(57)【要約】【課題】簡潔な配線で安価で信号伝達の遅れを考慮する必要がなく、信号線の断線ですべてのモータ電源をオフにする多軸ロボット用電源回路を提供する。【解決手段】  モータ電源遮断回路を駆動する安全ユニット１０において、第１入力回路１１に入力信号があるとき正常とする出力信号をＣＰＵ１２と論理回路１３に入力し、ＣＰＵ１２は入力信号が入ると出力信号を論理回路１３とモータ電源遮断回路１９に入力し、論理回路１３は２入力で１出力を第１出力回路１４に入力し、第２入力回路１６に入力信号があるとき正常とする出力信号をＣＰＵ１２と第２出力回路１７に入力し、第１入力回路１１または第２入力回路１６に入力が断たれると出力を出さなくなることにより、ＣＰＵ１２がモータ電源遮断回路１９を遮断動作させる。【選択図】図２
2009208158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電源と、前記ＡＣ電源からの電力を制御された電力に変換して多軸ロボットの各関節に用いられる複数個のモータにそれぞれ供給する多軸サーボアンプと、前記ＡＣ電源から前記多軸サーボアンプへの共通の給電路に設けられた開閉スイッチと、該開閉スイッチの開閉動作をさせるモータ電源遮断回路と、を備えて成る多軸ロボット用電源回路において、
前記モータ電源遮断回路を制御するための安全ユニットを備え、かつ
前記各安全ユニットは第１と第２の入力回路と第１と第２の出力回路と１個のＣＰＵと１個の論理回路を備え、
前記第１入力回路は前段の安全ユニットの第１出力回路からの入力信号があるとき出力信号を前記ＣＰＵおよび前記論理回路とに出力し、
前記ＣＰＵは前記入力信号が入ると出力信号を前記論理回路と前記モータ電源遮断回路とに出力し、
前記論理回路は２つの入力信号が入ると出力信号を前記第１出力回路に出力し、
前段の安全ユニットの第２出力回路からの入力信号が前記第２入力回路と前記第２出力回路に入ると、前記第２入力回路は入力信号を前記ＣＰＵに出力し、前記第２出力回路は出力信号を次の安全ユニットに出力し、
前記第１入力回路又は前記第２入力回路は、入力信号がなくなると出力信号を出さなくなることにより、前記ＣＰＵに入力信号が入らなくなり、前記ＣＰＵが前記モータ電源遮断回路を遮断動作させることを特徴とする多軸ロボット用電源回路。
【請求項２】
多軸ロボットの異常動作を検出する異常検出回路を前記安全ユニットに設け、該異常検出回路が異常とする信号を前記ＣＰＵに出力することにより、前記ＣＰＵが前記モータ電源遮断回路を遮断動作させることを特徴とする請求項１記載の多軸ロボット用電源回路。
【請求項３】
ＡＣ電源と、前記ＡＣ電源からの電力を制御された電力に変換して多軸ロボットの各関節に用いられる複数個のモータにそれぞれ供給する多軸サーボアンプと、前記ＡＣ電源から前記多軸サーボアンプへの共通の給電路に設けられた開閉スイッチと、該開閉スイッチの開閉動作をさせるモータ電源遮断回路と、を備えて成る多軸ロボット用電源回路の遮断方法において、
前記モータ電源遮断回路を制御するための安全ユニットを備え、かつ
前記各安全ユニットは第１と第２の入力回路と第１と第２の出力回路と１個のＣＰＵと１個の論理回路を備え、
前記第１入力回路は前段の安全ユニットの第１出力回路からの入力信号があるとき出力信号を前記ＣＰＵおよび前記論理回路とに出力するステップと、
前記ＣＰＵは前記入力信号が入ると出力信号を前記論理回路と前記モータ電源遮断回路とに出力するステップと、
前記論理回路は２つの入力信号が入ると出力信号を前記第１出力回路に出力するステップと、
前段の安全ユニットの第２出力回路からの入力信号が前記第２入力回路と前記第２出力回路に入ると、前記第２入力回路は入力信号を前記ＣＰＵに出力しかつ前記第２出力回路は出力信号を次の安全ユニットに出力ステップと、を備えたことにより、前記第１入力回路又は前記第２入力回路は入力信号がなくなると出力信号を出さなくなることで、前段からの入力信号がないとき、前記モータ電源遮断回路を動作させると共に、前段および後段の電源遮断回路をも動作させることを特徴とする多軸ロボット用電源回路の遮断方法。
【請求項４】
多軸ロボットの異常動作を検出する異常検出回路を前記安全ユニットに設け、該異常検出回路が異常とする信号を前記ＣＰＵに出力するステップにより、前記ＣＰＵが前記モータ電源遮断回路を遮断動作させることを特徴とする請求項３記載の多軸ロボット用電源回路の遮断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の多軸サーボアンプを備えた多軸ロボット用電源回路およびその電源回路の遮断方法に関し、詳しくは、複数台の多軸ロボットの各関節毎に設けられたＡＣサーボモータのいずれか１つが断線事故等で給電停止となったときに、他の多軸ロボットのサーボモータも素早く停止させることのできる多軸ロボット用電源回路とその遮断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業ロボットのような多軸ロボットの場合、各関節毎にモータがそれぞれ設けられ、その各モータに対して給電するモータ電源が各関節毎に対応して設けられ、これら複数のロボットを制御することは既に行なわれている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１９４５１１号公報
【０００４】
図８は複数台の多軸サーボアンプでそれぞれの多軸ロボットを制御する従来の電源回路のブロック図である。
