教示装置、コントローラ、自動機械システム、およびその無線通信方法
【課題】無線化された教示装置において、無線通信で一定周期毎にＬＩＶＥ信号をやり取りし、その受信時間間隔を監視して、無線通信の通信状態が悪化している場合には、作業者に警告を発したり、自動機械を停止させたりすることで、安全な自動機械システムを提供する。
【解決手段】１つ以上の駆動機構を備える機構部と、前記機構部を駆動制御するコントローラ２と、前記機構部を操作する教示装置３を備える自動機械システムにおいて、前記教示装置３は、前記コントローラ２との無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部とを備え、前記コントローラ２は、前記教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部と、前記コントローラ通信部にて受信した前記教示装置からの指令信号に基づいて前記機構部を駆動する駆動部とを備える。
【解決手段】１つ以上の駆動機構を備える機構部と、前記機構部を駆動制御するコントローラ２と、前記機構部を操作する教示装置３を備える自動機械システムにおいて、前記教示装置３は、前記コントローラ２との無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部とを備え、前記コントローラ２は、前記教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部と、前記コントローラ通信部にて受信した前記教示装置からの指令信号に基づいて前記機構部を駆動する駆動部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動機械のコントローラと教示装置を、無線通信を介して接続する自動機械システムおよびその無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動機械やモータ、産業用ロボットを制御するシステムにおいては、当該自動機械やモータ、ロボットの作動を制御するための制御部を有するほか、教示作業時等に作業者が携帯する可搬式の教示操作部（ペンダントとも指称される）を有している。従来、教示操作部と制御部との情報伝送には、ツイストペア線や光ファイバ等を信号伝送路として使用し、教示操作部への電源供給線を含む複合ケーブル（以後、単にケーブルという）が用いられていた。
【０００３】
一例として、特許文献１に記載された従来のロボットシステムの構成図を図６に示す。図において、１０１はロボット、１０２はロボット１０１の作動を制御するコントローラ、１０３は教示装置、１０４はコントローラ１０２と教示装置１０３との間で操作ボタンや非常停止等の情報を伝送するケーブルである。教示装置１０３の詳細図を図７に示す。図において、１０５は略Ｔ字型をなす筐体、１０６は作業者が把持するハンド部である。筐体１０５の操作面には、教示作業時に操作されるキーボード（ないしはキーシート）１０７と、教示データやロボット位置等の種々の情報を表示する液晶パネルからなるＬＣＤディスプレイ１０８と、非常停止スイッチ１０９（非常停止操作手段に相当する）とが設けられている。また、筐体１０５にはケーブル１０４の一端が接続されている。
【０００４】
作業者が非常停止スイッチ１０９を押下すると、ケーブル１０４を介して非常停止情報がコントローラ１０２に伝送され、コントローラ１０２はロボット１０１の図示しない駆動モータへの電力供給を遮断することでロボット１０１の動作を強制的に停止させる。これにより、万一の意図しない動作に対して確実にロボットを非常停止させることができる。
以上述べた従来のロボットシステムでは、作業者は教示装置１０３を持ち運ぶ際に、太くて重いケーブルを引きずりながら教示作業を行う必要があり作業者にとって負担が大きく、また教示をする際の動作自由度も制約されるという問題があった。そのため、コントローラ１０２と教示装置１０３との間のケーブル１０４を無線化することが強く望まれていた。
【０００５】
例えば、特許文献２には、ロボットの駆動モータへの電力供給を遮断してロボットを非常停止状態とするための非常停止操作手段を備えた教示装置が、ロボットを制御するためのコントローラと互いに無線で通信を行うように構成されたロボットシステムにおける、非常停止機能の実現手段について記載されている。
【０００６】
また、前記特許文献２の手段以外に特許文献３には、無線を用いたロボットの駆動制御において、非常停止操作で確実な駆動電源遮断を行う手段について記載されている。具体的には、送信器（教示装置）に、制御許可スイッチ及び駆動制御用のスイッチと、制御許可スイッチが作動されている状態にあるときにベース信号を連続的に発生するベース信号発生手段と、このベース信号と駆動制御用のスイッチからの信号とを混成する混成手段を設ける。一方、ロボットのコントローラに、駆動制御用の信号に応じてモータを制御する駆動制御手段と、ベース信号の監視に基づき、ベース信号が連続的に受信されているときには上記駆動制御手段にパワーソース供給手段を接続し、ベース信号が途切れたときには上記駆動制御手段に対しパワーソース供給手段を遮断してモータを停止させるサーボ制御許可手段を設ける実現手段について記載されている。
【０００７】
同様な手段として、特許文献４には、教示装置が故障した場合、教示装置に設けられた常用発信器から信号が発信されなくなるため、コントローラに配設された停止用受信器は信号を受信できなくなり、ロボットの動作を停止させる停止信号をコントローラへ出力する。コントローラは、停止信号を入力されると何らかの異常があると判断して、ロボットの作動を緊急停止させ、ロボットの暴走を回避する実現手段について記載されている。
【０００８】
また、特許文献５には、コントローラと教示装置間の無線通信をシステム制御装置で傍受して、非常停止操作や自己診断結果の異常や無線通信が途絶えたことをコントローラとシステム制御装置の双方で検出してモータの駆動電源を遮断する実現手段について記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２８０１９３号公報（第７頁、図１および図２）
【特許文献２】特開２００４−１４８４８８号公報（第２０頁、図１）
【特許文献３】特開平９−１１７８８８号公報（第６頁、図２）
【特許文献４】特開平７−１９５２８５号公報（第４頁、図１）
【特許文献５】特開２００５−１６１４８６号公報（第8頁、図１および図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、コントローラと教示装置とを無線で接続するシステムでは、例えば、作業によっては、教示装置がコントローラから離れ、無線通信の有効範囲から出てしまうときがあり、この場合は当然として教示装置の操作（ロボットを誘導するＪＯＧ動作やロボットのプレイバックスタート・ストップ等）を制御部へ送信するすべがない。この操作には非常停止操作も含まれており、作業者が教示装置の非常停止スイッチを押下して駆動モータへの電力供給を遮断しようとしてもロボットを停止させることができない。その結果、ロボットや周辺機器に多大な損傷を与える可能性があった。
【００１１】
また、教示装置とコントローラとの無線通信状態の悪化により、ロボット操作信号や非常停止情報がコントローラまで伝達されない状態にある場合においても、同様にロボット停止信号や非常停止スイッチ信号を送信できないため、ロボットを停止させることができず、ロボットや周辺機器に多大な損傷を与えるという問題があった。
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、無線化された教示装置において、無線通信で一定周期毎にＬＩＶＥ信号をやり取りし、その受信時間間隔を監視して、無線通信の通信状態が悪化している場合には、作業者に警告を発したり、自動機械を停止させたりすることで、安全な自動機械システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、上記問題点を解決するため、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、１つ以上の駆動機構を備える機構部と、前記機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作するための教示装置を備える自動機械システムにおいて、前記教示装置は、前記コントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記コントローラは、前記教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部と、前記コントローラ通信部にて受信した前記教示装置からの指令信号に基づいて前記機構部を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、作業者に対し警告を発することを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記第１のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記第２のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔の閾値をパラメータとして保持することを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、
