器にサイリスタ・ハー
フブリツジ回路を用いて直流側電圧を信号Sで切
換えたり、或いは直流側でチヨツパ制御により出
力電圧を切換えたりするようにすればよい。
従つて、この実施例においては、マンマシンイ
ンターフエース7が操作されてテイーチングモー
ドなどの特定のモードに設定されたときには、こ
のマンマシンインターフエース7から直接、信号
Sが可変利得アンプ49と電源電圧抑制回路51
に供給され、これによりサーボモータ8の速度フ
イードバツク系のゲインが低下されてマニプレー
タなどの可動部分の移動速度が通常時での速度か
ら所定の速度まで低下されると共に、サーボモー
タ8の駆動電圧が通常時の200Vから120Vに低下
され、可動部分の駆動力が通常時の駆動力より所
定値低下されることになり、可動部分に保有され
る運動エネルギーの減少と可動部分による押圧力
の低下により人などに危害を与える虞れをなくす
ことができる。
そして、この実施例においては、信号Sがサー
ボ系のうちでサーボモータ8に一番近いサーボア
ンプ4及びこれに対する電源5に供給されるよう
になつているため、これらの部分に故障などによ
る異常を生じても信号Sによるサーボモータ8の
駆動速度及び駆動力の低下に影響を与えることが
ほとんどなく、従つて、サーボ系に異常を生じた
ときでも確実に安全を図ることができる。
また、この実施例においては、テイーチング時
などの特定のモードに設定されたときに必要な信
号Sが、マンマシンインターフエース7から直接
取り出されるようになつている。従つて、CPU1
に異常を生じたときでも確実に信号Sが得られる
ため、充分に信頼性の高い安全保持が可能にな
り、コンピユータ暴走などに対しても充分な保護
機能を得るこができる。
なお、以上の実施例では、テイーチングモード
など特定のモードにおいては、マニプレータなど
の可動部分の駆動速度と駆動力の双方を共に低下
させるようにしているが、本発明の効果を得るた
めには、いずれか一方だけを低下させるようにし
ても充分なことはいうまでもない。
また、本発明は、上記した実施例のように電気
的なサーボモータを用いた場合に限らず、油圧モ
ータなどの流体圧サーボモータを用いた産業用ロ
ボツトなどの自動機械にも適用可能なことはいう
までもなく、このときにはサーボモータに供給す
べき流体圧源の吐出圧力や吐出量などを信号Sに
よつて低下させるようにしてやればよい。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、サーボ
系の故障による安全機能を喪失を少くすることが
できるから、従来技術の欠点を除き、動作が確実
で安全の確保が充分に行なえる産業用ロボツトな
ど自動機械の安全維持システムを容易に提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の安全維持システムの一例を示す
ブロツク図、第2図は同じくそのサーボ系の詳細
を示すブロツク図、第3図は本発明による自動機
械の安全維持システムの一実施例を示すブロツク
図、第4図は同じくそのサーボ系の一実施例を示
すブロツク図である。 1……中央処理装置、2……メモリ、3……サ
ーボ制御回路、4……サーボアンプ、5……電源
回路、6……外部入出力装置、7……マンマシン
インターフエース、8……サーボモータ、49…
…可変利得アンプ、51……電源電圧抑制回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 サーボモータにより駆動される可動部分を備
    え、モード設定入力手段から供給されるモード設
    定入力に応じて複数の異なつた動作モードの中か
    ら任意に選択した1の動作モードで動作する自動
    機械において、上記モード設定入力手段を、上記
    モード設定入力が予め設定されている所定の動作
    モードになつたとき制御信号を発生するように構
    成すると共に、所定の信号入力に応じて上記サー
    ボモータの駆動系に含まれたサーボアンプの利得
    と上記サーボモータに対する駆動エネルギーの供
    給量とを予め定められているそれぞれの設定値以
    下に制限する抑制手段を設け、上記制御信号によ
    り上記抑御手段を直接動作させるように構成した
    ことを特徴とする自動機械。
JP57191866A 1982-11-02 1982-11-02 自動機械 Granted JPS5981094A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57191866A JPS5981094A (ja) 1982-11-02 1982-11-02 自動機械
US06/547,791 US4523135A (en) 1982-11-02 1983-11-02 Safety maintaining apparatus for automatic machines
EP83110917A EP0108384A1 (en) 1982-11-02 1983-11-02 Safety maintaining method and apparatus for automatic machines

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JP57191866A JPS5981094A (ja) 1982-11-02 1982-11-02 自動機械

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JPH048190B2 true JPH048190B2 (ja) 1992-02-14

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