(57)【要約】  本発明は、産業用ロボットまたはマニピュレータを有するロボット・アプリケイション１，３０１に電力を供給するためのパワーサプライ・システムに係る。このロボット・アプリケイションは、ロボット・アプリケイションのコントロールのための無線通信部品２０，２１を有している。このパワーサプライ・システムは、一次側パワーサプライ部品１０及び二次側パワーサプライ部品１２を有している。二次側パワーサプライ部品１２は、二つまたはそれ以上の系統の電力３１，３２を供給するように構成されたロジック部品１６を有しており、それらの供給される電力３２の内の少なくとも一つは、独立してコントロール可能である。このようにして、停止信号を受けたとき、センサー２または情報処理デバイスへの電力の供給を維持したまま、例えばアクチュエータ４のような機能部品への電力の供給を遮断することが可能である。本発明の他のアスペクトにおいて、上記の方法を実施するための方法及びコンピュータ・プログラムが説明される。
2007513793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット・アプリケイション（１，３０１）に電力を供給するためのパワーサプライ・システムであって、このロボット・アプリケイションは、当該ロボット・アプリケイションのコントロールのための無線通信部品（２０，２１）を有しており、下記特徴を有している：
前記パワーサプライ・システム（１０，１２）は、パワーサプライ部品（１２）を有し、このパワーサプライ部品（１２）は、二つまたはそれ以上の系統の電力（３１，３２）を供給するように構成されたロジック部品（１６）を有しており、それらの供給される電力（３２）の内の少なくとも一つは、独立してコントロール可能である。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載のパワーサプライ・システム：
前記パワーサプライ・システム（１０，１２）は、一次側ユニット（１０）及び二次側ユニット（１２）を有している。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項２に記載のパワーサプライ・システム：
前記一次側ユニット（１０）は、前記供給される電力（２９）に乗せて伝達するために、信号（２９ａ）を符号化するための部品（１５）を有している。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項３に記載のパワーサプライ・システム：
一次側ユニットの部品（１５）によって行われる前記符号化は、高周波変調（２９ａ）である。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項３に記載のパワーサプライ・システム：
前記パワーサプライ・システムの二次側ユニット（１２）は、ロジック部品（１６）を有し、このロジック部品を用いて、前記供給される電力に乗せて伝送された信号（２９ａ）が複号される。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項２に記載のパワーサプライ・システム：
前記二次側ユニット（１２）は、前記ロジック部品（１６）の中にインプット部品を有しており、このインプット部品が、無線通信ユニット（１２，３２１）により受信された確認停止信号を受信する。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のパワーサプライ・システム：
前記パワーサプライ・システムは、前記ロボット・アプリケイション（１）に電力を伝達するための非接触式電力伝送部品（１１，３１１）を有している。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項７に記載のパワーサプライ・システム：
前記非接触式電力伝送部品（１１，３１１）は、電気誘導デバイスを有している。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項７に記載のパワーサプライ・システム：
前記非接触式電力伝送部品（１１，３１１）は、磁気誘導のためのデバイスを有している。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のパワーサプライ・システム：
前記電力サプライ（１０，１２）への電力は、下記のリストの中のいずれかのプロセスにより、少なくともその一部が供給される電力を有している：
ＤＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＡＣ、ＡＣ／ＤＣまたはＡＣ／ＡＣ。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のパワーサプライ・システム：
伝導部品が、前記一次側パワーサプライ部品（１０）と前記二次側パワーサプライ部品（１２）の間に配置されており、この伝導部品は、下記のリストの中のいずれかである：
ワイヤ、ケーブル、バスバー、コミュテータ、スリップ・リング、ブラシ。
【請求項１２】
ロボット・アプリケイション（１）に電力を供給するための方法であって：
このロボット・アプリケイションは、当該ロボット・アプリケイションのコントロールのための無線通信部品（２０，２１）を有しており、
この方法は、下記特徴を備えている：
−  前記ロボット・アプリケイションに電力（２９）を供給し、一次側パワーサプライ部品（１０）のロジック部品（１５）で停止信号を受け取る；
−  前記一次側パワーサプライ部品（１０）の中で停止信号（２９ａ）を発生させる（５６）；
−  この停止信号を、ツール側の二次側パワーサプライ部品（１２）に伝達する；