使用していた無線チャンネルの解放を行うことを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、１つ以上の駆動機構を備える機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作する教示装置と、を備える自動機械システムにおいて、前記教示装置は、前記コントローラと無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視するとともに、前記コントローラは、前記教示装置と無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視し、前記教示装置または前記コントローラは、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、警告を発し、第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械を操作するための教示装置において、前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とするものである。
また、請求項１０に記載の発明は、前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１１に記載の発明は、前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動が次第に大きくなることを特徴とするものである。
また、請求項１２に記載の発明は、前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動の出力間隔が次第に短くなることを特徴とするものである。
また、請求項１３に記載の発明は、自動機械を操作するための教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラにおいて、前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とするものである。
また、請求項１４に記載の発明は、前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、９，１３に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、無線通信による一定周期毎のＬＩＶＥ信号をそれぞれ監視するため、通信環境の悪化を作業者が識別しないまま、いきなり操作不可能になることを防ぐことができ、自動機械の安全性を高めることができるという効果がある。
また、請求項２に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、予め設定された第２の閾値以下となった場合は機構部の駆動を停止するため、通信状態が悪化して作業者からの操作が不能になった場合でも、自動機械の安全性を高めることができるという効果がある。
また、請求項３に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、予め設定された第１の閾値以下となった場合は警告を発するため、通信状態が悪化しつつあることを作業者が識別でき、受信状態を改善する対策（例えばコントローラに近づく等）を打つことができるという効果がある。
また請求項４、５、１０、１１、１２、１４に記載の発明によれば、作業者が直感的に異常を認識でき、更に自動機械を使用した設備の状況管理や保守に利用することができる。
また、請求項６に記載の発明によれば、第１または第２のＬＩＶＥ信号監視部は、ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔の所定の閾値をパラメータとして保持することで、作業者が現場の無線通信環境に応じて調整することができるという効果がある。更に、その調整により、１度だけの偶発的なＬＩＶＥ信号の消失による誤認識を防止できるという効果もある。
また、請求項７に記載の発明によれば、通信確立していた無線チャンネルの解放を自動的に行うことで、他のコントローラと接続する際に元のコントローラとの確立解放の手順を省略することができる。また、無線使用が停止された無線チャンネルを空け、他のコントローラと教示装置間で使用することができるので、チャンネル数に制限がある無線通信を効率的に利用できるという効果もある。
また、請求項８に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、無線通信による一定周期毎のＬＩＶＥ信号をそれぞれ監視するため、通信環境の悪化を作業者が識別しないまま、いきなり操作不可能になることを防ぐことができ、自動機械の安全性を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１実施例における自動機械（ここでは、ロボットとする）システムの構成図である。図において、１はロボット、２はロボット１の作動を制御するコントローラ、３は教示装置、４はコントローラ２と教示装置３との間で操作ボタンや非常停止等の情報を伝送する無線通信である（符号４は模式的に描いている）。
【００１６】
教示装置３の詳細図を図２に示す。図において、５は略Ｔ字型をなす筐体、６は作業者が把持するハンド部である。筐体５の操作面には、教示作業時に作業者によって操作されるキーボード（ないしはキーシート）７と、教示データやロボット位置等の種々の情報を表示する液晶パネルからなるＬＣＤディスプレイ８と、非常停止スイッチ９（非常停止操作手段に相当する）とが設けられている。また、筐体５には無線通信４の送受信手段であるアンテナ１０、コントローラ２から独立して電源を供給するためのバッテリ１１、電源の供給を開始／停止するための電源スイッチ１２が設けられている。また、コントローラ２とアンテナ１０を介して、無線通信４を行う教示装置通信部１４が設けられている。
コントローラ２の詳細図を図３に示す。図において、２１は駆動モータへの電流指令を演算する制御部、２２は電流指令により駆動モータを駆動するサーボアンプ、２３はロボット１に取り付けられた駆動モータ、２４は無線通信４の送受信手段であるアンテナ、２５はロボットの運転状態やアラーム等を表示する液晶パネルからなるＬＣＤディスプレイである。
【００１７】
作業者が教示装置３のキーボード７に割り当てられたロボット１の軸毎の誘導操作ボタンを押すことで、教示装置通信部１４からアンテナ１０により無線通信４を介して軸動作情報がコントローラ２へ送信される。コントローラ２では、アンテナ２４及びコントローラ通信部２７で受信した軸動作情報はコントローラ通信部２７から制御部２１に伝送され、制御部２１はロボット１の駆動モータ２３への電力を供給することでロボット１を動作させる。
【００１８】
また、作業者が非常停止スイッチ９を押下すると、無線通信４を介して非常停止情報がコントローラ２に伝送され、制御部２１はロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断することでロボット１の動作を強制的に停止させる。これにより、万一の意図しない動作に対して確実にロボット１を非常停止させる。
【００１９】
本発明においては、教示装置３に無線通信４の通信データのＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部１３を、コントローラ２に無線通信４の通信データのＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部２６を、新たに設けている。
【００２０】
教示装置３とコントローラ２との間では、無線通信４による相互確認が常時行われる。すなわち、教示装置３の電源投入の有無は勿論、無線通信４の通信障害の有無、相互の内部処理回路の障害有無、コントローラ２における非常停止回路のリレー溶着等の障害有無がチェックされる。相互確認の結果、障害が無く双方が正常に動作していると判断される場合にのみ、教示装置３からロボット１の操作ができる。
