(57)【要約】【課題】構造の簡素化に有効な内圧調節システム、ロボットシステム及び内圧調節方法を提供する。【解決手段】内圧調節システム３は、不燃性ガスをロボット２の収容空間５１に供給する給気部１００と、給気部１００による不燃性ガスの給気圧力を変更する給気圧力変更部２００と、収容空間５１からガスを排出する排気部３００と、給気圧力の上昇に応じて排気部３００を開き、給気圧力の低下に応じて排気部３００を閉じるように、給気圧力に応じて排気部３００の開閉を切り替えるガス圧駆動型の開閉弁４１０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不燃性ガスをロボットの内部空間に供給する給気部と、
前記給気部による不燃性ガスの給気圧力を変更する給気圧力変更部と、
前記内部空間からガスを排出する排気部と、
前記給気圧力の上昇に応じて前記排気部を開き、前記給気圧力の低下に応じて前記排気部を閉じるように、前記給気圧力に応じて前記排気部の開閉を切り替えるガス圧駆動型の開閉弁と、を備える内圧調節システム。
【請求項２】
前記給気圧力変更部は、前記ロボットの稼働時用の常用圧力と、前記常用圧力より高い掃気圧力との間で前記給気圧力を変更し、
前記開閉弁は、前記給気圧力が前記掃気圧力以上である場合に前記排気部が開いた状態となり、前記給気圧力が前記常用圧力以下である場合に前記排気部が閉じた状態となるように前記排気部の開閉を切り替える、請求項１記載の内圧調節システム。
【請求項３】
前記給気部は、
前記常用圧力で不燃性ガスを供給する第１給気部と、
前記掃気圧力で不燃性ガスを供給する第２給気部とを有し、
前記給気圧力変更部は、
前記第１給気部により前記内部空間に不燃性ガスを供給する第１給気状態と、第２給気部により前記内部空間に不燃性ガスを供給する第２給気状態とを切り替える切替弁とを有する、請求項２記載の内圧調節システム。
【請求項４】
前記切替弁はガス圧駆動型であり、
前記給気圧力変更部は、
前記切替弁の駆動用のガス圧を変更する駆動弁を更に有する、請求項３記載の内圧調節システム。
【請求項５】
前記駆動弁は防爆型の電磁弁である、請求項４記載の内圧調節システム。
【請求項６】
前記排気部のガス流量に基づいて、前記内部空間の圧力異常を検知する異常検知部を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項記載の内圧調節システム。
【請求項７】
前記異常検知部は、前記排気部の内圧に更に基づいて前記内部空間の圧力異常を検知する、請求項６記載の内圧調節システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項記載の内圧調節システムと、
前記ロボットとを備えるロボットシステム。
【請求項９】
不燃性ガスを供給する給気部からロボットの内部空間への給気圧力を変更することと、
前記給気圧力の上昇に応じて前記内部空間からガスを排出し、前記給気圧力の低下に応じて前記内部空間からのガスの排出を停止する排気部におけるガス流量に基づいて、前記内部空間の圧力異常を検知することと、を含む内圧調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内圧調節システム、ロボットシステム及び内圧調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内部に気密室を有する内圧防爆構造のマニピュレータと、気密室にエアを供給する気体供給部と、気密室に供給されたエアを封止または開放する気体排気部と、を備える内圧防爆システムが開示されている。この内圧防爆システムは、気体排気部がエアを封止している状態で、気体供給部がエアの供給を開始してからの掃気準備時間を計測する第１のタイマーと、掃気準備時間が経過した後、気体排気部がエアの開放を開始してからの掃気時間を計測する第２のタイマーとを備え、第２のタイマーが所定の時間をカウントすると掃気が完了したと判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４９６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、構造の簡素化に有効な内圧調節システム、ロボットシステム及び内圧調節方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面に係る内圧調節システムは、不燃性ガスをロボットの内部空間に供給する給気部と、給気部による不燃性ガスの給気圧力を変更する給気圧力変更部と、内部空間からガスを排出する排気部と、給気圧力の上昇に応じて排気部を開き、給気圧力の低下に応じて排気部を閉じるように、給気圧力に応じて排気部の開閉を切り替えるガス圧駆動型の開閉弁と、を備える。
【０００６】
本開示の他の側面に係るロボットシステムは、上記の内圧調節システムと、ロボットとを備える。
【０００７】