−  前記二次側パワーサプライ部品（１２）の少なくとも一つの電力（３２）の供給を遮断する。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電力供給方法：
前記一次側パワーサプライ部品（１０）から伝送される停止信号を、供給される電力（２９）の中に組み入れる。
【請求項１４】
下記特徴を有する請求項１３に記載の電力供給方法：
前記停止信号を、交流電流の信号のオーバーレイ（２９ａ）として、前記供給される電力（２９）の中に組み入れる。
【請求項１５】
下記特徴を有する請求項１３に記載の電力供給方法：
前記停止信号を、電流または電圧の変調として、前記供給される電力の中に組み入れる。
【請求項１６】
下記特徴を有する請求項１４または１５に記載の電力供給方法：
前記停止信号を、オーバーレイまたは変調の中の予め定められた空白期間として、符号化する。
【請求項１７】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電力供給方法：
前記空白期間の間の変動する電流（２９）を分析して（６５）、前記停止信号を検知する。
【請求項１８】
下記特徴を有する請求項１７に記載の電力供給方法：
前記空白期間の間の変動する電流（２９）を、アナログ／デジタル変換プロセスによって分析する（６５）。
【請求項１９】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電力供給方法：
通信パターンのための、前記変動する供給電力（２９）を分析して、前記停止信号を検知する。
【請求項２０】
下記特徴を有する請求項１９に記載の電力供給方法：
前記通信パターンを、統計学的方法、ベイシアン（Baysian）統計学的方法、ニューラル・ネットワーク分析方法からなるリストの内のいずれかによって分析する。
【請求項２１】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電力供給方法：
確認停止信号を、前記二次側パワーサプライ部品（１２）に、前記無線通信チャネル（２３）を介して送信する。
【請求項２２】
下記特徴を有する請求項２１に記載の電力供給方法：
確認停止信号を、前記二次側パワーサプライ部品（１２）の部品（１６）の中で、前記無線通信チャネル（２３）を介して受け取り（８３）、停止信号を発信して（８５）、供給される電力（３２）を遮断する。
【請求項２３】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電力供給方法：
前記コントロール・システムの中で、開始または再開信号の確認（６９）を、受取り側のパワーサプライ部品（１２）に伝達するために、発生させる（５６）。
【請求項２４】
下記特徴を有する請求項２３に記載の電力供給方法：
前記開始または再開信号の確認（６９）を、無線通信チャネル（２３）によって伝達する。
【請求項２５】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電力供給方法：
−  開始または再開信号を受け取る；
−  前記開始または再開信号の確認を受け取る；
−  前記開始または再開信号を発信する。
【請求項２６】
下記特徴を有する請求項１２に記載の電力供給方法：
二次側パワーサプライ部品（１２）及び前記二次側の無線受信機（２１，３２１）からのアウトプットを、前記二次側パワーサプライ部品（１２）の機能部品、またはＥＳロジック・ユニット（１６）によって、モニターする；
それら二つの信号を比較する；
それを、無線通信の整合性についてチェックする。
【請求項２７】
下記特徴を有する請求項２４に記載の電力供給方法：
通信の中に異常または相違が検知された場合に、異常信号を前記コントロール・システム（２５，３２５）に送信する（９７）、ここで、この異常信号は、異常のタイプに関する情報を含むことができる。
【請求項２８】
下記特徴を有する請求項２１から２７のいずれか１項に記載の電力供給方法：
前記無線通信（２３）を、広域スペクトラム技術による有効な干渉抑制手段を備えた、ＩＳＭバンド内の広域スペクトラム無線プロトコルを使用して伝達する。
【請求項２９】
コンピュータ・プログラムであって、
請求項１２から２８のステップの内のいずれかを、コンピュータまたはプロセッサに実施させるためのコンピュータ・コード手段および／またはソフトウエア・コード・ポーションを有するコンピュータ・プログラム。
【請求項３０】
コンピュータ・プログラム製品であって、
請求項２９に基づくコンピュータ・プログラムを有し、一つまたはそれ以上のコンピュータで読込み可能なメディアに収納されたコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３１】
ロボット・アプリケイション（１）に電力を供給するためのコンピュータ・データ信号であって、
搬送波（２９）の中に組み入れられ、且つ、前記ロボット・アプリケイション（１）へ供給される電力（３２）の遮断のための停止信号を有する、コンピュータ・データ信号。
【請求項３２】
ロボット・アプリケイション（１）に電力を供給するためのコンピュータ・データ信号であって、
搬送波（２３，２８，２８’）の中に組み入れられ、且つ、前記ロボット・アプリケイション（１）へ供給される電力（３２）の復旧のための開始または再開（９５，１０５）を有する、コンピュータ・データ信号。
【請求項３３】
ロボットまたはオートメイション・アプリケイション（１）を運転するための、請求項１から１１のいずれかに記載のパワーサプライ・システムの使用であって、
産業用または商業用設備または作業場の中での使用。
【請求項３４】