【００２１】
ここで、ＬＩＶＥ信号は、図４に示すように、無線通信４の通信障害の有無を検出するため、教示装置３の教示装置通信部１４から予め設定された一定周期でＬＩＶＥコマンドをコントローラ２のコントローラ通信部２７へ送信する。前記コントローラ通信部２７はそのＬＩＶＥコマンドを受信して直ぐにＬＩＶＥコマンドを前記教示装置通信部１４へ返信する。前記教示装置通信部１４もそのＬＩＶＥコマンドを受信して直ぐにＬＩＶＥコマンドを前記コントローラ通信部２７へ返信することを以下繰り返す。この時、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３と第２のＬＩＶＥ信号監視部２６でそれぞれ相手方からのＬＩＶＥ信号を受信した時間間隔を監視し、予め設定された閾値と比較することで、通信状態が良好であるかを判断する。
【００２２】
本方式によれば、作業者がロボット１の近傍で教示作業やプレイバック運転を実施する場合、教示装置３の第１のＬＩＶＥ信号監視部１３ではコントローラ２からの無線通信４のＬＩＶＥ信号の検出時間間隔を監視し、コントローラ２の第２のＬＩＶＥ信号監視部２６では教示装置３からの無線通信４のＬＩＶＥ信号の検出時間間隔を監視する。
【００２３】
図５に示すように、作業者がロボット１の動作確認や他の作業のために、コントローラ２から離れる方向に移動して無線が届き難くなったり、外部から別の無線通信が障害となって発生したりすると、電波に乗っているＬＩＶＥ信号の欠けや消失が発生して、検出時間よりも短い間隔でＬＩＶＥコマンドの再送を行うが、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６で監視しているＬＩＶＥ信号の検出が行えない頻度が高くなるため、結果として検出時間間隔が長くなる。
【００２４】
そのため、検出時間が予め設定された閾値Ａ（Ａは０より大きい実数）以上になった場合は、警告領域や警告状態に入ったとして無線通信４の通信障害が発生する可能性がある旨や操作可能領域を外れる可能性がある旨を、教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に表示して、作業者に警告を発する。同様に、コントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５にも無線通信４の通信障害が発生する可能性がある旨や操作可能領域を外れる可能性がある旨を表示する。
ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔と閾値Ａとの関係を教示装置３のＬＣＤディスプレイ８やコントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５に表示しても良く、作業者はこの関係を見ながら閾値のパラメータを調整することができる。
【００２５】
本方式によれば、無線通信４による操作可能領域を外れた位置からや、通信障害による操作不能状態から、ロボット１の操作を行う状態を回避でき、ロボット１の動作が異常時に、非常停止スイッチ９を押下しても通信不良でロボット１を停止できない状態等を回避できる。
【実施例２】
【００２６】
作業者が教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に表示された警告を無視し、更に無線通信４の操作可能領域から外れたり、無線通信障害の影響が大きくなったりした場合、ロボット１は作業者の制御下にないので、危険防止のため非常停止操作によってロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する必要がある。このことを考慮したのが本発明の第２実施例である。
【００２７】
図５に示すように、作業者が更にコントローラ２から離れる方向に移動したり、無線通信障害の影響が大きくなったりすると、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６で監視しているＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が長くなり、予め設定された第２の閾値B（Ｂは０より大きい実数、ただしＡ＜Ｂ）以上になる。この場合は、完全に作業者の意図が無線通信４を介してコントローラ２に伝わらなくなるため、停止領域（状態）に入ったとして、第２のＬＩＶＥ信号監視部２６は安全のためにコントローラ２に対して非常停止処理を発行する。これにより、コントローラ２はロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する。
また、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３は教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に、ロボットを非常停止させたことを示す等の表示を行う。
【００２８】
また、前述の実施例1と組み合わせ、ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が予め設定された第１の閾値Ａ以上になった場合には警告領域（状態）に入ったとして警告を発し、予め設定された第２の閾値B以上になった場合には停止領域（状態）に入ったとして安全のためにロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する構成にしても良い。
また、作業者が停止領域（状態）から再度コントローラ２に近づく場合には、無線通信４のＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が予め設定された第１の閾値Ａまたは第２の閾値Bを下回った場合にのみ、コントローラ２から作業者に対して、ロボット１の電力供給が可能である旨を教示装置３のＬＣＤディスプレイ８やコントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５に表示しても良い。
本方式によれば、無線通信４による操作可能領域（状態）を完全に外れた場合には自動的にロボット１への電力供給を遮断してロボットを停止させることで、作業者の制御下にない状態での安全を確保できる。
【実施例３】
【００２９】
以上説明した実施例では、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３が教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に、警告として無線通信４による操作可能領域（状態）を外れる旨を表示していた。しかし、作業者が頻繁にＬＣＤディスプレイ８に視線を向けていれば良いが、長時間ＬＣＤディスプレイ８に視線を向けない可能性もある。こうした場合にはＬＣＤディスプレイ８に警告が出ているにも係わらず、作業者が気づかずに操作可能領域（状態）の外に出てしまうという問題がある。このような問題に対処したのが本発明の第３実施例である。
本発明の第３実施例では、警告手段として、教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に警告を表示する以外に、ブザー音や音声出力等の聴覚的な手段、または振動による警告の提示を行う。又は、閾値に近づくに従い、音、振動を次第に大きく（又はその出力間隔を短くしていく）していく手段を用いることで、作業者により直感的に警告しても良い。
本方式によれば、作業者が頻繁にＬＣＤディスプレイ８に視線を向けていなくても、無線通信４による操作可能領域（状態）を外れる旨の警告を、確実に認識することができる。
【実施例４】
【００３０】
教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に警告を発生するだけでは、教示装置３を持った作業者のみしか警告を認識することができないという問題がある。このような問題に対処したのが本発明の第４実施例である。
コントローラ２内の第２のＬＩＶＥ信号監視部２６が発する警告や停止表示を、ＬＣＤディスプレイ２５への表示の他に、ブザー音や音声出力等の聴覚的な手段や外部機器への出力とする。
ここで、外部機器とはネットワークを介して接続された上位システムや周辺システムである。外部機器へ信号出力を行うことで、ロボット１の作業が中断されたことを、他のコントローラやそれを操作している作業者に伝達することができる。
【００３１】