図８において、図の下から４１〜４３はそれぞれ多軸マニピュレータ（ロボット１台）、１１０〜１３０は多軸サーボアンプ、２１０〜２３０はロボット１台分の多軸サーボモータ、５は上位コントローラ、６はＡＣ電源である。
多軸サーボモータ２１０〜２３０はそれぞれＡＣサーボモータ２１１〜２３１とこれらＡＣサーボモータ２１１〜２３１用のエンコーダ２１２〜２３２を備えて成っている。
多軸サーボアンプ１１０〜１３０は、ＡＣ電源６からそれぞれ給電線１１２〜１３２を介して給電される電力をそれぞれ制御された電力に変換してＡＣサーボモータ２１１〜２３１に給電するパワー部１１１〜１３１と、このパワー部１１１〜１３１をそれぞれ制御するサーボ制御部１１３〜１３３とから成っている。
給電線１１２〜１３２の途中に開閉スイッチ１９Ｋ〜３９Ｋがそれぞれ挿入されており、これらの開閉スイッチ１９Ｋ〜３９Ｋはそれぞれモータ電源遮断回路１９〜３９とで開閉制御されている。
多軸（図では３軸）マニピュレータ４１〜４３の場合、例えば、３軸マニピュレータ４１を例に採ると、３軸マニピュレータ４１には３つの関節があるのでＡＣサーボモータ２１１とエンコーダ２１２が３台用いられ、各関節用にそれぞれ１台ずつＡＣサーボモータ２１１（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ）とエンコーダ２１２（２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ）が配備されている。これら３台のＡＣサーボモータ２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃと３台のエンコーダ２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃを１台の多軸サーボアンプ１１０で速度制御・位置制御するため、多軸サーボアンプ１１０とＡＣサーボモータ２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ間をそれぞれ電源線で接続し、多軸サーボアンプ１１０とエンコーダ２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ間をそれぞれ信号線で接続している。
同じことは、他の多軸サーボアンプ１２０とＡＣサーボモータ２２１およびエンコーダ２２２の間や、多軸サーボアンプ１３０とＡＣサーボモータ２３１およびエンコーダ２３２の間でもあてはまる（ただし、図を見易くするためＡＣサーボモータ２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃおよびエンコーダ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの図示は省略し、それぞれ２３１、２３２で済ませている。）。
なお、ここでは３軸マニピュレータの例を示したが、実際のロボットの軸数は９軸まで可能であり、もちろん３軸に拘束されるものではない。
【０００５】
ところが、３台のＡＣサーボモータ２１１ａ、ｂ、ｃ、３台の２２１ａ、ｂ、ｃ、３台のＡＣサーボモータ２３１ａ、ｂ、ｃのいずれか１つ（例えば、サーボモータ２１１ｂ）が断線等の故障で給電されなくなったときに、従来の電源回路では多軸サーボアンプ１１０に接続されている他のサーボモータ２１１ａおよび２１１ｃの動作は停止するが、他の多軸サーボアンプ１２０、１３０に接続されているサーボモータ２２１、２３１を停止させることは行っていなかった。
ところが、他のモータ２２１、２３１が動作停止しないと、他のロボット４２、４３のアーム等が停止したロボット４１に接触したり、所定範囲内を逸脱したりして不測の事故を引き起こす可能性がある。そこで、このような複数台の多軸ロボットを動作させる場合、モータのいずれか１つが断線等の故障で給電されなくなったときに、他のモータも素早く動作を停止させることが必要となった。
そのため、図８において、例えばＡＣサーボモータ２１１ｂが断線で停止したとすると、その断線を検知したサーボ制御部１１３は断線情報信号を他のサーボ制御部１２３、１３３にも伝え、各サーボ制御部１２３、１３３がそれぞれモータ電源遮断回路２９、３９を動作させてその開閉スイッチ２９Ｋ、３９Ｋを開にしてそのＡＣサーボモータ２２１（２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ）、２３１（２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ）の回転を止めて、安全を確保することが要請される。
この場合、断線を検知したサーボ制御部１１３が断線情報信号を他のサーボ制御部１２３、１３３に伝える信号伝達方式として従来次の３方式が考えられる。
以下では簡単のために、３個の制御部３１１〜３３１間で互いに信号を伝達する場合を例に説明する。
【０００６】
（１）全ユニット全入出力方式：
１つは図９に示す「全ユニット全入出力方式」である。
図９において、各ユニット３１１〜３３１にそれぞれ１個のＣＰＵと１個の出力回路と２個の入力回路を備え、ユニット３１１１から他の２個のユニット３２１と３３１にそれぞれ出力すると共に他の２個のユニット３２１と３３１からユニット３１１にそれぞれ入力されるように結線し、同じく、ユニット３２１から他の２個のユニット３３１と３１１にそれぞれ出力すると共に他の２個のユニット３３１と３１１からユニット３２１にそれぞれ入力され、ユニット３３１から他の２個のユニット３１１と３２１にそれぞれ出力すると共に他の２個のユニット３１１と３２１からユニット３３１にそれぞれ入力されるように結線するものである。
