(57)【要約】【課題】  作業者の操作でブレーキ開放を行なうときに、対象となる自動機械を、勘違いなどの間違いによる事故を防ぐように対象となる自動機械を明示する。【解決手段】  自動機械制御装置にモータの非駆動時にブレーキを開放するブレーキ開放手段と、自動機械あるいは自動機械近傍にブレーキ開放表示手段を備え、作業者の操作でブレーキ開放を行なうとき、対象となる自動機械のブレーキ開放表示手段に表示を行なう。【選択図】図１
2005209061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータあるいは該モータに連結された駆動軸を保持するブレーキが備わる自動機械を少なくとも１台制御する自動機械制御装置において、
前記モータの非駆動時に前記ブレーキを開放するブレーキ開放手段と、
前記自動機械あるいは該自動機械の近傍にブレーキ開放表示手段と、を備え、
前記ブレーキ開放手段にて前記ブレーキの開放の準備がされたことを前記ブレーキ開放表示手段で表示することを特徴とする自動機械制御装置。
【請求項２】
前記自動機械は、前記モータの駆動時を表示する駆動電源表示手段を備え、該駆動電源表示手段は前記モータが非駆動時に前記ブレーキ開放表示手段を兼ね、前記モータの駆動時の表示と前記ブレーキの開放選択がされたことの表示は異なる表示状態とすることを特徴とする請求項１記載の自動機械制御装置。
【請求項３】
前記自動機械はロボットであり、前記自動機械制御装置はロボット制御装置であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の自動機械制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキを備える駆動軸のブレーキを、作業者の操作で開放する際に、対象となる自動機械を明示する自動機械制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを備える回転治具、傾動治具、産業用ロボットなどの自動機械では、モータの駆動電源が遮断された時に、重力に抗して位置を維持するためにブレーキが備わっている。このブレーキは、通電時開放型であり、自動機械動作中の停電等で、モータの駆動電源が遮断されても、自動機械を短惰走距離で停止させる安全確保のために効果がある。
複数の自動機械が備わる生産システムでは、自動機械が作業中に自動機械または自動機械制御装置に故障が発生して、他の自動機械の作業領域内で停止することがある。この時、自動機械は、故障または故障による異常を検出して動作を停止し、ブレーキ駆動電源を遮断することでモータを保持する。この停止状態にある自動機械は、他の自動機械で行なわれる他の作業の邪魔となり、生産の継続が出来なくなる。また、故障した自動機械または自動機械制御装置の故障原因調査や修復のためにも、自動機械を所定の位置へ退避する必要がある。自動機械を所定の位置へ退避するには作業者による操作によってブレーキの締結を開放して行なわれる。
【０００３】
従来のブレーキ開放では、ロボットの各軸駆動モータのブレーキ開放を行なうため、ブレーキ解放の操作スイッチをロボットアームに設けたもの（特許文献１）。あるいは、ロボットを駆動動作時のモータのブレーキを開放する経路とは別に、このブレーキを開放する装置をマニュープレータ側に設け、ブレーキを開放する時に、この装置に商用電源を接続し、スイッチ操作等でブレーキを開放する（特許文献２）。あるいは、必要な時にブレーキへの接続を変更してブレーキを開放する、ブレーキ開放装置を準備しておくことが提案されている（特許文献３）。
【０００４】
このように、従来のロボット制御装置あるいは自動機械制御装置は、ロボット本体あるいは自動機械本体の位置や姿勢を手動で変える時に、対象となるロボット本体あるいは自動機械本体に対してブレーキ開放の操作やブレーキ開放装置の装着を行なうものである。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８２３０７９号公報
【特許文献２】特開２００１−２６９８８４号公報