また、前述の第３実施例および本実施例では、無線通信４による操作可能領域（状態）の外に出る旨の警告に関するものであったが、操作可能領域（状態）外に出てロボットが自動的に停止した場合も同様に、教示装置３でのブザー音や音声出力等の聴覚的な手段、または振動によって停止したことを提示したり、コントローラ２でのブザー音や音声出力等の聴覚的な手段、または外部機器への出力によって停止したことを提示したりしてもよい。
本方式によれば、教示装置３を持った作業者以外の者も、教示作業やプレイバック運転が停止したことを認識でき、更にロボットを使用した設備の状況管理や保守に利用することもできる。
【実施例５】
【００３２】
作業者がロボット１の教示作業を行うために、教示装置３を持って無線通信４による操作可能領域（状態）から外に出た際に無線確立を解放しないままでは、他の無線チャンネルと混信したり、無線チャンネルの資源が不足したりしてしまうという問題がある。このような問題に対処したのが本発明の第５実施例である。
第２実施例にて説明したように、作業者がコントローラ２から離れたり、外部からの無線通信障害が発生したりすることで、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６で監視しているＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が予め設定された第２の閾値B以上になり、コントローラ２がロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する。その際、自動的に無線通信で通信確立していた無線チャンネルの確立解放を行う。これは、この時点では電波状態は悪いものの未だ通信確立できている状態であるため、完全に通信出来なくなる前に、通信確立の解放を行う。
【００３３】
具体的には、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６から、教示装置３とコントローラ２に対して、無線通信４の通信確立を解放する指令が出て、通信が遮断される。この通信確立／解放の状態は教示装置３のＬＣＤディスプレイ８やコントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５に表示しても良い。
また、作業者が再度通信確立を行いたい場合には、操作可能領域（状態）の中に入り、教示装置３からコントローラ２に対して、無線確立要求を発行して、無線通信の通信確立を行う。
【００３４】
本方式によれば、無線通信４による操作可能領域（状態）から外に出る直前に無線通信の確立を解放することで、無線通信のデータが正常に処理されている間に確立解放を行うことができる。また、他のコントローラと接続する際に、元のコントローラとの確立解放の手順を省略することができる。また、無線使用が停止された無線チャンネルを空け、他のコントローラと教示装置３との間で使用することができるので、チャンネル数に制限がある無線通信を効率的に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、溶接・塗装・組立等を用途とする産業用ロボットの無線化された教示装置において、無線通信の通信データのＬＩＶＥ信号の検出時間間隔を監視することで、作業者に無線通信障害の状態を提示して、作業者が知らずに操作不可能状態からロボットを操作することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例におけるロボットシステムの構成図
【図２】本発明の第１実施例における教示装置の詳細図
【図３】本発明の第１実施例におけるロボットシステムの詳細図
【図４】本発明の第１実施例における信号伝達図
【図５】本発明の第２実施例におけるロボットシステムの動作図
【図６】従来のロボットシステムの構成図
【図７】従来の教示装置の詳細図
【符号の説明】
【００３７】
１ ロボット
２ コントローラ
３ 教示装置
４ 無線通信
５ 筐体
６ ハンド部
７ キーボード
８ ＬＣＤディスプレイ
９ 非常停止スイッチ
１０ アンテナ
１１ バッテリ
１２ 電源スイッチ
１３ 第1のＬＩＶＥ信号監視部
１４ 教示装置通信部
２１ 制御部
２２ サーボアンプ
２３ 駆動モータ
２４ アンテナ
２５ ＬＣＤディスプレイ
２６ 第２のＬＩＶＥ信号監視部
２７ コントローラ通信部
１０１ ロボット
１０２ 制御部
１０３ 教示装置
１０４ ケーブル
１０５ 筐体
１０６ ハンド部
１０７ キーボード
１０８ ＬＣＤディスプレイ
１０９ 非常停止スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動機械のコントローラと教示装置を、無線通信を介して接続する自動機械システムおよびその無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動機械やモータ、産業用ロボットを制御するシステムにおいては、当該自動機械やモータ、ロボットの作動を制御するための制御部を有するほか、教示作業時等に作業者が携帯する可搬式の教示操作部（ペンダントとも指称される）を有している。従来、教示操作部と制御部との情報伝送には、ツイストペア線や光ファイバ等を信号伝送路として使用し、教示操作部への電源供給線を含む複合ケーブル（以後、単にケーブルという）が用いられていた。
【０００３】
一例として、特許文献１に記載された従来のロボットシステムの構成図を図６に示す。図において、１０１はロボット、１０２はロボット１０１の作動を制御するコントローラ、１０３は教示装置、１０４はコントローラ１０２と教示装置１０３との間で操作ボタンや非常停止等の情報を伝送するケーブルである。教示装置１０３の詳細図を図７に示す。図において、１０５は略Ｔ字型をなす筐体、１０６は作業者が把持するハンド部である。筐体１０５の操作面には、教示作業時に操作されるキーボード（ないしはキーシート）１０７と、教示データやロボット位置等の種々の情報を表示する液晶パネルからなるＬＣＤディスプレイ１０８と、非常停止スイッチ１０９（非常停止操作手段に相当する）とが設けられている。また、筐体１０５にはケーブル１０４の一端が接続されている。
【０００４】
作業者が非常停止スイッチ１０９を押下すると、ケーブル１０４を介して非常停止情報がコントローラ１０２に伝送され、コントローラ１０２はロボット１０１の図示しない駆動モータへの電力供給を遮断することでロボット１０１の動作を強制的に停止させる。これにより、万一の意図しない動作に対して確実にロボットを非常停止させることができる。
以上述べた従来のロボットシステムでは、作業者は教示装置１０３を持ち運ぶ際に、太くて重いケーブルを引きずりながら教示作業を行う必要があり作業者にとって負担が大きく、また教示をする際の動作自由度も制約されるという問題があった。そのため、コントローラ１０２と教示装置１０３との間のケーブル１０４を無線化することが強く望まれていた。
【０００５】
例えば、特許文献２には、ロボットの駆動モータへの電力供給を遮断してロボットを非常停止状態とするための非常停止操作手段を備えた教示装置が、ロボットを制御するためのコントローラと互いに無線で通信を行うように構成されたロボットシステムにおける、非常停止機能の実現手段について記載されている。
【０００６】
また、前記特許文献２の手段以外に特許文献３には、無線を用いたロボットの駆動制御において、非常停止操作で確実な駆動電源遮断を行う手段について記載されている。具体的には、送信器（教示装置）に、制御許可スイッチ及び駆動制御用のスイッチと、制御許可スイッチが作動されている状態にあるときにベース信号を連続的に発生するベース信号発生手段と、このベース信号と駆動制御用のスイッチからの信号とを混成する混成手段を設ける。一方、ロボットのコントローラに、駆動制御用の信号に応じてモータを制御する駆動制御手段と、ベース信号の監視に基づき、ベース信号が連続的に受信されているときには上記駆動制御手段にパワーソース供給手段を接続し、ベース信号が途切れたときには上記駆動制御手段に対しパワーソース供給手段を遮断してモータを停止させるサーボ制御許可手段を設ける実現手段について記載されている。
【０００７】
同様な手段として、特許文献４には、教示装置が故障した場合、教示装置に設けられた常用発信器から信号が発信されなくなるため、コントローラに配設された停止用受信器は信号を受信できなくなり、ロボットの動作を停止させる停止信号をコントローラへ出力する。コントローラは、停止信号を入力されると何らかの異常があると判断して、ロボットの作動を緊急停止させ、ロボットの暴走を回避する実現手段について記載されている。
【０００８】
また、特許文献５には、コントローラと教示装置間の無線通信をシステム制御装置で傍受して、非常停止操作や自己診断結果の異常や無線通信が途絶えたことをコントローラとシステム制御装置の双方で検出してモータの駆動電源を遮断する実現手段について記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２８０１９３号公報（第７頁、図１および図２）