本開示の更に他の側面に係る内圧調節方法は、不燃性ガスを供給する給気部からロボットの内部空間への給気圧力を変更することと、給気圧力の上昇に応じて内部空間からガスを排出し、給気圧力の低下に応じて内部空間からのガスの排出を停止する排気部におけるガス流量に基づいて、内部空間の圧力異常を検知することと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、構造の簡素化に有効な内圧調節システム、ロボットシステム及び内圧調節方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ロボットシステムの概略構成を示す模式図である。
【図２】内圧コントローラのハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図３】掃気手順を例示するフローチャートである。
【図４】内圧異常検知手順を例示するフローチャートである。
【図５】ロボットシステムの変形例を示す模式図である。
【図６】ロボットシステムの他の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
〔ロボットシステム〕
図１に示すロボットシステム１は、可燃性ガスを含む雰囲気中でロボットに作業を実行させるためのシステムである。作業の具体例としては、可燃性ガスを生じる塗料を用いた塗装作業が挙げられるがこれに限られない。ロボットに実行させる作業は、可燃性ガスを含む雰囲気中で実行されるものであればいかなる作業であってもよい。
【００１２】
ロボットシステム１は、内圧防爆型のロボット２と、内圧調節システム３とを備える。ロボット２は、発火源となり得るモータ等の収容空間（内部空間）を有し、収容空間内の圧力を収容空間外の圧力よりも高く保つことが可能となるように構成されている。内圧調節システム３は、収容空間内に不燃性ガスを供給することで、収容空間内の圧力を収容空間外の圧力よりも高く保つシステムである。以下、ロボット２及び内圧調節システム３の構成を詳細に例示する。
【００１３】
（ロボット）
ロボット２は、例えば６軸の垂直多関節ロボットであり、基部１１と、先端部１２と、多関節アーム１３と、塗装ツール１４と、外殻５０とを有する。基部１１は、ロボット２用の作業エリアにおいて、例えば床面に設置されている。
【００１４】
多関節アーム１３は、基部１１及び先端部１２を接続する。多関節アーム１３は複数の関節を有し、当該複数の関節の角度を変更することで基部１１に対する先端部１２の位置及び姿勢を変更する。例えば多関節アーム１３は、旋回部２１と、下アーム２２と、上アーム２３と、手首部２４と、モータ４１，４２，４３，４４，４５，４６とを有する。
【００１５】
旋回部２１は、鉛直な軸線Ａｘ１まわりに旋回可能となるように、基部１１の上部に設けられている。すなわち多関節アーム１３は、軸線Ａｘ１まわりに旋回部２１を旋回可能とする関節３１を有する。
【００１６】
下アーム２２は、軸線Ａｘ１に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ２まわりに揺動可能となるように旋回部２１に接続されている。すなわち多関節アーム１３は、軸線Ａｘ２まわりに下アーム２２を揺動可能とする関節３２を有する。なお、ここでの交差とは、所謂立体交差のように、互いにねじれの関係にある場合も含む。以下においても同様である。
【００１７】
上アーム２３は、軸線Ａｘ１に交差する軸線Ａｘ３まわりに揺動可能となるように、下アーム２２の端部に接続されている。すなわち多関節アーム１３は、軸線Ａｘ３まわりに上アーム２３を揺動可能とする関節３３を有する。軸線Ａｘ３は軸線Ａｘ２に平行であってもよい。
【００１８】
上アーム２３の先端部２６は、上アーム２３の中心に沿う軸線Ａｘ４まわりに旋回可能となっている。すなわち多関節アーム１３は、軸線Ａｘ４まわりに上アーム２３の先端部２６を旋回可能とする関節３４を有する。換言すると、上アーム２３の先端部２６は、基部２５に対して旋回可能である。
【００１９】
手首部２４は、軸線Ａｘ４に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ５まわりに揺動可能となるように上アーム２３の先端部２６に接続されている。すなわち多関節アーム１３は、軸線Ａｘ５まわりに手首部２４を揺動可能とする関節３５を有する。
【００２０】
先端部１２は、手首部２４の中心に沿う軸線Ａｘ６まわりに旋回可能となるように、手首部２４の先端部に接続されている。すなわち多関節アーム１３は、軸線Ａｘ６まわりに先端部１２を旋回可能とする関節３６を有する。
【００２１】
モータ４１，４２，４３，４４，４５，４６は、電力の供給に応じて多関節アーム１３の複数の可動部をそれぞれ駆動する。例えばモータ４１は、軸線Ａｘ１まわりに旋回部２１を旋回させ、モータ４２は軸線Ａｘ２まわりに下アーム２２を揺動させ、モータ４３は軸線Ａｘ３まわりに上アーム２３を揺動させ、モータ４４は軸線Ａｘ４まわりに上アーム２３の先端部２６を旋回させ、モータ４５は軸線Ａｘ５まわりに手首部２４を揺動させ、モータ４６は軸線Ａｘ６まわりに先端部１２を旋回させる。すなわちモータ４１〜４６は、関節３１〜３６をそれぞれ駆動する。