【特許文献３】特開平６−３０４８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のモータを備える自動機械（あるいはロボット）では、ブレーキを開放するために、特許文献１乃至特許文献３共に、作業者が自動機械本体またはその近くに備わる操作スイッチの操作を行なわねばならず、さらに、特許文献２ではブレーキを開放する装置へ商用電源の接続、特許文献３では自動機械にブレーキ開放装置の取り付けを行なわなければならない。ところが、自動機械が適用される作業システムでは、自動機械の周辺に治具、ケーブル、配管などの多くの機器が有り、自動機械本体へのアクセスや、商用電源の接続あるいはブレーキ開放装置取り付けのためのアクセスが容易ではない場合が多く、またこれら機器に乗っての作業では、不安定な足場での作業となり、作業者に危険が及ぶことがあるため、操作スイッチの設置場所を操作が容易な場所に移動するなどの対策がされていた。
【０００７】
複数台の自動機械が接近して配置されているような生産システムでは、前述の対策であるブレーキ開放スイッチの設置場所が自動機械より離れていると、操作をするブレーキ開放スイッチと対応する自動機械の対応性が取れなくなる可能性があり、ブレーキ開放を行なう対象の自動機械とは異なる自動機械のブレーキを開放する誤操作を招く危険性がある。この誤操作は、作業者の意図しない自動機械のブレーキ開放であり、該自動機械の機構部が重力で落下し、自動機械本体、治具あるいはワークの破損や変形となる。また、近くの作業者に危険を及ぼすという問題があった。
例えば特開平８−１９４５１１などで提案されている、１台で複数台の自動機械の動作をすることで、効率の良い作業が実現できる制御装置でも同様の問題があった。
【０００８】
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、ブレーキを開放しようとする自動機械の本体あるいは近傍に、ブレーキ開放の準備がなされたことを表示するようにすることで、誤操作をなくすとともに、誤操作により引き起こされる過大な損失をなくし、さらに作業者の安全に配慮することができる自動機械制御装置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】
【０００９】
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、モータあるいは該モータに連結された駆動軸を保持するブレーキが備わる自動機械を少なくとも１台制御する自動機械制御装置において、前記モータの非駆動時に前記ブレーキを開放するブレーキ開放手段と、前記自動機械あるいは該自動機械の近傍にブレーキ開放表示手段と、を備え、前記ブレーキ開放手段にて前記ブレーキの開放の準備がされたことを前記ブレーキ開放表示手段で表示することを特徴とするとするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記自動機械は、前記モータの駆動時を表示する駆動電源表示手段を備え、該駆動電源表示手段は前記モータが非駆動時に前記ブレーキ開放表示手段を兼ね、前記モータの駆動時の表示と前記ブレーキの開放選択がされたことの表示は異なる表示状態とすることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、前記自動機械はロボットであり、前記自動機械制御装置はロボット制御装置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によると、作業者によるブレーキ開放が選択されると、これを表示することができ、作業者の誤操作を防止することができる。特に自動機械が密に配置されている時の効果が大きい。また、
請求項２に記載の発明によると、ブレーキ開放が選択された表示を、自動機械に備わる駆動電源投入灯を兼ねることができ、その表示形態を変えることで識別を行なうものであり、ブレーキ開放表示手段を別途設ける必要を無くすことができる。また、