ロボットまたはオートメイション・アプリケイション（１）を運転するための、請求項１から１１のいずれかに記載のパワーサプライ・システムの使用であって、産業用または商業用設備の中で、下記のリストの中のいずれかの操作を実施するための使用：
塗装、溶接、ハンダ付け、リベット止め、接着、板の折り曲げ、板の曲げ、板の縁付け、フェットリング、切断、レーザ切断、対象物の把持、対象物の操作、積み重ね、拾上げ及び配置。
【請求項３５】
ロボットまたはオートメイション・アプリケイション（１）を運転するための、請求項１から１１のいずれかに記載のパワーサプライ・システムの使用であって、発電、伝達および／または配置ための設備の中で、例えば、下記のリストの中のいずれかを実施するための使用：
スイッチング、回路切離し、隔離、トランスの操作、タップ・チェンジャーの操作、保護デバイスの操作。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボット及び産業用ロボットの使用に関する。本発明は、アクチュエータ及びセンサーを有する、ロボットによる高度に自動化された製造アプリケイションのためのパワーサプライ・システムに係る。本発明は、ロボットによるオートメイション・アプリケイションの中で使用するための電力の供給方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
多くの異なるタイプのツールが、ロボットで実施される作業の中で使用するために存在する。これらのツール及びアプリケイションは、マニピュレータまたはロボットの最後の軸（例えば、ロボット・アームのリスト）に装着される。理想的には、ツールは無制限の自由度（例えば、制約無しに回転可能であること）を有していることが好ましい。一部のツールは、シンプルで、例えば、圧縮空気のみを供給すれば良い。一部のツールは、より複雑な構造を備え、ロボット・コントロール・ユニットとツールの間で、例えば、圧縮空気、冷却媒体、電力、並びにコントロール信号のような、プロセス・メディアを必要とする。
【０００３】
通常、これらの全てのメディア、電力及びコントロール配線は、一つのプロセス・ケーブルの中にまとめられ、それらは、フレキシブル・チューブの中に束ねられることもある。これを、ロボットの外側に、且つ、ツールを保持するロボット・アームの外側に配置することができる。それに代わって、これを（少なくともその一部を）、ロボット・アームの内側に配置することもできる。高価な、高度にフレキシブルなワイヤが使用される。しかしながら、ロボット・アームの外側または内側のいずれに配置したとしても、ケーブルの複雑な捩れ及び繰返しの曲げのために、ケーブルの個々の部分が、頻繁に磨耗し、または一方または他方に偏り始める。しばしば、ケーブルの全体を交換しなければならなくなる。
【０００４】
電力および／または通信を伝達するための他の技術は、電気機械式のスリップ・リングの使用を含んでいる。その場合、信号及び電力を高い精度で供給するため、通常、複数のスリップ・リングが使用され、恐らく最大１〜２年のサービス寿命を実現するため、高価な貴重な材料が使用される。
【０００５】
ロボットによる高度に自動化された製造アプリケイション（例えば自動車製造）における重要な安全上のクライテリアは、アクチュエータのために設けられる独立したパワーサプライ・ラインである。非常時において、アクチュエータへの独立したパワーサプライが遮断される。この独立したパワーサプライの目的は、非常時に、センサー及び情報処理デバイスへの電力の供給を遮断することなく、全てのアクチュエータ（それらは、電力が無い時に安全状態となり、または、双安定挙動を示す）を停止することにある。
【０００６】
しかしながら、もし、無線または非接触による供給が、電力の供給のために用いられる場合には、ロボット・アプリケイションには、一般的で且つ安全なアクチュエータへの電力の供給を実現するために、二つの並列的な供給系統が必要になる。このことは、限られた利用可能なスペース（例えば、ロボットのリスト）のために、実現が困難で且つコストがかかる、それと同時に、電磁的干渉に関係する制約を受ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の第一の狙いは、既存のそのようなパワーサプライ・システムの欠点を克服することができる産業用ロボットのツールのための無線パワーサプライ・システムを提供することにある。第二の狙いは、産業用ロボット・アプリケイションの所定の部分のみを、他の部分とは別に非常停止させることができるパワーサプライ・システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、本発明に基づいて、独立クレイム１に基づくパワーサプライ・システムによって、及び、独立クレイム１２に基づく方法によって、実現される。好ましい実施形態は、従属クレイムの中に記載されている。
【０００９】
本発明の第一のアスペクトに基づいて、これらの及び更なる狙いは、本発明により、オートメイションまたはロボットによるオートメイションのための無線通信システムの形で、達成される。その中で、ロボットによるオートメイション・デバイスのパワーサプライ・システムは、例えば、空気中を通る磁気的または電気的結合を使用する無線または非接触型パワーサプライ・システムである。要求される並列的な安全性能を実現するため、そのパワーサプライ・システムは、送信及び受信ユニット上のロジック回路を追加的に含み、これらのロジック回路によって、通信が、パワーサプライ“チャネル”上で、確実なやり方で実施される。そのやり方では、或る空白期間を停止信号として解釈する（好ましくは、デジタル方法を用いて）か、または、進んだ通信パターンを用いることによって、停止状態を確実に検知する。