【００２２】
塗装ツール１４は、先端部１２に装着されており、ワークに塗料を吐出する。塗装ツール１４には、不図示の送液管等（不図示）が接続され、当該送液管を通って塗料が塗装ツール１４に圧送される。
【００２３】
外殻５０は、発火源となり得るモータ４１，４２，４３，４４，４５，４６等を覆い、モータ４１，４２，４３，４４，４５，４６等の収容空間５１と、その外部空間とを隔離する。
【００２４】
なお、上述したロボット２の構成はあくまで一例である。ロボット２は、基部１１に対する先端部１２の位置及び姿勢を調節し得る限りいかに構成されていてもよい。例えばロボット２は、上記６軸の垂直多関節ロボットに冗長軸を追加した７軸のロボットであってもよい。また、ロボット２は所謂スカラー型のロボットであってもよい。
【００２５】
（内圧調節システム）
内圧調節システム３は、ロボット２の収容空間５１（内部空間）に不燃性ガスを供給することで、収容空間５１内の圧力を収容空間５１外の圧力よりも高く保つ。内圧調節システム３は、ロボット２の稼働期間中に収容空間５１内の圧力を収容空間５１外の圧力よりも高く保つ通常動作と、ロボット２の稼働前、例えばシステム起動後に収容空間５１内のガスを不燃性ガスに置換する掃気動作とを行うように構成されている。例えば内圧調節システム３は、給気部１００と、給気圧力変更部２００と、排気部３００と、開閉部４００と、内圧コントローラ５００とを備える。
【００２６】
給気部１００は、不燃性ガスをロボット２の収容空間５１に供給する。例えば給気部１００は、第１給気部１１０と、第２給気部１２０と、接続管１３０とを有する。
【００２７】
第１給気部１１０は、通常動作用（ロボット２の稼働時用）に予め設定された常用圧力で不燃性ガスを供給する。例えば第１給気部１１０は、第１給気管１１１と、第１減圧弁１１２とを含む。第１給気管１１１は、不燃性ガスの給気源１４０に接続され、給気源１４０側からロボット２側に不燃性ガスを導く。第１減圧弁１１２は第１給気管１１１に設けられており、不燃性ガスの流路の開度を調節することでロボット２側の圧力を上記常用圧力の近傍に保つ。第１減圧弁１１２は、非電動のレギュレータであり、弁体１１４と、調圧ばね等の反発体１１３とを含む。弁体１１４は、ロボット２側の圧力に応じて不燃性ガスの流路の開度を変更する。反発体１１３は、ロボット２側の圧力を上記常用圧力の近傍に保つように予め調節された反発力を弁体１１４に付与する。
【００２８】
第２給気部１２０は、掃気動作用に予め設定された掃気圧力で不燃性ガスを供給する。掃気圧力は、上記常用圧力よりも高く設定されている。例えば第２給気部１２０は、第２給気管１２１と、第２減圧弁１２２とを含む。第２給気管１２１は、給気源１４０に接続され、給気源１４０側からロボット２側に不燃性ガスを導く。第２減圧弁１２２は第２給気管１２１に設けられており、不燃性ガスの流路の開度を調節することでロボット２側の圧力を上記掃気圧力の近傍に保つ。第２減圧弁１２２は、非電動のレギュレータであり、弁体１２４と、調圧ばね等の反発体１２３とを含む。弁体１２４は、ロボット２側の圧力に応じて不燃性ガスの流路の開度を変更する。反発体１２３は、ロボット２側の圧力を上記掃気圧力の近傍に保つように予め調節された反発力を弁体１２４に付与する。
【００２９】
接続管１３０は、第１給気部１１０及び第２給気部１２０とロボット２との間に介在し、不燃性ガスを収容空間５１に送る。
【００３０】
給気圧力変更部２００は、給気部１００による不燃性ガスの給気圧力を変更する。例えば給気圧力変更部２００は、上記常用圧力と掃気圧力との間で給気圧力を変更する。一例として、給気圧力変更部２００は、切替弁２１０と、加圧管２２０と、駆動弁２３０とを有する。
【００３１】
切替弁２１０は、第１給気部１１０により収容空間５１に不燃性ガスを供給する第１給気状態と、第２給気部１２０により収容空間５１に不燃性ガスを供給する第２給気状態とを切り替える。例えば切替弁２１０は、非電動でガス圧により駆動されるガス圧駆動型であり、第１給気状態では第２給気管１２１と接続管１３０との間を遮断して第１給気管１１１と接続管１３０とを接続し、第２給気状態では第１給気管１１１と接続管１３０との間を遮断して第２給気管１２１と接続管１３０とを接続する。
【００３２】
一例として、切替弁２１０は、ポート２１１，２１２，２１３と、弁体２１４と、加圧部２１５と、反発体２１６とを含む。ポート２１１は第１給気管１１１に接続され、ポート２１２は第２給気管１２１に接続され、ポート２１３は接続管１３０に接続されている。弁体２１４は、ポート２１２とポート２１３との間を遮断してポート２１１とポート２１３とを接続する第１位置と、ポート２１１とポート２１３との間を遮断してポート２１２とポート２１３とを接続する第２位置との間で移動する。加圧部２１５は、駆動用のガス圧に応じて第１位置側から第２位置側に向かう駆動力を弁体２１４に付与する。反発体２１６は、ばね又は圧縮ガスによって、第２位置側から第１位置側に向かう反発力を弁体２１４に付与する。
【００３３】