【特許文献２】特開２００４−１４８４８８号公報（第２０頁、図１）
【特許文献３】特開平９−１１７８８８号公報（第６頁、図２）
【特許文献４】特開平７−１９５２８５号公報（第４頁、図１）
【特許文献５】特開２００５−１６１４８６号公報（第8頁、図１および図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、コントローラと教示装置とを無線で接続するシステムでは、例えば、作業によっては、教示装置がコントローラから離れ、無線通信の有効範囲から出てしまうときがあり、この場合は当然として教示装置の操作（ロボットを誘導するＪＯＧ動作やロボットのプレイバックスタート・ストップ等）を制御部へ送信するすべがない。この操作には非常停止操作も含まれており、作業者が教示装置の非常停止スイッチを押下して駆動モータへの電力供給を遮断しようとしてもロボットを停止させることができない。その結果、ロボットや周辺機器に多大な損傷を与える可能性があった。
【００１１】
また、教示装置とコントローラとの無線通信状態の悪化により、ロボット操作信号や非常停止情報がコントローラまで伝達されない状態にある場合においても、同様にロボット停止信号や非常停止スイッチ信号を送信できないため、ロボットを停止させることができず、ロボットや周辺機器に多大な損傷を与えるという問題があった。
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、無線化された教示装置において、無線通信で一定周期毎にＬＩＶＥ信号をやり取りし、その受信時間間隔を監視して、無線通信の通信状態が悪化している場合には、作業者に警告を発したり、自動機械を停止させたりすることで、安全な自動機械システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、上記問題点を解決するため、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、１つ以上の駆動機構を備える機構部と、前記機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作するための教示装置を備える自動機械システムにおいて、前記教示装置は、前記コントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記コントローラは、前記教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部と、前記コントローラ通信部にて受信した前記教示装置からの指令信号に基づいて前記機構部を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、作業者に対し警告を発することを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記第１のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記第２のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔の閾値をパラメータとして保持することを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、
使用していた無線チャンネルの解放を行うことを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、１つ以上の駆動機構を備える機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作する教示装置と、を備える自動機械システムにおいて、前記教示装置は、前記コントローラと無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視するとともに、前記コントローラは、前記教示装置と無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視し、前記教示装置または前記コントローラは、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、警告を発し、第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械を操作するための教示装置において、前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とするものである。
また、請求項１０に記載の発明は、前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１１に記載の発明は、前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動が次第に大きくなることを特徴とするものである。
また、請求項１２に記載の発明は、前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動の出力間隔が次第に短くなることを特徴とするものである。
また、請求項１３に記載の発明は、自動機械を操作するための教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラにおいて、前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とするものである。
また、請求項１４に記載の発明は、前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、９，１３に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、無線通信による一定周期毎のＬＩＶＥ信号をそれぞれ監視するため、通信環境の悪化を作業者が識別しないまま、いきなり操作不可能になることを防ぐことができ、自動機械の安全性を高めることができるという効果がある。
また、請求項２に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、予め設定された第２の閾値以下となった場合は機構部の駆動を停止するため、通信状態が悪化して作業者からの操作が不能になった場合でも、自動機械の安全性を高めることができるという効果がある。
また、請求項３に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、予め設定された第１の閾値以下となった場合は警告を発するため、通信状態が悪化しつつあることを作業者が識別でき、受信状態を改善する対策（例えばコントローラに近づく等）を打つことができるという効果がある。
また請求項４、５、１０、１１、１２、１４に記載の発明によれば、作業者が直感的に異常を認識でき、更に自動機械を使用した設備の状況管理や保守に利用することができる。
また、請求項６に記載の発明によれば、第１または第２のＬＩＶＥ信号監視部は、ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔の所定の閾値をパラメータとして保持することで、作業者が現場の無線通信環境に応じて調整することができるという効果がある。更に、その調整により、１度だけの偶発的なＬＩＶＥ信号の消失による誤認識を防止できるという効果もある。
また、請求項７に記載の発明によれば、通信確立していた無線チャンネルの解放を自動的に行うことで、他のコントローラと接続する際に元のコントローラとの確立解放の手順を省略することができる。また、無線使用が停止された無線チャンネルを空け、他のコントローラと教示装置間で使用することができるので、チャンネル数に制限がある無線通信を効率的に利用できるという効果もある。
また、請求項８に記載の発明によれば、教示装置とコントローラで、無線通信による一定周期毎のＬＩＶＥ信号をそれぞれ監視するため、通信環境の悪化を作業者が識別しないまま、いきなり操作不可能になることを防ぐことができ、自動機械の安全性を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１実施例における自動機械（ここでは、ロボットとする）システムの構成図である。図において、１はロボット、２はロボット１の作動を制御するコントローラ、３は教示装置、４はコントローラ２と教示装置３との間で操作ボタンや非常停止等の情報を伝送する無線通信である（符号４は模式的に描いている）。
【００１６】