請求項３に記載の発明は、本発明のロボットへの適用である。垂直多間接型ロボットではブレーキ解放でロボットアームの重力落下事故の起こりやすいため、誤操作を防ぐための効果は大きい。特に複数のロボットが密配置された作業システムでの誤操作防止効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の自動機械制御装置のブレーキ回路図である。図では本発明に関わる部分を主に示している。図において、１０はブレーキ電源装置であり、自動機械のモータを駆動しているときにブレーキを開放するための電源装置である。１１はインターロック接点であり、例えばモータの駆動電源への電源投入と遮断に使用する電磁接触器の補助接点を利用している。インターロック接点１１より個別にブレーキを開放する個別ブレーキ回路へ分岐する。第1接点１２、整流器１３、第1ブレーキ１４で第１の個別ブレーキ回路を、同様に第２接点１５、整流器１６、第２ブレーキ１７で第２の個別ブレーキ回路を、第３接点１８、整流器１９、第３ブレーキ２０で第３の個別ブレーキ回路を、第４接点２１、整流器２２、第４ブレーキ２３で第４の個別ブレーキ回路を構成している。尚、特にブレーキ電流遮断時に発生するサージ電圧減衰のための部材は図示していない。インターロック接点１１は、個別にブレーキ開放するための接点１２、１５、１８、２１の溶着時でもブレーキへの開放電源供給を遮断するためのものである。
【００１５】
２４は開放用ブレーキ電源装置であり、自動機械のモータを駆動していないときに作業者の操作によってブレーキを開放するための電源装置である。２５は開放選択接点であり、作業者が操作によってブレーキを開放する時の主となる接点である。開放選択接点２５はスイッチの接点あるいは継電器の接点を問わない。開放選択接点２５より第１ブレーキ１４へは第１開放接点２６、整流器２７を介して接続されている。同様に第２ブレーキ１７へは第２開放接点２８、整流器２９を介し、第３ブレーキ２０へは第３開放接点３０、整流器３１を介し、第４ブレーキ２３へは第４開放接点３２、整流器３３を介して接続されている。また、開放選択接点２５よりランプ３４へ接続されている。ランプ３４は自動機械に搭載、あるいは自動機械の近傍に設置されている。また、ランプ３４は点滅灯あるいは回転表示灯であってもかまわない。
第１開放接点２６、第２開放接点２８、第３開放接点３０、第４開放接点３２はスイッチの接点あるいは継電器の接点を問わない。これら接点２５，２６，２８，３０，３２は、ブレーキ開放操作を行なう操作スイッチの押下で閉路する構成となっている。
【００１６】
作業者によるブレーキ開放は、モータの非駆動時に行なわれるようにするため、本実施例ではブレーキ電源装置１０と開放用ブレーキ電源装置２４への電源１よりの電源供給に、排他を行なっている。すなわち、モータを駆動する状態とするときには回路遮断器２を閉路して、ブレーキ電源装置１０と制御電源装置３へ電源１より電源供給を行なう。この時、制御電源継電器４は通電励磁されるため、その常閉接点は開路して開放用ブレーキ電源装置２４へは電源供給されない。非常停止などでモータ駆動を停止してもブレーキ電源装置１０と制御電源装置３への電源の供給は変わらず、作業者によるブレーキの開放操作はできない。回路遮断器２を開路するとブレーキ電源装置１０と制御電源装置３へは電源が供給されなくなり、制御電源継電器は非通電となり、その常閉接点は閉路して開放用ブレーキ電源装置２４へ電源が供給される構成となっている。
【００１７】
モータが駆動される自動機械の稼動時は、まず回路遮断器２が閉路され制御電源装置３およびブレーキ電源装置１０に電源供給される。この時、制御電源継電器４は通電励磁されて、その接点は開路するので開放用ブレーキ電源装置２４には電源供給されない。モータの駆動は、図示していないモータ駆動装置へ電源の供給を行なう。この電源の供給は電磁接触器が使用され、その補助接点が使用されたインターロック接点１１が閉路する。次に、モータへ駆動電流を供給することで、所望するトルクを発生した後に第１接点１２、第２接点１５、第３接点１８、第４接点２１を略同時に閉路することで第１ブレーキ１４、第２ブレーキ１７、第３ブレーキ２０、第４ブレーキ２３へブレーキ電源装置１０よりブレーキ解除用電源が供給され、ブレーキが解除される。尚、整流器１３、１６、１９、２２はブレーキ解除電流の逆流防止用である。
モータの駆動を止める時は、第１接点１２、第２接点１５、第３接点１８、第４接点２１を略同時に開路すると共に、モータの駆動電源への電源遮断を行いモータへの駆動電源供給を停止する。この時にインターロック接点１１は開路する。