【００１０】
ＥＳ−ロジックの受信機側において、停止信号が、第二整流器によって、高周波電力信号で検知され、または、小さいフィルタリング・キャパシタ及び負荷抵抗で検知される。本発明の第一の実施形態では、確認のチェックを行わずに、この非常停止（ＥＳ）が供給されると、電力が遮断される。これに対して、開始または再開信号の場合には、好ましくは、確認のチェックが、電力投入の前に行われる。
【００１１】
第二の実施形態では、もし、確認信号を、オートメイションまたはロボット・コントロール・システムから無線通信チャネルを介して受け取っている場合には、ＥＳ−停止信号は供給されるだけである。このことは、好ましくは、電力を再投入する場合、及び最初に電力投入する場合も同様である。
【００１２】
本発明の他の更なるアスペクトにおいて、ＥＳ−ロジックのアウトプットが、無線通信チャネルによって連続的にモニターされ、オートメイションまたはロボット・コントロール・システムにより整合性がチェックされる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態において、コンバータは、マイクロプロセッサ・ユニットまたはコンピュータを有している。このユニットは、電力の移送をコントロールする一つまたはそれ以上のコンピュータ・プログラムを蓄えるためのメモリ手段を有している。好ましくは、そのようなコンピュータ・プログラムは、以上で述べた方法及び以下で説明する方法を実施するため、プロセッサのための指示を含んでいる。
【００１４】
一つの実施形態において、上記コンピュータ・プログラムは、コンピュータで読込み可能なキャリア（例えば、ＣＤ−ＲＯＭのような）で、供給される。本発明の他の実施形態において、上記プログラムは、少なくともその一部が、例えばインターネットのようなネットワークを介して、供給される。データまたはコンピュータ・プログラム・コードを受信するため、コンピュータ・ユニットは、ローカル・エリア・ネットワークを備えた通信リンクを有している。このリンクは、無線システム、直接接触伝導システム、または、パワーサプライ上のオーバーレイとして実現される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第一の優位性は、確実且つ別個の非常停止機能部品が、ロボットまたはオートメイション・アプリケイションのために、二系統の電力を独立して供給するための備えを必要とすることなく、実現されることである。
【００１６】
更なる優位性は、次の通りである、即ち、伝達部品を産業用ロボット上に配置し、受信部品をツール上に配置することによって、マニピュレータまたはロボット・アームの付加的な重量が、非常に小さく抑えられ、または、ケーブルまたは関係するスリップ・リングを備えた従来のシステムの重量より小さくなることである。また、ツール・インターフェースの長手方向の立ち上がりを、従来のソリュ−ションよりも、小さく抑えられる。
【００１７】
他の更なる優位性は、本発明に基づく受信機及びパワーサプライ・コンポーネントのコンパクトなサイズ及び小さな重量のために、磨耗が減少し、ロボットまたはマニピュレータ・アームのサービス寿命が増大することにある。このようにして、本発明は、ダウンタイム及びサービスタイムを減少させる。更に他の優位性は、非接触型パワーサプライ・システムを備えた好ましい実施形態のコンパクトな性質により、ツールまたは他のロボット・アプリケイションのロボットへの装着またはその交換が、より素早く且つシンプルに行われることである。また本発明の優位性は、本発明に基づくデバイスが、既に組み込まれたロボット、マニピュレータまたは同様なオートメイション・デバイスで使用することが可能であって、新規の設備のみならず既存の設備にも適用可能であることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら、説明する。但し、これはその例を示したものに過ぎない。
【００１９】
図１に、本発明の実施形態における、オートメイションまたはロボットによるオートメイションのための無線通信システムを示す。この図において、パワーサプライ・システムは、例えば空気中での磁気的または電気的結合を用いる無線または非接触型パワーサプライ・システムである。要求される並列的な安全性能を実現するため、即ち、ツールまたは他のロボット・アプリケイションのセンサーおよび／または情報処理デバイスへのパワーサプライ・システムから独立して、アクチュエータへの電力を供給するため、このパワーサプライ・システムは、送信ユニット及び受信ユニットにロジック回路を備えており、このロジック回路により、確実に、パワーサプライ“チャネル”上で通信を行うことができる。
【００２０】
図１に基づくパワーサプライ・システム１０は、第一の部分１０及び第二の部分１２を有している。第一の部分は、産業用ロボットまたは他のオートメイション設備に取り付けられ、第二の部分は、ツールに取り付けられる。
【００２１】
図１は、一つまたはそれ以上のセンサー２及びアクチュエータ４を有するツールまたは他のロボット・アプリケイション１（図１の中に詳細には示されていない）の例を示している。非接触型パワーサプライ部品１０が、図の左側（第一の側）に示されており、これに直流電流８が供給される。パワーサプライ部品１０は、図の右側（第二のまたはツール側）受取り側のパワーサプライ部品１２と、誘導的に結合されている（１１）。破線１４が、このケースでは、右側のツールまたはアプリケイション１が左側から取外し可能であって、フルに回転可能であることを、概略的に示すために描かれている。各パワーサプライ部品１０，１２は、非常停止（ＥＳ：Emergency Stop）ロジック機能部品１５，１６を、それぞれ有している。