教示装置３の詳細図を図２に示す。図において、５は略Ｔ字型をなす筐体、６は作業者が把持するハンド部である。筐体５の操作面には、教示作業時に作業者によって操作されるキーボード（ないしはキーシート）７と、教示データやロボット位置等の種々の情報を表示する液晶パネルからなるＬＣＤディスプレイ８と、非常停止スイッチ９（非常停止操作手段に相当する）とが設けられている。また、筐体５には無線通信４の送受信手段であるアンテナ１０、コントローラ２から独立して電源を供給するためのバッテリ１１、電源の供給を開始／停止するための電源スイッチ１２が設けられている。また、コントローラ２とアンテナ１０を介して、無線通信４を行う教示装置通信部１４が設けられている。
コントローラ２の詳細図を図３に示す。図において、２１は駆動モータへの電流指令を演算する制御部、２２は電流指令により駆動モータを駆動するサーボアンプ、２３はロボット１に取り付けられた駆動モータ、２４は無線通信４の送受信手段であるアンテナ、２５はロボットの運転状態やアラーム等を表示する液晶パネルからなるＬＣＤディスプレイである。
【００１７】
作業者が教示装置３のキーボード７に割り当てられたロボット１の軸毎の誘導操作ボタンを押すことで、教示装置通信部１４からアンテナ１０により無線通信４を介して軸動作情報がコントローラ２へ送信される。コントローラ２では、アンテナ２４及びコントローラ通信部２７で受信した軸動作情報はコントローラ通信部２７から制御部２１に伝送され、制御部２１はロボット１の駆動モータ２３への電力を供給することでロボット１を動作させる。
【００１８】
また、作業者が非常停止スイッチ９を押下すると、無線通信４を介して非常停止情報がコントローラ２に伝送され、制御部２１はロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断することでロボット１の動作を強制的に停止させる。これにより、万一の意図しない動作に対して確実にロボット１を非常停止させる。
【００１９】
本発明においては、教示装置３に無線通信４の通信データのＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部１３を、コントローラ２に無線通信４の通信データのＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部２６を、新たに設けている。
【００２０】
教示装置３とコントローラ２との間では、無線通信４による相互確認が常時行われる。すなわち、教示装置３の電源投入の有無は勿論、無線通信４の通信障害の有無、相互の内部処理回路の障害有無、コントローラ２における非常停止回路のリレー溶着等の障害有無がチェックされる。相互確認の結果、障害が無く双方が正常に動作していると判断される場合にのみ、教示装置３からロボット１の操作ができる。
【００２１】
ここで、ＬＩＶＥ信号は、図４に示すように、無線通信４の通信障害の有無を検出するため、教示装置３の教示装置通信部１４から予め設定された一定周期でＬＩＶＥコマンドをコントローラ２のコントローラ通信部２７へ送信する。前記コントローラ通信部２７はそのＬＩＶＥコマンドを受信して直ぐにＬＩＶＥコマンドを前記教示装置通信部１４へ返信する。前記教示装置通信部１４もそのＬＩＶＥコマンドを受信して直ぐにＬＩＶＥコマンドを前記コントローラ通信部２７へ返信することを以下繰り返す。この時、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３と第２のＬＩＶＥ信号監視部２６でそれぞれ相手方からのＬＩＶＥ信号を受信した時間間隔を監視し、予め設定された閾値と比較することで、通信状態が良好であるかを判断する。
【００２２】
本方式によれば、作業者がロボット１の近傍で教示作業やプレイバック運転を実施する場合、教示装置３の第１のＬＩＶＥ信号監視部１３ではコントローラ２からの無線通信４のＬＩＶＥ信号の検出時間間隔を監視し、コントローラ２の第２のＬＩＶＥ信号監視部２６では教示装置３からの無線通信４のＬＩＶＥ信号の検出時間間隔を監視する。
【００２３】
図５に示すように、作業者がロボット１の動作確認や他の作業のために、コントローラ２から離れる方向に移動して無線が届き難くなったり、外部から別の無線通信が障害となって発生したりすると、電波に乗っているＬＩＶＥ信号の欠けや消失が発生して、検出時間よりも短い間隔でＬＩＶＥコマンドの再送を行うが、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６で監視しているＬＩＶＥ信号の検出が行えない頻度が高くなるため、結果として検出時間間隔が長くなる。
【００２４】
そのため、検出時間が予め設定された閾値Ａ（Ａは０より大きい実数）以上になった場合は、警告領域や警告状態に入ったとして無線通信４の通信障害が発生する可能性がある旨や操作可能領域を外れる可能性がある旨を、教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に表示して、作業者に警告を発する。同様に、コントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５にも無線通信４の通信障害が発生する可能性がある旨や操作可能領域を外れる可能性がある旨を表示する。
ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔と閾値Ａとの関係を教示装置３のＬＣＤディスプレイ８やコントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５に表示しても良く、作業者はこの関係を見ながら閾値のパラメータを調整することができる。
【００２５】
本方式によれば、無線通信４による操作可能領域を外れた位置からや、通信障害による操作不能状態から、ロボット１の操作を行う状態を回避でき、ロボット１の動作が異常時に、非常停止スイッチ９を押下しても通信不良でロボット１を停止できない状態等を回避できる。
【実施例２】
【００２６】
作業者が教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に表示された警告を無視し、更に無線通信４の操作可能領域から外れたり、無線通信障害の影響が大きくなったりした場合、ロボット１は作業者の制御下にないので、危険防止のため非常停止操作によってロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する必要がある。このことを考慮したのが本発明の第２実施例である。
【００２７】
図５に示すように、作業者が更にコントローラ２から離れる方向に移動したり、無線通信障害の影響が大きくなったりすると、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６で監視しているＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が長くなり、予め設定された第２の閾値B（Ｂは０より大きい実数、ただしＡ＜Ｂ）以上になる。この場合は、完全に作業者の意図が無線通信４を介してコントローラ２に伝わらなくなるため、停止領域（状態）に入ったとして、第２のＬＩＶＥ信号監視部２６は安全のためにコントローラ２に対して非常停止処理を発行する。これにより、コントローラ２はロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する。
また、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３は教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に、ロボットを非常停止させたことを示す等の表示を行う。
【００２８】
また、前述の実施例1と組み合わせ、ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が予め設定された第１の閾値Ａ以上になった場合には警告領域（状態）に入ったとして警告を発し、予め設定された第２の閾値B以上になった場合には停止領域（状態）に入ったとして安全のためにロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する構成にしても良い。
また、作業者が停止領域（状態）から再度コントローラ２に近づく場合には、無線通信４のＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が予め設定された第１の閾値Ａまたは第２の閾値Bを下回った場合にのみ、コントローラ２から作業者に対して、ロボット１の電力供給が可能である旨を教示装置３のＬＣＤディスプレイ８やコントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５に表示しても良い。