【０００７】
（２）共通ＰＬＣ設置方式：
２つ目は図１０に示す「共通ＰＬＣ設置方式」である。
図１０において、各ユニット３１１ａ〜３３１ａにそれぞれ１個のＣＰＵと出力回路と入力回路を備え、共通のプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）を設けて、ユニット３１１ａ〜３３１ａからそれぞれＰＬＣに出力すると共にＰＬＣからユニット３１１ａ〜３３１ａにそれぞれ入力されるように結線するものである。これによれば、ユニット３１１ａの出力信号がＰＬＣに出力されると、ＰＬＣは他のユニット３２１ａと３３１ａの入力回路に入力信号を入力する。他のユニット３２１ａおよび３３１ａが出力する場合の動作も同様である。
【０００８】
（３）オープンコレクタ方式：
３つ目は図１１に示す「オープンコレクタ方式」である。
図１１において、各ユニット３１１ｂ〜３３１ｂにそれぞれ１個のＣＰＵと１個の出力回路と１個の入力回路と１個のトランジスタを備え、各トランジスタのベースに出力回路を接続し、そのコレクタに入力回路を接続すると共に共通にプルアップ抵抗９１を介して所定の電圧を与えるように結線するものである。
このような回路において、ユニット３１１ｂのトランジスタのベースに出力信号が加わらないときはトランジスタは開であるから、他のユニット３２１ｂと３３１ｂの入力回路は入力信号Ｈとなっている。一方、ユニット３１１ｂのトランジスタのベースに出力信号が加わるとトランジスタは閉となり、抵抗９１のトランジスタ側が低電位に変わるので、他のユニット３２１ｂと３３１ｂの入力回路は入力信号Ｌに変化することになり、ユニット３１１ｂの出力回路からの出力信号がユニット３２１ｂと３３１ｂの入力回路に入力されることとなる。
他のユニットト３２１ｂおよび３３１ｂが出力する場合の動作も同様である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、これらの３方式にはそれぞれ次のような欠点があった。
（１）全ユニット全入出力方式の欠点：
図９の「全ユニット全入出力方式」の場合、ユニット数が３であると配線数は６であるが、ユニット数がｎになると配線数はｎ（ｎ−１）と急増していくので、ユニット数の増加に伴い配線が繁雑となる欠点があった。
（２）共通ＰＬＣ設置方式の欠点：
図１０の「共通ＰＬＣ設置方式」の場合、高価なＰＬＣが必要となると共にＰＬＣを中継することによる信号伝達の遅れを考慮する必要があった。
（３）オープンコレクタ方式の欠点：
図１１の「オープンコレクタ方式」の場合、信号線に断線が生じると、他の全てのユニットに情報が伝わらなくなるし、また、少なくとも１箇所にプルアップ抵抗９１を設ける必要があるため、各ユニットの電源が分離できない欠点があった。
（４）本発明の目的：
本発明はこれらの欠点を解決するために行われたもので、本発明の目的は、配線が繁雑でなく、高価なＰＬＣを必要とせず、また中継による信号伝達の遅れを考慮する必要がなく、各ユニットの電源が分離でき、しかも信号線のどこに断線が生じても全てのユニットに断線発生を報じることができる多軸ロボット用電源回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するため、請求項１記載の多軸ロボット用電源回路の発明は、
ＡＣ電源と、前記ＡＣ電源からの電力を制御された電力に変換して多軸ロボットの各関節に用いられる複数個のモータにそれぞれ供給する多軸サーボアンプと、前記ＡＣ電源から前記多軸サーボアンプへの共通の給電路に設けられた開閉スイッチと、該開閉スイッチの開閉動作をさせるモータ電源遮断回路と、を備えて成る多軸ロボット用電源回路において、前記モータ電源遮断回路を制御するための安全ユニットを備え、かつ前記各安全ユニットは第１と第２の入力回路と第１と第２の出力回路と１個のＣＰＵと１個の論理回路を備え、前記第１入力回路は前段の安全ユニットの第１出力回路からの入力信号があるとき出力信号を前記ＣＰＵおよび前記論理回路とに出力し、前記ＣＰＵは前記入力信号が入ると出力信号を前記論理回路と前記モータ電源遮断回路とに出力し、前記論理回路は２つの入力信号が入ると出力信号を前記第１出力回路に出力し、前段の安全ユニットの第２出力回路からの入力信号が前記第２入力回路と前記第２出力回路に入ると、前記第２入力回路は入力信号を前記ＣＰＵに出力し、前記第２出力回路は出力信号を次の安全ユニットに出力し、前記第１入力回路又は前記第２入力回路は、入力信号がなくなると出力信号を出さなくなることにより、前記ＣＰＵに入力信号が入らなくなり、前記ＣＰＵが前記モータ電源遮断回路を遮断動作させることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の多軸ロボット用電源回路において、多軸ロボットの異常動作を検出する異常検出回路を前記安全ユニットに設け、該異常検出回路が異常とする信号を前記ＣＰＵに入力することにより、前記ＣＰＵが前記モータ電源遮断回路を遮断動作させることを特徴としている。