加圧管２２０は、上記駆動用のガス圧を加圧部２１５に伝達する。駆動弁２３０は、上記駆動用のガス圧を変更することで、弁体２１４が第２位置にある状態（以下、「駆動状態」という。）と、弁体２１４が第１位置にある状態（以下、「非駆動状態」という。）とを切り替える。例えば駆動弁２３０は、防爆型の電磁弁であり、駆動状態では給気源１４０と加圧管２２０とを接続し、非駆動状態では加圧管２２０を外部に開放する。一例として、駆動弁２３０は、ポート２３１，２３２，２３６と、弁体２３３と、ソレノイド２３４と、電流制限回路２３５とを含む。
【００３４】
ポート２３１は給気源１４０に接続され、ポート２３２は加圧管２２０に接続され、ポート２３６は開放されている。弁体２３３は、ポート２３２をポート２３６から遮断してポート２３１に接続する駆動位置と、ポート２３２をポート２３１から遮断してポート２３６に接続する非駆動位置との間で移動する。ソレノイド２３４は、駆動用の電流に応じて弁体２３３を移動させる。電流制限回路２３５は、上記駆動用の電流を防爆用の上限値に制限する。なお、給気圧力変更部２００の構成はあくまで一例であり、常用圧力と掃気圧力との間で給気圧力を変更し得る限りにおいて適宜変更可能である。例えば給気圧力変更部２００は、必ずしも切替弁２１０と駆動弁２３０とに分かれていなくてもよく、一つの電磁弁により構成されていてもよい。
【００３５】
また、給気圧力変更部２００は、一系統の給気管の開度を弁により調節することで、給気圧力を変更するように構成されていてもよい。この場合、給気部１００が第１給気部１１０及び第２給気部１２０を有する必要はなく、給気部１００は給気源１４０と給気圧力変更部２００との間に少なくとも一系統の給気管を有していればよい。
【００３６】
排気部３００は、収容空間５１からガスを排出する。例えば排気部３００は、排気管３１０と、圧力スイッチ３２０，３３０と、フロースイッチ３４０とを有する。排気管３１０は、収容空間５１内から収容空間５１外にガスを導く。
【００３７】
圧力スイッチ３２０，３３０は、排気管３１０内の圧力に応じ、非電動の駆動機構によってオン・オフを切り替える。例えば圧力スイッチ３２０は、排気管３１０内の圧力が第１閾値を超えている場合にオン状態となり、排気管３１０内の圧力が第１閾値を下回っている場合にオフ状態となるようにオン・オフを切り替える。第１閾値は、例えば通常動作用に予め設定された下限値である。圧力スイッチ３３０は、排気管３１０内の圧力が第２閾値を超えている場合にオン状態となり、排気管３１０内の圧力が第２閾値を下回っている場合にオフ状態となるようにオン・オフを切り替える。第２閾値は、例えば掃気動作用に予め設定された下限値であり、第１閾値よりも大きい。
【００３８】
フロースイッチ３４０は、排気管３１０内のガス流量に応じ、非電動の駆動機構によってオン・オフを切り替える。例えばフロースイッチ３４０は、排気管３１０内のガス流量が第３閾値を超えている場合にオン状態となり、排気管３１０内のガス流量が第３閾値を下回っている場合にオフ状態となるようにオン・オフを切り替える。第３閾値は、例えば掃気動作時におけるガス流量以下となるように予め設定されている。
【００３９】
開閉部４００は、給気部１００による給気圧力の上昇に応じて排気部３００を開き、給気部１００による給気圧力の低下に応じて排気部３００を閉じるように、給気部１００による給気圧力に応じて排気部３００の開閉を切り替える。例えば開閉部４００は、給気圧力が掃気圧力以上である場合に排気部３００が開いた状態となり、給気圧力が常用圧力以下である場合に排気部３００が閉じた状態となるように排気部３００の開閉を切り替える。一例として、開閉部４００は、開閉弁４１０と加圧管４２０とを有する。
【００４０】
開閉弁４１０は、非電動でガス圧により駆動されるガス圧駆動型であり、給気部１００による給気圧力に応じて排気部３００の開閉を切り替える。例えば開閉弁４１０は、排気管３１０の端部に設けられており、給気圧力が掃気圧力以上である場合に排気管３１０の端部が開いた状態となり、給気圧力が常用圧力以下である場合に排気管３１０の端部が閉じた状態となるように開閉を切り替える。一例として、開閉弁４１０は、ポート４１１，４１２と、弁体４１３と、加圧部４１４と、反発体４１５とを含む。
【００４１】
ポート４１１は排気管３１０の端部に接続され、ポート４１２は開放されている。弁体４１３は、ポート４１１とポート４１２とを遮断する閉位置と、ポート４１１とポート４１２とを接続する開位置との間で移動する。加圧部４１４は、給気部１００による給気圧力に応じて閉位置側から開位置側に向かう駆動力を弁体４１３に付与する。
【００４２】
反発体４１５は、ばね又は圧縮ガスによって、開位置側から閉位置側に向かう反発力を弁体４１３に付与する。反発体４１５による反発力は、常用圧力に応じて加圧部４１４が弁体４１３に付与する駆動力よりも大きく、掃気圧力に応じて加圧部４１４が弁体４１３に付与する駆動力よりも小さい値に設定されている。このため、給気部１００による給気圧力が常用圧力である場合には弁体４１３が閉位置に配置され、給気部１００による給気圧力が掃気圧力である場合には弁体４１３が開位置に配置される。従って、通常動作においては排気部３００が閉じられ、掃気動作においては排気部３００が開かれる。また、通常動作において収容空間５１の圧力が異常上昇した場合も、収容空間５１の圧力が掃気圧力に達するのに応じて排気部３００が開かれる。これにより、収容空間５１の圧力が過大となることが抑制される。