本方式によれば、無線通信４による操作可能領域（状態）を完全に外れた場合には自動的にロボット１への電力供給を遮断してロボットを停止させることで、作業者の制御下にない状態での安全を確保できる。
【実施例３】
【００２９】
以上説明した実施例では、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３が教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に、警告として無線通信４による操作可能領域（状態）を外れる旨を表示していた。しかし、作業者が頻繁にＬＣＤディスプレイ８に視線を向けていれば良いが、長時間ＬＣＤディスプレイ８に視線を向けない可能性もある。こうした場合にはＬＣＤディスプレイ８に警告が出ているにも係わらず、作業者が気づかずに操作可能領域（状態）の外に出てしまうという問題がある。このような問題に対処したのが本発明の第３実施例である。
本発明の第３実施例では、警告手段として、教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に警告を表示する以外に、ブザー音や音声出力等の聴覚的な手段、または振動による警告の提示を行う。又は、閾値に近づくに従い、音、振動を次第に大きく（又はその出力間隔を短くしていく）していく手段を用いることで、作業者により直感的に警告しても良い。
本方式によれば、作業者が頻繁にＬＣＤディスプレイ８に視線を向けていなくても、無線通信４による操作可能領域（状態）を外れる旨の警告を、確実に認識することができる。
【実施例４】
【００３０】
教示装置３のＬＣＤディスプレイ８に警告を発生するだけでは、教示装置３を持った作業者のみしか警告を認識することができないという問題がある。このような問題に対処したのが本発明の第４実施例である。
コントローラ２内の第２のＬＩＶＥ信号監視部２６が発する警告や停止表示を、ＬＣＤディスプレイ２５への表示の他に、ブザー音や音声出力等の聴覚的な手段や外部機器への出力とする。
ここで、外部機器とはネットワークを介して接続された上位システムや周辺システムである。外部機器へ信号出力を行うことで、ロボット１の作業が中断されたことを、他のコントローラやそれを操作している作業者に伝達することができる。
【００３１】
また、前述の第３実施例および本実施例では、無線通信４による操作可能領域（状態）の外に出る旨の警告に関するものであったが、操作可能領域（状態）外に出てロボットが自動的に停止した場合も同様に、教示装置３でのブザー音や音声出力等の聴覚的な手段、または振動によって停止したことを提示したり、コントローラ２でのブザー音や音声出力等の聴覚的な手段、または外部機器への出力によって停止したことを提示したりしてもよい。
本方式によれば、教示装置３を持った作業者以外の者も、教示作業やプレイバック運転が停止したことを認識でき、更にロボットを使用した設備の状況管理や保守に利用することもできる。
【実施例５】
【００３２】
作業者がロボット１の教示作業を行うために、教示装置３を持って無線通信４による操作可能領域（状態）から外に出た際に無線確立を解放しないままでは、他の無線チャンネルと混信したり、無線チャンネルの資源が不足したりしてしまうという問題がある。このような問題に対処したのが本発明の第５実施例である。
第２実施例にて説明したように、作業者がコントローラ２から離れたり、外部からの無線通信障害が発生したりすることで、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６で監視しているＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が予め設定された第２の閾値B以上になり、コントローラ２がロボット１の駆動モータ２３への電力供給を遮断する。その際、自動的に無線通信で通信確立していた無線チャンネルの確立解放を行う。これは、この時点では電波状態は悪いものの未だ通信確立できている状態であるため、完全に通信出来なくなる前に、通信確立の解放を行う。
【００３３】
具体的には、第１のＬＩＶＥ信号監視部１３や第２のＬＩＶＥ信号監視部２６から、教示装置３とコントローラ２に対して、無線通信４の通信確立を解放する指令が出て、通信が遮断される。この通信確立／解放の状態は教示装置３のＬＣＤディスプレイ８やコントローラ２のＬＣＤディスプレイ２５に表示しても良い。
また、作業者が再度通信確立を行いたい場合には、操作可能領域（状態）の中に入り、教示装置３からコントローラ２に対して、無線確立要求を発行して、無線通信の通信確立を行う。
【００３４】
本方式によれば、無線通信４による操作可能領域（状態）から外に出る直前に無線通信の確立を解放することで、無線通信のデータが正常に処理されている間に確立解放を行うことができる。また、他のコントローラと接続する際に、元のコントローラとの確立解放の手順を省略することができる。また、無線使用が停止された無線チャンネルを空け、他のコントローラと教示装置３との間で使用することができるので、チャンネル数に制限がある無線通信を効率的に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、溶接・塗装・組立等を用途とする産業用ロボットの無線化された教示装置において、無線通信の通信データのＬＩＶＥ信号の検出時間間隔を監視することで、作業者に無線通信障害の状態を提示して、作業者が知らずに操作不可能状態からロボットを操作することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例におけるロボットシステムの構成図
【図２】本発明の第１実施例における教示装置の詳細図
【図３】本発明の第１実施例におけるロボットシステムの詳細図
【図４】本発明の第１実施例における信号伝達図
【図５】本発明の第２実施例におけるロボットシステムの動作図
【図６】従来のロボットシステムの構成図
【図７】従来の教示装置の詳細図
【符号の説明】
【００３７】
１ ロボット
２ コントローラ
３ 教示装置
４ 無線通信
５ 筐体
６ ハンド部
７ キーボード
８ ＬＣＤディスプレイ
９ 非常停止スイッチ
１０ アンテナ
１１ バッテリ
１２ 電源スイッチ
１３ 第1のＬＩＶＥ信号監視部
１４ 教示装置通信部
２１ 制御部
２２ サーボアンプ
２３ 駆動モータ
２４ アンテナ
２５ ＬＣＤディスプレイ
２６ 第２のＬＩＶＥ信号監視部
２７ コントローラ通信部
１０１ ロボット
１０２ 制御部
１０３ 教示装置
１０４ ケーブル
１０５ 筐体
１０６ ハンド部
１０７ キーボード
１０８ ＬＣＤディスプレイ
１０９ 非常停止スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の駆動機構を備える機構部と、前記機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作するための教示装置を備える自動機械システムにおいて、
前記教示装置は、前記コントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、
前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、
前記コントローラは、前記教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、
前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部と、
前記コントローラ通信部にて受信した前記教示装置からの指令信号に基づいて前記機構部を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする自動機械システム。
【請求項２】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とする請求項１に記載の自動機械システム。
【請求項３】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、作業者に対し警告を発することを特徴とする請求項１乃至２いずれかに記載の自動機械システム。
【請求項４】
前記第１のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とする請求項３に記載の自動機械システム。
【請求項５】
前記第２のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とする請求項３に記載の自動機械システム。