請求項３記載の多軸ロボット用電源回路の遮断方法の発明は、ＡＣ電源と、前記ＡＣ電源からの電力を制御された電力に変換して多軸ロボットの各関節に用いられる複数個のモータにそれぞれ供給する多軸サーボアンプと、前記ＡＣ電源から前記多軸サーボアンプへの共通の給電路に設けられた開閉スイッチと、該開閉スイッチの開閉動作をさせるモータ電源遮断回路と、を備えて成る多軸ロボット用電源回路の遮断方法において、前記モータ電源遮断回路を制御するための安全ユニットを備え、かつ  前記各安全ユニットは第１と第２の入力回路と第１と第２の出力回路と１個のＣＰＵと１個の論理回路を備え、前記第１入力回路は前段の安全ユニットの第１出力回路からの入力信号があるとき出力信号を前記ＣＰＵおよび前記論理回路とに出力するステップと、前記ＣＰＵは前記入力信号が入ると出力信号を前記論理回路と前記モータ電源遮断回路とに出力するステップと、前記論理回路は２つの入力信号が入ると出力信号を前記第１出力回路に出力するステップと、前段の安全ユニットの第２出力回路からの入力信号が前記第２入力回路と前記第２出力回路に入ると、前記第２入力回路は入力信号を前記ＣＰＵに出力しかつ前記第２出力回路は出力信号を次の安全ユニットに出力ステップと、を備えたことにより、前記第１入力回路又は前記第２入力回路は入力信号がなくなると出力信号を出さなくなることで、前段からの入力信号がないとき、前記モータ電源遮断回路を動作させると共に、前段および後段の電源遮断回路をも動作させることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の多軸ロボット用電源回路の遮断方法において、多軸ロボットの異常動作を検出する異常検出回路を前記安全ユニットに設け、該異常検出回路が異常とする信号を前記ＣＰＵに出力するステップにより、前記ＣＰＵが前記モータ電源遮断回路を遮断動作させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、従来より用いていた異常検出用のＣＰＵを断線時のモータ電源遮断にも兼用させることで、別途、高価なＰＬＣを必要とせず、また中継による信号伝達の遅れを考慮する必要がなく、各ユニットの電源が分離でき、しかも信号線のどこに断線が生じても全てのユニットに断線発生を報じることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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】
【００１３】
図１は、本発明に係る多軸ロボット用電源回路のブロック図である。
図１において、１００は本発明に係る多軸ロボット用電源回路である。図中、図８と同一符号は図８で説明した要素と同じものであるので、説明は省略する。  １０、２０、３０はモータ電源遮断回路１９、２９、３９をそれぞれ動作させる本発明に係る安全ユニットである。安全ユニット１０、２０、３０は前段および後段の安全ユニットとそれぞれ通信線Ｌ１２、Ｌ２３で接続されている。
【００１４】
図２は各安全ユニット１０〜３０の内部構成と各安全ユニット１０〜３０間の配線関係を示す図である。図２の安全ユニット１０の構成は他の安全ユニット２０、３０の構成と同じであるが、ただし安全ユニット１０は３ケのマニピュレータから構成される場合の終端となるため、第１入力回路１１の入力は「Ｈ」となるようにレベルが固定されている点で他の安全ユニット２０、３０とは異なる。
以下、安全ユニット１０について説明する。
〈安全ユニット１０の内部構成と配線関係〉
安全ユニット１０は第１入力回路（Ａ）１１と第２入力回路（Ｂ）１６と第１出力回路（Ａ）１４と第２出力回路（Ｂ）１７と１個のＣＰＵ１２と１個の論理回路（例えばアンド回路）１３とを備えて成る。
第１入力回路１１は入力信号が入ると正常とする入力信号（１）（注：図２では丸１の符号を使用しているが、明細書では丸１の符号が使用できないのでカッコつき１で代用することとする。以下、同じ。）をそれぞれＣＰＵ１２と論理回路１３に出力する。ＣＰＵ１２は入力信号（１）が入ると正常とするＣＰＵ出力信号（２）を論理回路１３に、またＣＰＵ出力信号（７）をモータ電源遮断回路１９に正常とする信号を出力する。したがって、モータ電源遮断回路１９は遮断動作は行わない。
論理回路１３は第１入力回路１１からの入力信号（１）とＣＰＵ１２からのＣＰＵ出力信号（２）が入ると正常とする出力信号を第１出力回路１４に出力し、第１出力回路１４は出力信号が入ると正常とする出力信号（３）を隣の安全ユニット２０の第１入力回路（Ａ）２１に出力する。
一方、安全ユニット１０のフィードバック側では、隣の安全ユニット２０の第２出力回路２７からの出力信号（５’）が第２入力回路１６と第２出力回路１７に入ると、第２入力回路１６は正常とする入力信号（４）をＣＰＵ１２に出力し、第２出力回路１７は正常とする出力信号（５）を下流の安全ユニット（図示なし）へ出力する。ＣＰＵ１２は入力信号（４）が入ると正常とするＣＰＵ出力信号（２）を論理回路１３に、また、ＣＰＵ出力信号（７）をモータ電源遮断回路１９に正常とする信号を出力する。したがって、モータ電源遮断回路１９は遮断動作は行わない。
以下、安全ユニット２０および安全ユニット３０の内部構成と配線関係も同様である。ただし、最終端（図では安全ユニット３０）では、安全ユニット３０の第１出力回路３４からの出力信号（３”）は隣の安全ユニットがないので自己の第２入力回路３６および第２出力回路３７の入力側にフィードバックする点が他の安全ユニット１０、２０とは異なっている。
以上は第１入力回路１１および第２入力回路１６に入力のある正常な場合であるが、第１入力回路１１および第２入力回路１６に入力がなくなった場合について説明する。
〈第１入力回路１１に入力がない場合〉