【００４３】
加圧管４２０は、接続管１３０から分岐して開閉弁４１０に接続され、給気部１００による給気圧力を加圧部４１４に伝達する。
【００４４】
内圧コントローラ５００は、給気部１００から収容空間５１への給気圧力を変更するように給気圧力変更部２００を制御することと、排気部３００におけるガス流量に基づいて、収容空間５１の圧力異常を検知することと、を実行するように構成されている。例えば内圧コントローラ５００は、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、給気圧力変更部５１１と、異常検知部５１２と、異常報知部５１３と、スイッチ状態監視部５１４とを有する。
【００４５】
給気圧力変更部５１１は、内圧調節システム３に掃気動作及び通常動作を順次行わせるように、給気部１００から収容空間５１への給気圧力を変更する。スイッチ状態監視部５１４は、圧力スイッチ３２０，３３０及びフロースイッチ３４０の状態を監視する。
【００４６】
異常検知部５１２は、排気管３１０のガス流量に基づいて、収容空間５１の圧力異常を検知する。例えば異常検知部５１２は、通常動作中にフロースイッチ３４０がオン状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出するのに応じて収容空間５１の圧力異常を検知する。また、異常検知部５１２は、掃気動作中にフロースイッチ３４０がオフ状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出するのに応じて収容空間５１の圧力異常を検知してもよい。
【００４７】
異常検知部５１２は、排気管３１０の内圧に更に基づいて収容空間５１の圧力異常を検知してもよい。例えば異常検知部５１２は、通常動作中に圧力スイッチ３２０がオフ状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出するのに応じて収容空間５１の圧力異常を検知する。また、異常検知部５１２は、掃気動作中に圧力スイッチ３３０がオフ状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出するのに応じて収容空間５１の圧力異常を検知してもよい。
【００４８】
異常報知部５１３は、異常検知部５１２により異常が検知されたことを管理者に報知する。例えば異常報知部５１３は、警告灯又はモニタ等の表示デバイスにより異常を報知する。異常報知部５１３は、ブザー等の音響デバイスにより異常を報知してもよい。
【００４９】
図２は、内圧コントローラ５００のハードウェア構成を例示するブロック図である。図２に示すように、内圧コントローラ５００は、回路５２０を含む。回路５２０は、一つ又は複数のプロセッサ５２１と、メモリ５２２と、ストレージ５２３と、タイマ５２４と、入出力ポート５２５と、表示デバイス５２６とを含む。ストレージ５２３は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ５２３は、給気部１００から収容空間５１への給気圧力を変更するように給気圧力変更部２００を制御することと、排気部３００におけるガス流量に基づいて、収容空間５１の圧力異常を検知することと、を内圧コントローラ５００に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ５２３は、上述した内圧コントローラ５００の機能モジュールを構成するためのプログラムを記憶している。
【００５０】
メモリ５２２は、ストレージ５２３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ５２１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ５２１は、メモリ５２２と協働して上記プログラムを実行することで、内圧コントローラ５００の各機能モジュールを構成する。タイマ５２４は、プロセッサ５２１からの指令により所定周期のクロックパルスをカウントして経過時間を計測する。入出力ポート５２５は、プロセッサ５２１からの指令に従って、駆動弁２３０、圧力スイッチ３２０，３３０及びフロースイッチ３４０との間で電気信号の入出力を行う。表示デバイス５２６は、例えば液晶モニタ及び警告ランプ等を含み、ユーザに対する情報表示に用いられる。
【００５１】
内圧コントローラ５００は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。例えば内圧コントローラ５００は、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）により少なくとも一部の機能を構成してもよい。