【００１８】
自動機械の非稼動時では、回路遮断器２は開路状態にあり、制御電源装置３は電源が供給されず、制御電源を発生しないため制御電源継電器４は非通電となり、その常閉接点は閉路し、開放用ブレーキ電源装置２４へ電源が供給される。
作業者の操作により、開放選択接点２５を閉路すると、これに接続されたランプ３４が点灯する。このランプ３４はブレーキ開放表示であり、ブレーキ開放の対象となる自動機械のブレーキ開放準備が整ったことをしめす。
この開放選択接点２５を閉路した状態で、作業者の操作により例えば第１開放接点２６を閉路すると、開放用ブレーキ電源装置２４より開放選択接点２５、第１開放接点２６、整流器２７、第1ブレーキ１４とブレーキ開放電流が流れ、第1ブレーキ１４が開放される。同様に第２開放接点２８の閉路で第２ブレーキ１７、第３開放接点３０の閉路で第３ブレーキ２０、第４開放接点３２の閉路で第４ブレーキ２３が解放される。
【００１９】
複数の自動機械が配置される生産システムでは、このブレーキ開放表示により、どの自動機械のブレーキ開放準備がされたかを、作業者が識別することができる。このランプ３４が点滅灯あるいは回転表示灯であれば、作業者の注意を引きやすくなり、誤操作防止へ大きく貢献できる。
本発明が特許文献１乃至３と異なる部分は、ブレーキを解放しようとする自動機械の近傍での操作を排除したため、対象とする自動機械の識別を容易に行なうために、ブレーキ開放表示を対象自動機械またはその近傍に備えた部分である。
【実施例２】
【００２０】
図２は第２実施例の構成を示す図である。本実施例は、１台の制御装置で２台の自動機械を制御する場合である。尚、図では本発明に関わる部分を主に示しており、また、図１と同一符号は相当部分を示しており、一部の説明を割愛する。図において、４０は第１の自動機械、５０は第２の自動機械である。４１は第１の自動機械のインターロック接点である。この接点は少なくとも２極で構成されており。片方は第1接点４２整流器４３を介して第1ブレーキ４４と、第２接点４５整流器４６を介して第２ブレーキ４７−１、４７−２とに接続され、他方は制御電源装置３より電源を、整流器４８を介してランプ４９へ供給する。ブレーキ４４、４７−１、４７−２、ランプ４９は第１の自動機械に備わっている。第１の自動機械のモータの駆動電源を投入すると、その補助接点であるインターロック接点４１が閉路して、ランプ４９へ制御電源を供給して点灯する。このランプ点灯はモータの駆動時の表示である。モータのトルク発生後略同時に第１接点４２、第２接点４５を閉路してブレーキ電源をブレーキ４４、４７−１、４７−２へ供給してブレーキを開放する。
ブレーキ５４、５７、ランプ５９の備わる第２の自動機械についても前述と同様であるので説明を省く。
【００２１】
６１は第１の自動機械のブレーキ開放選択接点、７１はは第２の自動機械のブレーキ開放選択接点である。自動機械の非稼動時に、例えば第１の自動機械のブレーキ開放選択接点６１が閉路した後、第１開放接点６２を閉路すると、開放用ブレーキ電源装置２４より第１開放接点６２、整流器６３を介して第１ブレーキ４４へ電源を供給する。同様に、第２開放接点６４を閉路すると、第２開放接点６４、整流器６５を介して第２ブレーキ４７−１、４７−２へ電源を供給する。このブレーキへの電源供給回路と並列にフリッカ回路６６が接続されており、該フリッカ回路６６の出力は整流器６７を介してランプ４９へ接続されている。
第２の自動機械のブレーキ開放選択接点７１より第２の自動機械のブレーキ開放回路は第１の自動機械のブレーキ開放回路と同様のため説明を省く。
【００２２】
図３は図２におけるフリッカ回路６６，７６である。図において、Ｔ０、Ｔ１は限時作動瞬時復帰型継電器（オンディレータイマ、以後単にタイマと言う）である。Ｔ０ａ，Ｔ０ａ１はタイマＴ０の常開接点、Ｔ１ｂはタイマＴ１の常閉接点である。ＦＬＰ、ＦＬＮは本回路への電源であり、図２におけるブレーキ開放選択接点６１、７１が閉路すると、この両端に電圧が供給される。
【００２３】
このフリッカ回路の動作を説明する。
（１）ＦＬＰ、ＦＬＮに電源が供給されていない状態では、タイマＴ０およびタイマＴ１は励磁状態になく、その接点である接点Ｔ０ａ、接点Ｔ０ａ１は開路、接点Ｔ１ｂは閉路している。