そこで、第１入力回路１１に入力が断たれると第１入力回路１１は次の回路に入力（１）を出さなくなり、これによってＣＰＵ１２は入力信号（１）が入らないので、モータ電源遮断回路１９に開閉スイッチ１９Ｋを開にする出力を出し、モータへの給電を停止させる。また、論理回路１３は一方の入力信号がないので第１出力回路１４に出力信号（３）を出さなくなり、したがって第１出力回路１４は隣の安全ユニット２０の入力回路２１に出力信号（３）を出力しなくなる。
〈第２入力回路１６に入力がない場合〉
また、第２入力回路１６に入力が断たれると第２入力回路１６はＣＰＵ１２に入力信号（４）を出さなくなり、これによってＣＰＵ１２は入力信号（４）が入らないので、モータ電源遮断回路１９に開閉スイッチ１９Ｋを開にする出力を出し、モータへの給電を停止させる。また、第２出力回路１７は出力信号（５）を隣の安全ユニット（図示なし）へ出力しなくなる。
【００１５】
〈異常検出回路１５から異常信号（６）がＣＰＵ１２に入力した場合〉
安全ユニット１０には従来装置で設けていた異常検出回路１５がある。
モータ回転数が所定範囲を逸脱した高回転になったり、ロボットアームが所定の安全範囲内を逸脱した場合には、エンコーダや専用センサがこのことを検知して異常検出回路１５に異常とする信号を送る。異常検出回路１５は異常信号を受け取ると、ＣＰＵ１２に異常信号（６）を送り、これによってＣＰＵ１２はモータ電源遮断回路１９に開閉スイッチ１９Ｋを開にする出力を出し、モータ２１１（図１）への給電を停止させる。
以上の安全ユニット１０の構成および動作は、安全ユニット２０および３０に対しても同様である。
【００１６】
〈安全ユニット１０の具体的回路〉
図３は図２の安全ユニット１０の内部構成を実現する１例を示す具体的回路図である。図３の安全ユニット１０は上述したように第１入力回路１１の入力を「Ｈ」レベルに固定している以外は他の安全ユニット２０、３０の構成と同じである。以下、安全ユニット１０の内部構成について説明する。
第１入力回路１１はフォトカプラで実現され、第１入力回路１１に入力信号があるとＶＣＣ２電圧で発光素子が発光し、受光素子がその光を受けて導通し、ＶＣＣ１電位に等しくなった入力信号（１）を次のＣＰＵ１２と論理回路１３に入力する。
第１出力回路１４は同じくフォトカプラで実現され、論理回路１３からの出力信号が第１出力回路１４に入ると発光素子が発光し、受光素子がその光を受けて導通し、ＶＣＣ２電位に等しくなった出力信号（３）を隣の安全ユニットへ出力する。
第２入力回路１６も同じくフォトカプラで実現され、第２入力回路１６に入力信号があると直列接続された２個の発光素子がそれぞれ発光し、受光素子がその光を受けて導通し、ＶＣＣ１電位に等しくなった入力信号（４）を次のＣＰＵ１２に入力し、また、同じくフォトカプラで実現される第２出力回路１７の発光素子が発光することで、受光素子その光を受けて導通し、ＶＣＣ２電位に等しくなった出力信号（５）を隣の安全ユニットへ出力する。
【００１７】
次に、断線が発生したときの本発明に係るモータ電源遮断回路の動作について説明する。説明の都合上、断線発生の場所を、
（ａ）安全ユニット１０から安全ユニット２０に至る途中で断線が発生した場合（往路）と、
（ｂ）安全ユニット３０から安全ユニット２０に至る途中で断線が発生した場合（復路）の２例についての全てのモータ電源遮断回路の瞬時動作について、まず説明する。
【００１８】
〈ａ：安全ユニット１０の往路の出力側での断線発生〉
図４は安全ユニット１０から安全ユニット２０に至る途で断線が発生した場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図で、上から順に安全ユニット１０、２０、３０である。
安全ユニット１０では、上から順に、（イ）異常検出回路１５の出す異常信号（６）（Ｈで正常、Ｌで異常）、（ロ）第１入力回路（Ａ）１１の出す入力信号（１）、（ハ）ＣＰＵ１２の出すＣＰＵ出力信号（２）、（ニ）モータ電源遮断回路１９の出す遮断信号（Ｈで閉、Ｌで遮断）、（ホ）第１出力回路（Ａ）１４の出す出力信号（３）、（ヘ）第２入力回路（Ｂ）１６の出す入力信号（４）、（ト）第２出力回路（Ｂ）１７の出す出力信号（５）をそれぞれ表している。
また、安全ユニット２０では、上から順に、（イ）異常検出回路２５の出す異常信号（６’）（Ｈで正常、Ｌで異常）、（ロ）第１入力回路（Ａ）２１の出す入力信号（１’）、（ハ）ＣＰＵ２２の出すＣＰＵ出力信号（２’）、（ニ）モータ電源遮断回路２９の出す遮断信号（Ｈで閉、Ｌで遮断）、（ホ）第１出力回路（Ａ）２４の出す出力信号（３’）、（ヘ）第２入力回路（Ｂ）２６の出す入力信号（４’）、（ト）第２出力回路（Ｂ）２７の出す出力信号（５’）をそれぞれ表している。
そして、安全ユニット３０では、上から順に、（イ）異常検出回路３５の出す異常信号（６”）（Ｈで正常、Ｌで異常）、（ロ）第１入力回路（Ａ）３１の出す入力信号（１”）、（ハ）ＣＰＵ３２の出すＣＰＵ出力信号（２”）、（ニ）モータ電源遮断回路３９の出す遮断信号（Ｈで閉、Ｌで遮断）、（ホ）第１出力回路（Ａ）３４の出す出力信号（３”）、（ヘ）第２入力回路（Ｂ）３６の出す入力信号（４”）、（ト）第２出力回路（Ｂ）３７の出す出力信号（５”）をそれぞれ表している。
【００１９】
（ｉ）（ＡＣサーボモータ２２１の停止）
そこで、安全ユニット１０の第１出力回路１４（図２）と安全ユニット２０の第１入力回路２１（図２）の間の信号線（図２中の※断線１の箇所）に時刻ｔ１で断線が発生したすると、時刻ｔ１までの各部位は正常であったが、まず最初に、安全ユニット２０の第１入力回路（Ａ）２１（図２）の出す出力信号（１’）がＨ→Ｌとなる。第１入力回路２１からの「Ｌ」出力信号（１’）はＣＰＵ２２に入力されＣＰＵ２２の出力はそれまでの「Ｈ」出力信号（７’）が「Ｌ」出力信号（７’）となり、これがモータ電源遮断回路２９に送られ、モータ電源遮断回路２９がその開閉スイッチ２９Ｋを遮断し、ＡＣサーボモータ２２１（図１）が停止する。