【００５２】
〔内圧調節方法〕
続いて、内圧調節方法の一例として、内圧コントローラ５００が実行する内圧調節手順を説明する。この手順は、給気部１００から収容空間５１への給気圧力を変更することと、排気部３００におけるガス流量に基づいて、収容空間５１の圧力異常を検知することと、を含む。
【００５３】
図３は、給気圧力の変更を含む手順の一例として、掃気手順を例示するフローチャートである。図３に示すように、内圧コントローラ５００は、まずステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、給気圧力変更部５１１が、給気部１００から収容空間５１への給気圧力を常用圧力から掃気圧力に切り替えるように給気圧力変更部２００を制御する。例えば給気圧力変更部５１１は、ソレノイド２３４への供給電流を変更して駆動弁２３０を上記非駆動状態から上記駆動状態に切り替える。これに応じ、切替弁２１０が上記第１給気状態を上記第２給気状態に切り替える。これにより、掃気圧力での収容空間５１への給気が開始される。給気圧力が掃気圧力に切り替わると、開閉弁４１０により排気部３００が開かれるので、収容空間５１内から収容空間５１外への排気も開始される。
【００５４】
次に、内圧コントローラ５００は、ステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０の両方がオン状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出したか否かを給気圧力変更部５１１が確認する。
【００５５】
ステップＳ０２において、圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０の両方がオン状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出していないと判定した場合、内圧コントローラ５００はステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、スイッチ状態監視部５１４が、ステップＳ０１の実行から所定時間が経過したか否かを確認する。ステップＳ０３において、ステップＳ０１の実行から所定時間が経過していないと判定した場合、内圧コントローラ５００は処理をステップＳ０２に戻す。以後、圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０の両方がオン状態となるか、ステップＳ０１の実行から所定時間が経過するまで、内圧コントローラ５００はステップＳ０２，Ｓ０３の実行を繰り返す。
【００５６】
ステップＳ０２において圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０の両方がオン状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出したと判定した場合、内圧コントローラ５００はステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、スイッチ状態監視部５１４が、圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０の両方がオン状態を維持していることをスイッチ状態監視部５１４が検出したか否かを確認する。
【００５７】
ステップＳ０４において、圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０の両方がオン状態を維持していることをスイッチ状態監視部５１４が検出したと判定した場合、内圧コントローラはステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、スイッチ状態監視部５１４が、ステップＳ０２において圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０のオン状態への切り替わりが検知されてから所定時間が経過したか否かを確認する。
【００５８】
ステップＳ０５において上記所定時間が経過していないと判定した場合、内圧コントローラ５００は処理をステップＳ０４に戻す。以後、ステップＳ０５において所定時間が経過したと判定されるまで、圧力スイッチ３３０及びフロースイッチ３４０の確認を継続する。
【００５９】
ステップＳ０５において所定時間が経過したと判定した場合、内圧コントローラ５００はステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、給気圧力変更部５１１が、給気部１００から収容空間５１への給気圧力を掃気圧力から常用圧力に切り替えるように給気圧力変更部２００を制御する。例えば給気圧力変更部５１１は、ソレノイド２３４への供給電流を変更して駆動弁２３０を上記駆動状態から上記非駆動状態に切り替える。これに応じ、切替弁２１０が上記第２給気状態を上記第１給気状態に切り替える。これにより、常用圧力での収容空間５１への給気が開始される。給気圧力が常用圧力に切り替わると、開閉弁４１０により排気部３００が閉じられるので、収容空間５１内から収容空間５１外への排気は停止される。以上で掃気手順が完了する。以後、内圧調節システム３は通常動作を行う。