【請求項６】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔の閾値をパラメータとして保持することを特徴とする請求項１に記載の自動機械システム。
【請求項７】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、使用していた無線チャンネルの解放を行うことを特徴とする請求項２に記載の自動機械システム。
【請求項８】
１つ以上の駆動機構を備える機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作する教示装置と、を備える自動機械システムにおいて、
前記教示装置は、前記コントローラと無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視するとともに、
前記コントローラは、前記教示装置と無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視し、
前記教示装置または前記コントローラは、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、警告を発し、第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とする自動機械システムの無線通信方法。
【請求項９】
自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械を操作するための教示装置において、
前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とする教示装置。
【請求項１０】
前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とする請求項９に記載の教示装置。
【請求項１１】
前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動が次第に大きくなることを特徴とする請求項９に記載の教示装置。
【請求項１２】
前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動の出力間隔が次第に短くなることを特徴とする請求項９に記載の教示装置。
【請求項１３】
自動機械を操作するための教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラにおいて、
前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とするコントローラ。
【請求項１４】
前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とする請求項１３に記載のコントローラ。
【請求項１】
１つ以上の駆動機構を備える機構部と、前記機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作するための教示装置を備える自動機械システムにおいて、
前記教示装置は、前記コントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、
前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第１のＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、
前記コントローラは、前記教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、
前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する第２のＬＩＶＥ信号監視部と、
前記コントローラ通信部にて受信した前記教示装置からの指令信号に基づいて前記機構部を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする自動機械システム。
【請求項２】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とする請求項１に記載の自動機械システム。
【請求項３】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、作業者に対し警告を発することを特徴とする請求項１乃至２いずれかに記載の自動機械システム。
【請求項４】
前記第１のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とする請求項３に記載の自動機械システム。
【請求項５】
前記第２のＬＩＶＥ信号監視部が発する警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とする請求項３に記載の自動機械システム。
【請求項６】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔の閾値をパラメータとして保持することを特徴とする請求項１に記載の自動機械システム。
【請求項７】
前記第１または前記第２のＬＩＶＥ信号監視部は、使用していた無線チャンネルの解放を行うことを特徴とする請求項２に記載の自動機械システム。
【請求項８】
１つ以上の駆動機構を備える機構部を駆動制御するコントローラと、前記機構部を操作する教示装置と、を備える自動機械システムにおいて、
前記教示装置は、前記コントローラと無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視するとともに、
前記コントローラは、前記教示装置と無線通信を行い、一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視し、
前記教示装置または前記コントローラは、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が第１の閾値を超えた場合は、警告を発し、第２の閾値を超えた場合は、前記機構部の駆動を停止することを特徴とする自動機械システムの無線通信方法。
【請求項９】
自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラとの無線通信を行う教示装置通信部と、前記教示装置通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械を操作するための教示装置において、
前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とする教示装置。
【請求項１０】
前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または振動のいずれかによるものであることを特徴とする請求項９に記載の教示装置。
【請求項１１】
前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動が次第に大きくなることを特徴とする請求項９に記載の教示装置。
【請求項１２】
前記所定の警告は、音または振動によるものであり、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が前記所定の閾値に近づくに従い、前記音または前記振動の出力間隔が次第に短くなることを特徴とする請求項９に記載の教示装置。
【請求項１３】
自動機械を操作するための教示装置との無線通信を行うコントローラ通信部と、前記コントローラ通信部で一定周期毎にＬＩＶＥ信号を監視する前記ＬＩＶＥ信号監視部と、を備え、前記自動機械の駆動機構を駆動制御するコントローラにおいて、
前記ＬＩＶＥ信号監視部は、前記ＬＩＶＥ信号の検出時間間隔が所定の閾値を超えた場合は、作業者に対し所定の警告を発することを特徴とするコントローラ。
【請求項１４】
前記所定の警告は、ディスプレイ表示、音、または前記コントローラに接続された外部機器への信号出力のいずれかによるものであることを特徴とする請求項１３に記載のコントローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２３３８１７（Ｐ２００７−２３３８１７Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５６０８５（Ｐ２００６−５６０８５）
【出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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