【００２０】
（ii）（ＡＣサーボモータ２３１の停止）
また、安全ユニット２０の第１入力回路２１からの「Ｌ」出力信号（１’）は論理（ＡＮＤ）回路２３の入力端子の一方へ入ることで、ＡＮＤ（両入力端子が「Ｈ」の場合にのみ「Ｈ」を出力する）条件が崩れ、論理回路２３から出力回路２４への出力信号（３’）は「Ｌ」となり、これが安全ユニット３０の入力回路３１に入る。入力回路３１に「Ｌ」出力信号（３’）が入ると入力回路３１はＣＰＵ３２に「Ｌ」入力信号（１”）を送り、ＣＰＵ３２の出力信号（７”）はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」となり、これがモータ電源遮断回路（図１）３９に送られ、モータ電源遮断回路３９がその開閉スイッチ３９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２３１（図１）が停止する。
【００２１】
（iii）（ＡＣサーボモータ２１１の停止）
また、安全ユニット３０の第１入力回路３１からの「Ｌ」出力信号（１”）は論理（ＡＮＤ）回路３３の入力端子の一方へ入ることで、ＡＮＤ条件が崩れ、論理回路３３から第１出力回路３４への出力信号は「Ｌ」となり、第１出力回路３４からの「Ｌ」出力信号（３”）は安全ユニット３０のフィードバック系により第２出力回路３７に入る。第２出力回路３７に「Ｌ」出力信号（３”）が入ると第２出力回路３７は「Ｌ」出力信号（５”）を隣の安全ユニット２０の第２出力回路２７に送り、第２出力回路２７は「Ｌ」出力信号（５’）を隣の安全ユニット１０の第２入力回路１６に送る。第２入力回路１６はＣＰＵ１２に「Ｌ」入力信号（４）を送り、ＣＰＵ１２の出力信号（７）はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」となり、これがモータ電源遮断回路（図１）１９に送られ、モータ電源遮断回路１９がその開閉スイッチ１９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２１１（図１）が停止する。
【００２２】
以上のように、安全ユニット１０から安全ユニット２０への途中で時刻ｔ１に断線が発生した場合、本発明によれば、すべてのモータ電源遮断回路１９、２９，３９が瞬時に動作し、すべての開閉スイッチ１９Ｋ〜３９Ｋ（図１）が開となり、ＡＣサーボモータ２１１〜２３１のすべてが瞬時に停止することになり、安全が確保されることとなる。
【００２３】
〈ｂ：安全ユニット３０の復路側での断線発生〉
図５は安全ユニット３０から安全ユニット２０に至る途で断線が発生した場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図で、上から順に安全ユニット１０、２０、３０である。
（ｉ）（ＡＣサーボモータ２２１の停止）
そこで、安全ユニット３０の第２出力回路３７（図２）と安全ユニット２０の第２入力回路２６（図２）の間の信号線（図２中の※断線２の箇所）に時刻ｔ２で断線が発生したすると、時刻ｔ２までの各部位は正常であったが、まず最初に、安全ユニット２０の第２入力回路（Ｂ）２６（図２）の出す出力信号（４’）がＨ→Ｌとなる。第２入力回路２６からの「Ｌ」入力信号（４’）はＣＰＵ２２に入力されＣＰＵ２２の出力はそれまでの「Ｈ」出力信号（７’）が「Ｌ」出力信号（７’）となり、これがモータ電源遮断回路２９に送られ、モータ電源遮断回路２９がその開閉スイッチ２９Ｋを遮断し、ＡＣサーボモータ２２１（図１）が停止する。
【００２４】
（ii）（ＡＣサーボモータ２１１の停止）
また、安全ユニット２０の第２出力回路（Ｂ）２７（図２）の出す出力信号（５’）がＨ→Ｌとなる。第２出力回路２７からの「Ｌ」出力信号（５’）は隣の安全ユニット１０の第２入力回路（Ｂ）１６（図２）に入り、第２入力回路１６の出す入力信号（４）がＨ→Ｌとなる。第２入力回路１６からの「Ｌ」入力信号（４）はＣＰＵ１２に入力されＣＰＵ１２の出力はそれまでの「Ｈ」出力信号（７）が「Ｌ」出力信号（７）となり、これがモータ電源遮断回路１９に送られ、モータ電源遮断回路１９がその開閉スイッチ１９Ｋを遮断し、ＡＣサーボモータ２１１（図１）が停止する。
【００２５】
（iii）（ＡＣサーボモータ２３１の停止）
また、安全ユニット２０の第２入力回路２６からの「Ｌ」入力信号（４’）は
ＣＰＵ２２に入り、ＣＰＵ２２は「Ｌ」ＣＰＵ出力信号（２’）を論理（ＡＮＤ）回路２３の入力端子の一方へ送ることで、ＡＮＤ条件が崩れ、論理回路２３から出力回路２４への出力信号は「Ｌ」となり、出力回路２４の「Ｌ」出力信号（３’）が隣の安全ユニット３０の第１入力回路３１に入る。第１入力回路３１に「Ｌ」出力信号（３’）が入ると第１入力回路３１はＣＰＵ３２に「Ｌ」入力信号（１”）を送り、ＣＰＵ３２の出力信号（７”）はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」となり、これがモータ電源遮断回路（図１）３９に送られ、モータ電源遮断回路３９がその開閉スイッチ３９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２３１（図１）が停止する。
【００２６】