【００６０】
ステップＳ０３においてステップＳ０１の実行から所定時間が経過したと判定した場合、又はステップＳ０４においてフロースイッチ３４０及び圧力スイッチ３３０の両方がオン状態となっていることをスイッチ状態監視部５１４が検出していないと判定した場合、内圧コントローラ５００はステップＳ０７，Ｓ０８を実行する。ステップＳ０７では異常検知部５１２が収容空間５１の圧力異常を検知する。ステップＳ０８では、異常報知部５１３が収容空間５１の圧力異常を報知する。これにより、掃気手順が中止される。
【００６１】
図４は、通常動作における収容空間５１の圧力異常の検知手順を例示するフローチャートである。図４に示すように、内圧コントローラ５００は、まずステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、フロースイッチ３４０がオン状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出しているか否かを異常検知部５１２が確認する。
【００６２】
ステップＳ１１においてフロースイッチ３４０がオン状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出していないと判定した場合、内圧コントローラ５００はステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、圧力スイッチ３２０がオフ状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出しているか否かを異常検知部５１２が確認する。
【００６３】
ステップＳ１２において圧力スイッチ３２０がオフ状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出していないと判定した場合、内圧コントローラ５００は処理をステップＳ１１に戻す。以後、フロースイッチ３４０がオン状態となるか、圧力スイッチ３２０がオフ状態となるまで、フロースイッチ３４０及び圧力スイッチ３２０の状態確認が繰り返される。
【００６４】
ステップＳ１１においてフロースイッチ３４０がオン状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出していると判定した場合、又はステップＳ１２において圧力スイッチ３２０がオフ状態となったことをスイッチ状態監視部５１４が検出していると判定した場合、内圧コントローラ５００はステップＳ１３，Ｓ１４を実行する。ステップＳ１３では異常検知部５１２が収容空間５１の圧力異常を検知する。ステップＳ１４では、異常報知部５１３が収容空間５１の圧力異常を報知する。以上で圧力異常の検知手順が完了する。なお、ステップＳ１１におけるフロースイッチ３４０の状態確認と、ステップＳ１２における圧力スイッチ３２０の状態確認との順序は入れ替え可能である。
【００６５】
なお、上述した異常検知手順は、内圧調節システム３とは開閉部４００の構成が異なるシステムにも適用可能である。図５に示す内圧調節システム３Ａは、内圧調節システム３に比較して、開閉部４００の加圧管４２０の配管経路が異なっている。内圧調節システム３Ａの加圧管４２０は、加圧管２２０から分岐して開閉弁４１０に接続されている。この構成によっても、駆動弁２３０が駆動状態となるのに応じて給気源１４０からの給気圧力が開閉弁４１０の加圧部４１４に伝達され、排気部３００が開かれるので、掃気動作中の排気が可能となる。
【００６６】
ただし、通常動作において収容空間５１の圧力が異常上昇した場合には、収容空間５１の圧力が掃気圧力に達しても排気部３００が開かれない。このため、内圧調節システム３Ａの排気部３００は圧力調節弁３５０を更に有している。圧力調節弁３５０は、排気管３１０に接続されており、排気管３１０の圧力が第４閾値を超えるのに応じて排気管３１０内のガスを排気管３１０外に導出する。これにより、収容空間５１の圧力が過大となることが抑制される。
【００６７】
図６に示す内圧調節システム３Ｂは、内圧調節システム３Ａの更なる変形例である。内圧調節システム３Ｂでは、排気部３００が圧力調節弁３５０を有するのに代えて、開閉部４００が圧力調節弁４３０を有している。圧力調節弁４３０も圧力調節弁３５０と同様に、排気管３１０の圧力が第４閾値を超えるのに応じて排気管３１０内のガスを排気管３１０外に導出する。
【００６８】
内圧調節システム３Ｂの開閉弁４１０は、ポート４１１，４１２に加えポート４１６を更に含んでいる。ポート４１６は圧力調節弁４３０に接続されており、加圧部４１４が上記閉位置にあるときにポート４１１に接続され、加圧部４１４が上記開位置にあるときにはポート４１１から遮断される。このため、通常動作においては排気管３１０の圧力が圧力調節弁４３０に伝えられる。一方、掃気動作においては圧力調節弁４３０が排気管３１０から切り離される。