【００２２】
ＥＳロジック機能部品通信９は、送出し側のＥＳロジック機能部品１５の中で処理され、そして、送出し側のパワーサプライ部品１０の中で、可変磁場または電場上にオーバーレイ（overlay）され、この可変磁場または電場は、ツール側の受取り側のパワーサプライ１６の中に、可変電流を誘起する。図１の中に象徴的に表わされているように、可変信号２９ａは、高周波信号でも良い。この可変信号は、１０からの電力アウトプットの上に、何らかの方法で、重ねられ、オーバーレイされまたは変調され、それによって、第二の側（ツール側）で受け取られる電力２９は、その受け取られる電力２９の中に組み入れられた信号を有することになる。
【００２３】
図１はまた、ロボットまたはオートメイション・コントロール・システム２５に接続されるように構成された無線通信ユニット２０、及び送出し側のＥＳロジック機能部品１５を示している。対応する無線通信ユニット２１が、ツール側に配置され受取り側のＥＳロジック機能部品１６に接続されている。この図には更に、受取り側で、電圧“Ｕｏｕｔ”（３１）がロボット・アプリケイション１に供給され、そして、非常停止機能“＋ＥＳ”（３２）を持った他の電圧が、ロボット・アプリケイション１の中に設けられたアクチュエータ４に供給されることも、描かれている。電圧“Ｕｏｕｔ”（３１）は、例えばセンサー２及び情報処理デバイス（図示せず）のような、ロボット・アプリケイション１のコンポーネントに供給される。
【００２４】
コントロール・システム２５は、ローカル・ロボット・コントロール・ユニットまたは中央コントロール・システムでも良い。このコントロール・システムは、無線通信ユニット２０及び無線リンク２３を介して、ツール側に配置され接続された無線通信ユニット２１との間でコントロール情報２６を授受する。ロボット・アプリケイション１のアクチュエータ４、センサー２、情報処理デバイスからの情報は、ロボット・コントロール・システム２５への伝達のため、無線通信ユニット２１で利用可能である。
【００２５】
図２に、先行技術に基づいてコントロールされるツール２０１を備えた産業用ロボット２００を示す。ロボット２００は、ロボット・コントローラ２２５のコントロール下にある。ロボット・ツール２１０のためのコントロール・ケーブル２１１ａが、ロボットのツール２０１とリストまたはアームの間に配置されているところが示されている。先行技術の下で必要な他のコントロール・ケーブル２１１ｂ，２１１ｃも、示されている。ここに示されているロボットは、自動車に部品（この場合はフード）を取り付ける。
【００２６】
図３に、ロボット・コントローラ３２５のコントロール下にある、本発明の実施形態に基づくツール３０１を有する産業用ロボット３００を示す。ロボット・コントローラ３２５は、無線トランスミッタ／受信機３２０を備えている。図３の拡大詳細図の中に、ツール３０１が、無線受信機／トランスミッタ３２１を有し、ツール３０１上に配置されているところが示されている。図３の中にも詳細に示されているように（図４の中にも）、二つの誘導式パワーサプライ・リング３１１があり、その一つは、ロボット・アーム／リスト３４５に装着され、他の一つは、ツール３０１に装着されている。このツール３０１は、矢印３４０で示された回転面の中で、時計方向または反時計方向に自由に回転することができる。
【００２７】
図４は、ツール設備のクローズアップであり、この図から、ツール３０１が、ロボット・アームまたはリスト３４５の端部で、矢印３４０の方向に、コントロール・ケーブルからの干渉を受けることなく、フルに回転可能であることが理解できる。このケースにおいて、パワーサプライ・システムが非接触であるので、ツールに導入され及び送り出される電力サプライ・ケーブルが無い。このことはまた、ケーブルの取り付け、取り外し及び介入がないので、ツール３０１の交換が大幅に簡素化され、従ってツール交換の自動化がシンプルになると言うことを意味している。
【００２８】
図１に戻って、本発明は、ロボット・アプリケイションまたはツールの中の一つまたはそれ以上のアクチュエータ４に、非常停止機能部品を設けるように使用される。本発明に基づく方法は、以下のように非常停止動作を実施する：
−  パワーサプライ部品１２で、パワーサプライをモニターする６１，７１，８１；
−  停止信号が電力信号の中に含まれているか否かを、ロジック機能部品１６により決定する；
−  オプションとして、ロボット・コントロール・システム２５からの停止の確認通信を受け取りについて、追加のチェック８３が行われる；
−  もし、停止信号（オプションとして、停止信号及び停止信号の確認）を受け取っている場合には、１６で非常停止信号を発信する６７，７５，８５；
−  アクチュエータ４への電力の供給３２を遮断する。  
このようにして、アクチュエータへの４電力が遮断されるが、センサー２及び情報処理デバイス（図示せず）への電力は、維持される。
【００２９】
図５に、本発明に基づく上記の方法を概略ブロック図の形で示す。コントロール・システム２５，３２５の中のツール側に関係がある警報を受信すると（５１）、停止信号が作り出され（５３）、パワーサプライ上のオーバーレイ（overlay）（２９ａ，図１）によって、ツール側に送信される（５５）。オプションとして、停止信号の独立した確認を、無線通信（２３，図１）を介して、ツール側に送ることもできる。
【００３０】