以上のように、安全ユニット３０から安全ユニット２０への途中で時刻ｔ２に断線が発生した場合、本発明によれば、すべてのモータ電源遮断回路１９、２９，３９が瞬時に動作し、すべての開閉スイッチ１９Ｋ〜３９Ｋ（図１）が開となり、ＡＣサーボモータ２１１〜２３１のすべてが瞬時に停止することになり、安全が確保されることとなる。
【００２７】
以上、Ａで安全ユニット１０→２０の往路の線路に断線が発生した場合、Ｂで安全ユニット３０→２０の復路の線路に断線が発生した場合について本発明により、すべてのモータ電源が瞬時に遮断されることになる。
また、他の箇所での断線発生の場合（すなわち安全ユニット１０の上流での断線、安全ユニット２０→３０での断線、安全ユニット３０→３０のフィードバックでの断線、安全ユニット２０→１０での断線、および安全ユニット１０・２０・３０内での断線の場合）も、本発明によれば全く同様のシーケンスによってすべてのモータ電源が瞬時に遮断されることになる。
次に、安全ユニット内で異常検出回路が異常を発信したときの本発明に係るモータ電源遮断回路の動作について、（ｃ）安全ユニット１０内の異常検出回路が異常を検出したときと、（ｄ）安全ユニット３０内の異常検出回路が異常を検出したときの２例についての全てのモータ電源遮断回路の瞬時動作について説明する。
【００２８】
〈ｃ：安全ユニット１０内で異常が検出されたとき〉
図６は安全ユニット１０内で異常が検出された場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図で、上から順に安全ユニット１０、２０、３０である。
（ｉ）（ＡＣサーボモータ２１１の停止）
安全ユニット１０の異常検出回路１５（図２）が時刻ｔ３で異常を検出すると、時刻ｔ３までの各部位は正常であったが、時刻ｔ３からは異常検出回路１５からの信号（６）はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」に変わり、この「Ｌ」信号（６）はＣＰＵ１２に送られる。そこで、ＣＰＵ１２はその「Ｌ」ＣＰＵ出力信号（７）をモータ電源遮断回路１９（図２）に送り、モータ電源遮断回路１９（図１）がその開閉スイッチ１９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２１１（図１）が停止する。
【００２９】
（ii）（ＡＣサーボモータ２２１の停止）
また、ＣＰＵ１２はその「Ｌ」ＣＰＵ出力信号（２）を論理（ＡＮＤ）回路１３の入力端子の一方へ送ることで、ＡＮＤ条件が崩れ、論理回路１３から第１出力回路１４への出力信号は「Ｌ」となり、第１出力回路１４の「Ｌ」出力信号（３）が隣の安全ユニット２０の第１入力回路２１に入る。第１入力回路２１に「Ｌ」出力信号（３）が入ると第１入力回路２１はＣＰＵ２２に「Ｌ」入力信号（１’）を送り、ＣＰＵ２２の出力信号（７’）はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」となり、これがモータ電源遮断回路２９（図２）に送られ、モータ電源遮断回路２９（図１）がその開閉スイッチ２９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２２１（図１）が停止する。
【００３０】
（iii）（ＡＣサーボモータ２３１の停止）
また、安全ユニット２０のＣＰＵ２２はその「Ｌ」ＣＰＵ出力信号（２’）を論理回路２３の入力端子の一方へ送ることで、ＡＮＤ条件が崩れ、論理回路２３から第１出力回路２４への出力信号は「Ｌ」となり、第１出力回路２４の「Ｌ」出力信号（３’）が隣の安全ユニット３０の第１入力回路３１に入る。第１入力回路３１に「Ｌ」出力信号（３’）が入ると第１入力回路３１はＣＰＵ３２に「Ｌ」入力信号（１”）を送り、ＣＰＵ３２の出力信号（７”）はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」となり、これがモータ電源遮断回路３９（図２）に送られ、モータ電源遮断回路３９（図１）がその開閉スイッチ３９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２３１（図１）が停止する。
【００３１】
以上のように、安全ユニット１０内で異常が検出された場合、本発明によれば、すべてのモータ電源遮断回路１９、２９，３９が瞬時に動作し、すべての開閉スイッチ１９Ｋ〜３９Ｋ（図１）が開となり、ＡＣサーボモータ２１１〜２３１のすべてが瞬時に停止することになり、安全が確保されることとなる。
【００３２】
〈ｄ：安全ユニット３０内で異常が検出されたとき〉
図７は安全ユニット３０内で異常が検出された場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図で、上から順に安全ユニット１０、２０、３０である。
（ｉ）（ＡＣサーボモータ２３１の停止）
安全ユニット３０の異常検出回路３５（図２）が時刻ｔ４で異常を検出すると、時刻ｔ３までの各部位は正常であったが、時刻ｔ３からは異常検出回路３５からの信号（６”）はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」に変わり、この「Ｌ」信号（６”）はＣＰＵ３２に送られる。そこで、ＣＰＵ３２はその「Ｌ」ＣＰＵ出力信号（７”）をモータ電源遮断回路３９（図２）に送り、モータ電源遮断回路３９（図１）がその開閉スイッチ３９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２３１（図１）が停止する。