【００６９】
内圧調節システム３Ａ，３Ｂのいずれにおいても、収容空間５１の圧力が異常上昇した場合に排気管３１０内のガスが排気管３１０外に導出されるので、排気管３１０内のガス流量が上昇してフロースイッチ３４０がオン状態となる。このため、内圧調節システム３Ａ，３Ｂのいずれにも、上述したフロースイッチ３４０による異常検知手順を適用することが可能である。
【００７０】
〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、内圧調節システム３は、不燃性ガスをロボット２の収容空間５１に供給する給気部１００と、給気部１００による不燃性ガスの給気圧力を変更する給気圧力変更部２００と、収容空間５１からガスを排出する排気部３００と、給気圧力の上昇に応じて排気部３００を開き、給気圧力の低下に応じて排気部３００を閉じるように、給気圧力に応じて排気部３００の開閉を切り替えるガス圧駆動型の開閉弁４１０と、を備える。
【００７１】
不燃性ガスによりロボットの内圧を調節するシステムにおいては、ロボット内の給気状態に応じて排気部を開閉することが必要となる場合がある。例えば、ロボット内のガスを不燃性ガスに置換する掃気中には、排気部を開いてロボット内のガスを排出することが必要である。一方、少量の不燃性ガスの給気継続によってロボット内を高圧に保つ常用給気中には、排気部を閉じることが必要である。また、常用給気中であっても、ロボット内の圧力が異常上昇した場合には、排気部を開くことが必要である。本内圧調節システム３によれば、給気部１００による給気経路にガス圧駆動型の開閉弁４１０を接続した簡素な構造によって、給気状態に応じて排気部３００を開閉することと、ロボット２内の圧力の異常上昇に応じて排気部３００を開くこととの両方を行うことができる。従って、構造の簡素化に有効である。
【００７２】
給気圧力変更部２００は、ロボット２の稼働時用の常用圧力と、常用圧力より高い掃気圧力との間で給気圧力を変更し、開閉弁４１０は、給気圧力が掃気圧力以上である場合に排気部３００が開いた状態となり、給気圧力が常用圧力以下である場合に排気部３００が閉じた状態となるように排気部３００の開閉を切り替えてもよい。この場合、開閉弁４１０によって、掃気中には排気部３００を開き、常用給気中には排気部３００を閉じることができる。
【００７３】
給気部１００は、常用圧力で不燃性ガスを供給する第１給気部１１０と、掃気圧力で不燃性ガスを供給する第２給気部１２０とを有し、給気圧力変更部２００は、第１給気部１１０により収容空間５１に不燃性ガスを供給する第１給気状態と、第２給気部１２０により収容空間５１に不燃性ガスを供給する第２給気状態とを切り替える切替弁２１０とを有していてもよい。この場合、給気圧力変更部の構造の簡素化が可能である。
【００７４】
切替弁２１０はガス圧駆動型であり、給気圧力変更部２００は、切替弁２１０の駆動用のガス圧を変更する駆動弁２３０を更に有していてもよい。この場合、防爆が求められる作業空間にロボット２が配置される場合であっても、少なくともガス圧駆動型である切替弁２１０も同じ作業空間に配置することができる。これにより、切替弁２１０からロボット２までの流路長（以下、「給気流路長」という。）を短縮することができる。従って、構造の簡素化に更に有効である。なお、上記掃気中における排気部３００の開放は、掃気圧力での給気に応じてロボット２内の圧力が十分に上昇したタイミングで開始されることが望ましい。給気流路長の短縮によれば、給気圧力の上昇と、ロボット２内の圧力上昇とのタイムラグが低減される。このため、給気流路長の短縮は、掃気中における排気部３００の開放開始タイミングの適正化にも有効である。
【００７５】
駆動弁２３０は防爆型の電磁弁であってもよい。この場合、駆動弁２３０も上記作業空間に配置することができる。従って、構造の簡素化に更に有効である。
【００７６】
内圧調節システム３は、排気部３００のガス流量に基づいて、収容空間５１の圧力異常を検知する異常検知部５１２を更に備えていてもよい。この場合、排気流路にガス流量計を配置する簡素な構造によって、ロボット２内の圧力異常を検知することができる。
【００７７】
異常検知部５１２は、排気部３００の内圧に更に基づいて収容空間５１の圧力異常を検知してもよい。この場合、排気流路の内圧に更に基づくことで、ロボット２内の圧力異常をより的確に検知することができる。
【００７８】
以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１…ロボットシステム、２…ロボット、３，３Ａ，３Ｂ…内圧調節システム、５１…収容空間（内部空間）、１００…給気部、１１０…第１給気部、１２０…第２給気部、２００…給気圧力変更部、２１０…切替弁、２３０…駆動弁、３００…排気部、４１０…開閉弁、５１２…異常検知部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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