図７に、非常停止を供給するためのフローチャートを示す。ツール側（二次側）で、ＥＳロジック・ユニット（図１，１６）が、供給される電力をモニターして（６１）、オーバーレイされた停止信号を調べる。供給される電力の信号処理は、オーバーレイ（図１，２９ａ）に対応する信号をもたらす。ＥＳロジック１６の中のロジカル・スイッチまたは回路は、７１で、停止信号を受け取っているか否かを決定する。この本発明の実施形態において、そのとき、ＥＳ停止信号がもたらされ（７５）、それによってアクチュエータ４への電力の供給３２が遮断される（図１，３２ａ）。
【００３１】
アクチュエータへのパワーサプライを復旧しようとするとき、または停止信号が発信されたとき、コントロール・システム２５，３２５により、開始または再開が発信される。図９及び１０参照方。
【００３２】
開始信号が、供給される電力上で、一次側から二次側へ送られ、二次側パワーサプライ部品１２で受け取られ、従って、ＥＳロジック部品１６でも受け取られる。図９は、停止信号の発信（即ち開始または再開信号）が、二次側で検知され（９１）、その停止信号が発信され（９５）（または再開信号が与えられ）、それによって、ＥＳ停止によって切り離されていたアクチュエータ４への電力が復旧される（９７）ことを示している。
【００３３】
同様に、図１０は、好ましい追加のステップを示している。それによれば、ＥＳロジックは、再開の確認（１０３）または停止信号の発信を待ち、それを受け取った後に、発信または再開（１０５）を供給しそれによって、電力が復旧されまたは再接続される（１０７）。好ましくは、この確認信号は、コントロール・システムによっても送られ、しかし、第一のユニット２０，３２０及び第二の無線ユニット２１，３２１によって送られる。開始信号と確認の両者を受けて、開始信号が、二次側で発信され（１０５）、かくして、アクチュエータ４への電力３２が復旧される（１０７）。この方法は、図８のフローチャートで示された方法と本質的に同じであるが、それが、停止信号ではなく開始信号に関係していることのみが異なっている。
【００３４】
他の実施形態において、図８に、フローチャートで、停止信号の発信に先立ってＥＳ停止信号の確認を待つ、追加されるオプションのステップが示されている。供給される電力上にオーバーレイされた停止信号は、８１で、モニターされ、もし停止信号を受け取った場合には、ロジックは、無線チャネルからの確認信号を、８３で、待つ。停止と確認の両者を受けて、停止信号が、８５で、もたらされ、それによって、アクチュエータ４へ供給される電力３２が遮断される。
【００３５】
図６に、好ましい実施形態に基づく、停止信号を検知するための方法を示す。パワーサプライ１６によってツール側で受け取られた供給電力は、６１で、連続的にモニターされる。電力信号を表わすデジタル信号が、適切なアナログ／デジタル変換手段により、作り出され（６３）、それが予め定められた空白期間を含んでいるかについて、調べられる。この空白期間は、非常停止がコントロール・システム２５により要求されていることを表わすために、予め定められている。もし、そうであれば（“Ｙ”）、１６の中のＥＳ機能ロジックが、ＥＳ停止信号６５を作り出す。かくして、二次側パワーサプライ（１２，図１）は、アクチュエータへの電力のアウトプット３２を遮断する。これは、波形３２ａによって示されている。
【００３６】
図６〜８の６５，７１，８１，４２において、二次側で検知される停止信号は、図６に関連して説明した方法により、第一の側でもたらされる（５３）ＥＳ停止信号である。本発明の上記の方法及び他の方法は、コンピュータまたはプロセッサで実施することができる。そのコンピュータまたはプロセッサは、以下でより詳細に説明されるように、前記方法を実施するための一つまたはそれ以上のコンピュータ・プログラムで生成された指示の下で動作する。
【００３７】
更なる実施形態において、他のまたはより複雑なまたはより進んだ通信パターンが生成されパワーサプライ・システムに伝達され、その通信パターンは、比較により、統計学的方法により、またはパターン認識方法により、検出される。
【００３８】
他の好ましい実施形態において、ＥＳロジック内の受信機側は、停止信号を検知するために、高周波電力信号についての第二整流器、及び小さなフィルタリング・キャパシタ、及び負荷抵抗を備えている。
【００３９】
ここで説明した本発明の原理の他の変形形態を、実施することも可能である。非接触式のパワーサプライは、磁場によって誘起される電流に基づいて、または電場の中で容量的に伝達される電圧に基づいて、上記の例と同様に行うことも可能である。無線トランスミッタ２０と無線受信機２１の一方または双方は、例えば、無線トランシーバ（トランスミッタ−受信機）であっても良い。
【００４０】
無線通信は、適切なプロトコルを用いて実施することができる。下記のいずれかとコンパチブルなプロトコルを使用するショートレンジの無線通信は、好ましい技術である：ブルートゥース（登録商標）ＳＧＩ（Special Interest Group）から発行された標準、ＩＥＥＥ−８０２．１１のいずかのバリエイション、ＷｉＦｉ、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）、ＺｉｇＢｅｅ即ちＩＥＥＥ−８０２．１５．４、ＩＥＥＥ−８０２．１３、またはそれらと同等または同様のプロトコル。例えば、堅固な広域スペクトラム無線プロトコルを使用することが可能であり、このプロトコルでは、データ・パケットのそれぞれが、複数回異なる周波数で送り返され、例えば、ミリ秒当り７回程度の回数で、送り返される。それは、例えば、ＡＢＢ社から提供される、センサー及びアクチュエータのための無線インタフェース（Ｗｉｓａ：Wireless interface for sensors and actuators）と呼ばれるプロトコルである。
【００４１】