【００３３】
（ii）（ＡＣサーボモータ２２１の停止）
安全ユニット３０のＣＰＵ３２はその「Ｌ」ＣＰＵ出力信号（２”）を論理回路３３の入力端子の一方へ入ることで、ＡＮＤ条件が崩れ、論理回路３３から第１出力回路３４への出力信号は「Ｌ」となり、第１出力回路３４からの「Ｌ」出力信号（３”）は安全ユニット３０のフィードバック系により第２出力回路３７に入る。第２出力回路３７に「Ｌ」出力信号（３”）が入ると第２出力回路３７は「Ｌ」出力信号（５”）を隣の安全ユニット２０の第２入力回路２６に送る。第２入力回路２６はＣＰＵ２２に「Ｌ」入力信号（４’）を送り、ＣＰＵ２２はＣＰＵ出力信号（７’）をモータ電源遮断回路２９（図２）に送り、モータ電源遮断回路２９（図１）がその開閉スイッチ２９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２２１（図１）が停止する。
【００３４】
（iii）（ＡＣサーボモータ２１１の停止）
また、安全ユニット３０の第２出力回路３７が「Ｌ」出力信号（５”）を隣の安全ユニット２０の第２出力回路２７に送り、第２出力回路２７は「Ｌ」出力信号（５’）をさらに隣の安全ユニット１０の第２入力回路１６に送る。第２入力回路１６はＣＰＵ１２に「Ｌ」入力信号（４）を送り、ＣＰＵ１２の出力信号（７はそれまでの「Ｈ」から「Ｌ」となり、これがモータ電源遮断回路１９（図２）に送られ、モータ電源遮断回路１９（図１）がその開閉スイッチ１９Ｋ（図１）を遮断し、ＡＣサーボモータ２１１（図１）が停止する。
【００３５】
以上のように、安全ユニット３０内で異常が検出された場合、本発明によれば、すべてのモータ電源遮断回路１９、２９，３９が瞬時に動作し、すべての開閉スイッチ１９Ｋ〜３９Ｋ（図１）が開となり、ＡＣサーボモータ２１１〜２３１のすべてが瞬時に停止することになり、安全が確保されることとなる。
以上のことは、安全ユニット２０内で異常が検出された場合も同様で、本発明によれば以上の同様のシーケンスですべてのモータ電源遮断回路１９、２９，３９が動作し、ＡＣサーボモータ２１１〜２３１のすべてが瞬時に停止することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る多軸ロボット用電源回路のブロック図である。
【図２】各安全ユニットの内部構成と各安全ユニット間の配線関係を示す図である。
【図３】図２の安全ユニットの内部構成の１例としての具体的回路図である。
【図４】安全ユニット１０から安全ユニット２０に至る途で断線が発生した場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図である。
【図５】安全ユニット３０から安全ユニット２０に至る途で断線が発生した場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図である。
【図６】安全ユニット１０内で異常が検出された場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図である。
【図７】安全ユニット３０内で異常が検出された場合の各安全ユニット内の各部位のタイミングチャートを示す図である。
【図８】従来の多軸ロボット用電源回路のブロック図である。
【図９】従来の全ユニット全入出力方式を説明するブロック図である。
【図１０】従来の共通ＰＬＣ設置方式を説明するブロック図である。
【図１１】従来のオープンコレクタ方式を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００  本発明に係る多軸ロボット用電源回路
１０、２０、３０  安全ユニット
１１、２１、３１  第１入力回路（Ａ）
１２、２２、３２  ＣＰＵ
１３、２３、３３  論理回路（アンド回路）
１４、２４、３４  第１出力回路（Ａ）
１５、２５、３５  異常検出回路
１６、２６、３６  第２入力回路（Ｂ）
１７、２７、３７  第２出力回路（Ｂ）
１９、２９、３９  モータ電源遮断回路
１９Ｋ、２９Ｋ、３９Ｋ  開閉スイッチ
Ｌ１２、Ｌ２３、通信線
４１〜４３  多軸マニピュレータ（多軸ロボット）
１１０、１２０、１３０  多軸サーボアンプ
１１１、１２１、１３１  パワー部
１１２、１２２、１３２  給電線
１１３、１２３、１３３  制御部
２１０、２２０、２３０  多軸サーボモータ
２１１、２２１、２３１、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ  ＡＣサーボモータ
２１２、２２２、２３２、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ  エンコーダ
５  上位コントローラ
６  ＡＣ電源
【図１】
2009208158.tif 000003
【図２】
2009208158.tif 000004
【図３】
2009208158.tif 000005
【図４】
2009208158.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009208158.tif 000009
【図８】
2009208158.tif 000010
【図９】
2009208158.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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