（２）ＦＬＰ、ＦＬＮに電源が供給されると、接点Ｔ１ｂは閉路しているためタイマＴ０へ通電されるが、限時作動型のため設定された時間経過するまでは接点Ｔ０ａ、Ｔ０ａ１は開路したままである。
（３）タイマＴ０の設定された時間が経過すると、タイマＴ０の接点Ｔ０ａが閉路して、タイマＴ１へ通電するが、該タイマの接点Ｔ１ｂは限時作動型のため設定された時間経過するまで開路しないのでタイマＴ０への通電は継続し、接点Ｔ０ａは閉路を維持する。
（４）タイマＴ１の設定された時間が経過すると、タイマＴ１の接点Ｔ１ｂが開路する。接点Ｔ１ｂに接続されているタイマＴ０は、瞬時復帰型のためその接点Ｔ０ａは開路する。接点Ｔ０ａに接続されているタイマＴ１も、瞬時復帰型のためその接点Ｔ１ｂが閉路して状態（２）となる。
（５）ＦＬＰ、ＦＬＮに電源が供給されなくなるまで（２）、（３）、（４）を繰返す。
タイマＴ０の接点Ｔ０ａは、タイマＴ０に設定された時間開路、タイマＴ１に設定された時間閉路する。接点Ｔ０ａ１は接点Ｔ０ａと同一タイミングで同相動作となり、電源ＦＬＰの継電と遮断を行なう。
【００２４】
このフリッカ回路６６、７６の出力は整流器６７、７７を介してランプ４９、５９へ接続されており、ブレーキ開放選択接点６１、７１が閉路すると、ランプ４９、５９が点滅する。尚、ブレーキ開放選択接点６１、７１を閉路して作業者によるブレーキ解放を行なうときは、回路遮断器２は開路しているため制御電源装置３は電源供給していない。
また、タイマＴ０、Ｔ１の時間設定を変えることでランプの点滅周期を変更することができる。また、ランプの点灯、点滅をＣＰＵの処理や他の電子部品で構成することもできる。
本実施例では、１つのランプを点灯と点滅の２つの表示状態としたが、この２つの状態の表示色を変えることでも作業者は容易に識別することができる。
【００２５】
このように、自動機械の通常稼動状態である回路遮断器２を閉路してモータを駆動する時のランプ４９、５９は、常時点灯状態で、自動機械の非稼動状態で、作業者の操作でブレーキを解放する時に、ブレーキ開放選択接点６１、７１を閉路すると、閉路したブレーキ開放選択接点６１または７１側のランプ４９または５９が点滅する構成をしているので、作業者がブレーキを解放しようとしている自動機械を、確実に識別することができるため、誤操作で他の自動機械のブレーキを解放してしまうことを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
作業者の操作で自動機械のブレーキを解放するときに、対象とする自動機械を明示することができるため、ブレーキを備える数値制御工作機、ロボット、ポジショナという用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例を示すブレーキ解放回路図
【図２】本発明の第２実施例を示すブレーキ解放回路図
【図３】第２実施例に適用されるフリッカ回路図
【符号の説明】
【００２８】
１  電源
２  回路遮断器
３  制御電源装置
４  制御電源継電器
１０  ブレーキ電源装置
１１、４１、５１  インターロック接点
１２、４２  第１接点
１３、１６、１９、２２  整流器
１４、４４  第１ブレーキ
１５、４５  第２接点
１７、４７  第２ブレーキ
１８  第３接点
２０  第３ブレーキ
２１  第４接点
２３  第４ブレーキ
２４  開放用ブレーキ電源装置
２５  開放選択接点
２６、６２  第１開放接点
２７、２９、３１、３３  整流器
２８、６４  第２開放接点
３０  第３開放接点
３２  第４開放接点
３４、４９、５９  ランプ
４０  第１の自動機械
４３、４６、４８  整流器
５０  第２の自動機械
５３、５８  整流器
６１  第１の自動機械ブレーキ開放選択接点
６３、６５、６７  整流器
６６、７６  フリッカ回路
７１  第２の自動機械ブレーキ開放選択接点
７３、７５、７７  整流器
Ｔ０、Ｔ１  限時作動瞬時復帰型継電器
【図１】
2005209061.tif 000003
【図２】
2005209061.tif 000004
【図３】
2005209061.tif 000005