無線通信はまた、赤外線通信手段と、例えば、ＩｒＤＡ、ＩｒＣＯＭＭ、またはそれと同様なプロトコルを用いて実施することもできる。無線通信はまた、音波または超音波トランスデューサを用いて実施することもできる。無線通信は、空気中またはロボット構造を介して、純粋な磁場または電場（容量的通信または誘導的通信）を介して、または他のタイプの光（例えばＬＥＤ、レーザ）を介して、標準または独自のプロトコルを使用する通信メディアとして、実施することもできる。
【００４２】
ロボットおよび／またはオートメイション・アプリケイション１は、自動車の組立てのような作業に適用することが可能であり、また、自動車製造で用いられる製造プロセスに適用することも可能である。ロボットまたはオートメイション・アプリケイションはまた、下記の作業のいずれかを実施するために使用することが可能である：
溶接、ハンダ付け、電気ハンダ付け、リベット止め、フェットリング（fettling）、塗装、スプレイ塗装、静電粉末スプレイ、接着、金属加工プロセスに関係して行われる各種作業（例えば、連続鋳造、鋳造、ダイカストなど）、及び他の材料のための製造（例えば、プラスチックの射出成形、圧縮および／または反応成形または押出しなど）。
【００４３】
このロボット・アプリケイションは、他の作業を実施することも可能であり、そのような作業には、例えば、板の切断、板の折り曲げ、板の曲げ、および／または、板の縁加工（hemming）などが含まれる。このロボット・アプリケイションは、複数のツールを有することが可能であり、溶接、塗装、その他のための専用のツールの他に、次のような他のより一般的なデバイスを有することも可能である：
例えば、保持、配置、拾い上げ及び配置やコンポーネントまたはサブ・コンポーネントのコンテナへの詰め込みなどのマニピュレータ・タイプのタスクを実行するための、グリッパー、爪、マニピュレータなど。
【００４４】
他の実施形態において、コントロール・システム２５，３２５の中の一つまたはそれ以上の機能部品が、常時監視され、全ての無線通信の整合性がチェックされる。図１１に、シンプルなそのような方法のためのフローチャートを示す。例えば、第二の側または受信側のパワーサプライ部品１２で、ＥＳロジック・ユニット１６を備えた機能部品または監視機能によって、信号が連続的モニターされる（９１）。その信号は、無線受信機２０で受け取られた無線通信チャネル２３上の信号と比較され９５、オートメイションまたはロボット・コントロール・システム２５，３２５によって、整合性がチェックされる。もし、例えば、チェックサム、またはタイプスタンプ、または他の変数または特性などによって、信号の間で異常または相違が検知された場合には、警報信号が、コントロール・システム２５，３２５へ送られる（９７）。この警報は、警報または異常信号と、異常のタイプを含むこともできる。
【００４５】
ロボット・アプリケイションのためのパワーサプライ・システム最良の使用は、自動車プラントにおける溶接へのアプリケイションであり、好ましくは、例えばＡＢＢ社の産業用ＩＴのような、産業用コントロール・システムに接続される。ツール側での重複するケーブル無しで可能な、非常停止機能を備えた非接触型パワーサプライ・システムは、非常に有利である。溶接または溶接／把持／マニピュレイティング操作のアクチュエータに、より効率的に且つより経済的に、安全且つ遮断可能なパワーサプライ・システムが、ロボット・アームに不必要なケーブル及びコントロール・コンポーネントの負荷をかけることなく、供給されることを意味している。早急且つ自動化されたツール交換もまた、この発明により、容易になる。
【００４６】
他の実施形態において、ロボット・アプリケイション１への電力の供給が、非接触または誘導的方法及びデバイスによって供給される代わりに、例えば、ケーブルまたはバスバー、またはコミュテータ、スリップ・リング、その他のような、既知のプラクティスに基づく伝導部材によって、受取り側のパワーサプライ・ユニット１２に供給される。この方法は、例えば、電力要求量が大き過ぎて、誘導的手段では対応できないとき、または、誘導的方法が、不適切にも、高い電場強度または磁場強度を所与の領域に生じさせるときに使用される。
【００４７】
その方法は、実質的に同一である、即ち、供給される電力の中に信号がオーバーレイされ、二次側のＥＳロジック・ユニットが、オーバーレイされた信号を復号し、アクチュエータ４へ供給される電力のみを遮断する停止信号を発信する。
【００４８】
一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサ（または、プロセッサまたはコンピュータ）は、本発明の一つまたはそれ以上の〜のアスペクトに基づく方法のステップ実施する中央演算ユニットＣＰＵを有している。これは、一つまたはそれ以上のコンピュータ・プログラムの助けで実施され、そのプログラムは、少なくともその一部が、一つまたはそれ以上のプロセッサでアクセス可能なメモリの中に蓄えられる。各プロセッサは、ツール側のパワーサプライ部品１２に、配置されるか、または、接続されるように配置され、および／または、少なくともその一部が、ロボット・コントロール・システム２５，３２５の中に配置される。
【００４９】
理解すべきことは、本発明に基づく方法を実施するためのコンピュータ・プログラムはまた、一つまたはそれ以上の専用コンピュータまたはプロセッサの代わりに、一つまたはそれ以上の汎用目的の産業用マイクロプロセッサまたはコンピュータで実行することも可能であることである。
【００５０】
そのコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・プログラム・コード要素またはソフトウエア・コード・ポーションを有し、それらはコンピュータまたはプロセッサに、例えば図５，６，７，８及び１に関係して、以上で説明された式、アルゴリズム、データ、蓄えられた値、計算、及び統計学的方法またはパターン認識方法を使用して、上記方法を実行させる。そのプログラムの一部は、上記のようなプロセッサの中に蓄えることが可能であり、また、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭチップ、または同様なメモリ手段中に蓄えることも可能である。
【００５１】
上記のプログラムはまた、部分的にまたは全体として、他の適切なコンピュータ読込み可能な媒体の中に、ローカルに（または集中させて）蓄えることが可能であり、例えば、磁気的ディスク、ＣＤＲＯＭまたはＤＶＤディスク、ハードディスク、光磁気メモリ貯蔵手段、揮発性メモリの中に、フラッシュメモリの中に蓄えることが可能であり、また、ファームウエア、またはデータ・サーバに蓄えることが可能である。リムーバブル・メモリ・メディア（例えば、ソニーのメモリースティック（登録商標）のような）、および他のリムーバブル・フラッシュメモリ、ハードディスク、その他を含む、他の既知の且つ適切なメディアも、使用することができる。
【００５２】
プログラムはまた、部分的に、例えばインターネットのような公共のネットワークを含むデータ・ネットワークから、一時的なハード・ワイヤ・データ接続を介して、および／または、ツール側に配置された無線通信ユニット２１を介して、供給することも可能である。ツール側のコンポーネントで実行される上記のコンピュータ・プログラムの一部は、アップデートすることが可能であり、および／または、データまたはコントロールの指示はまた、一時的なハード・ワイヤ・ネットワーク接続によって、および／または、無線受信機またはトランシーバ２１によって、供給することができる。このことは、本質的に、ツール側のコンポーネントの中でのプログラムの無線によるアップデイトのために、有益であり、それによって、アップデイト、環境設定を、オペレータがロボットによる生産セルまたはオートメイション・アプリケイション・エリアに身体を入ることが要求されることなく、実施することができる。
【００５３】
上記のコンピュータ・プログラムは、部分的に、幾つかの異なるコンピュータコンピュータ・システム上で、多かれ少なかれ同時にランさせることが可能な分散処理アプリケイションとして配置することも可能である。
【００５４】
本発明の方法はまた、例えば環境設定フェーズの間に、または停止の後に続いて、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）によって、試行することもできる。そのＧＵＩは、オペレータのワーク・ステイション上のグラフィカルまたはテキスト情報のディスプレイであって、ユーザのログインコンピュータ上でランされ、ロボット・コントロール・システムに直接接続され、またはメインまたはローカル・コントロール・サーバ、または他のコントロール・システム・コンピュータを介して接続される。
【００５５】
注意すべきことは、以上において、本発明の実施形態の例を説明したが、開示されたソリューションに対して、添付されたクレイムで規定される本発明の範囲から逸脱することなく、なされる幾つかの変形及び変更があることである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に基づく、オートメイションまたはロボットによるオートメイション・ロボット・ツールのための無線コントロールを備えた産業用ロボットのための概略図またはブロック図である。
【図２】図２は、先行技術に基づくツールのための、配線を用いるコントロールを備えた産業用ロボットの概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に基づく、オートメイションまたはロボットによるオートメイション・ロボット・ツールのための、ロボット・コントローラとロボット・ツールの間の無線通信およびコントロールのための概略図である。
【図４】図４は、無線通信によりコントロールされる、図３に示されたツールのためのより詳細を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に基づく、非常停止信号を発生及び送信するための方法の概略ブロック図である。
【図６】図６は、本発明の好ましい実施形態に基づく、二次側で停止信号を検知するための方法のフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施形態に基づく、二次側で停止信号を検知し、ＥＳ停止信号を発信するための方法のフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態に基づく、二次側で停止信号を検知し、確認信号を受けてＥＳ停止信号を発信するための方法のフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施形態に基づく、二次側でＥＳ停止信号を発信またはリセットするための方法のフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施形態に基づく、確認信号を受けてＥＳ停止信号を発信またはリセットするための方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施形態に基づく、二次側で開始または再開信号を検知し、確認信号を受けて開始／再開信号を発信するための方法のフローチャートである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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