(57)【要約】【課題】集電子がトロリー線から微小な時間だけ離線しても移動式ロボットの駆動を停止せずに続行できる移動式ロボット制御装置および移動式ロボット制御システムを提供する。【解決手段】トロリー線に集電子を接触させ集電することにより移動式ロボットを駆動する移動式ロボット制御装置で、信号伝送用のトロリー線と集電子とを介して外部制御装置との間で通信信号を送受信する通信ユニットにおいて検出された信号伝送用のトロリー線と集電子の接触状態から、集電子と信号伝送用のトロリー線との接触不良が生じていると認識される時間を計数し（１０２）、計数時間が所定時間以上の場合（１０４Ｙ）には移動式ロボットの駆動を停止し（１１０）、計数時間が所定時間未満または通信ユニットにおいて集電子と信号伝送用のトロリー線との接触不良が検出されない場合（１００Ｎ、または１０４Ｎかつ１０６Ｙ）には、移動式ロボットの駆動を継続する。【選択図】図６
2009011026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給用のトロリー線に接触して集電する第１の集電子を介して外部制御装置から供給された電力を用いて移動式ロボットの駆動を制御する駆動制御部と、
前記電力供給用のトロリー線に並んで配置された信号伝送用のトロリー線に接触する第２の集電子を介して前記外部制御装置との間で通信信号を送受信すると共に、前記第２の集電子と前記信号伝送用のトロリー線との接触状態を検出する通信ユニットと、
前記通信ユニットの検出結果を用いて、前記第２の集電子と前記信号伝送用のトロリー線との接触不良が生じていると認識される時間を計数するためのタイマと、
前記タイマにより計数された時間が所定時間以上の場合には、前記移動式ロボットの駆動を停止すると共に、前記タイマにより計数された時間が所定時間未満の場合または前記通信ユニットにおいて前記第２の集電子と前記信号伝送用のトロリー線との接触不良が検出されない場合には、前記通信ユニットを介して前記外部制御装置との間で通信信号の送受信を行ないながら前記駆動制御部を制御して前記移動式ロボットの駆動を継続する制御部と、
を備えた移動式ロボット制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動式ロボット制御装置と、
前記電力供給用のトロリー線に電力を供給すると共に、前記信号伝送用のトロリー線を介して前記移動式ロボット制御装置との間で通信信号を送受信する外部制御装置と、
を備えた移動式ロボット制御システム。
【請求項３】
前記通信信号が前記所定時間よりも長い時間継続して前記信号伝送用のトロリー線に出力されるように構成した請求項２に記載の移動式ロボット制御システム。
【請求項４】
予め設定された温度を超えた場合に通電を停止する安全手段を、前記第１の集電子及び第２の集電子と前記移動式ロボット制御装置との間、前記移動式ロボット制御装置内であって前記第１の集電子及び第２の集電子に電気的に最も近い部位、前記外部制御装置と前記トロリー線との間、の少なくとも１箇所に設けた請求項２または請求項３に記載の移動式ロボット制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロリー線により電力供給を受けると共に各種信号を受信して動作する移動式ロボットを制御する移動式ロボット制御装置および移動式ロボット制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、作業の効率化や省力化を図るため、様々な分野で移動式ロボットが採用されている（特許文献１参照。）。移動式ロボットに対する電力供給或いは制御信号の供給は、トロリー線から集電装置を介して行なったり（以下、トロリー方式）、ケーブルを介して行なったり（以下、ケーブル方式）している。
【０００３】
トロリー方式は、ケーブル方式等と比べて、ケーブルの長さに制約を受けずに移動することができるため、ロボットの動作に制約がかからない点で優れており、広く採用されている。
【０００４】
なお、トロリー方式で用いられるトロリー線の施工工事では、ロール巻状態で購入したトロリー線を専用手動治具で直線状に直して設置している。このとき、トロリー線の曲がりが完全にとれなかったり、うねりが生じたりする可能性がある。また、トロリー線を複数線接続して走行距離を長くする場合には、トロリー線の継ぎ目に段差が生じ有る場合もある。設置したトロリー線にうねりや曲がり、つぎ目の段差が生じると、集電子とトロリー線との間で、チャタリング等が生じて集電子とトロリー線が離間する可能性がある。また、集電子とトロリー線との接触状態が悪い（集電子とトロリー線との当接部分の角度が大きくなる等）場合には、集電子に偏摩耗、片ベリ等が生じやすくなり、更に接触不良が発生しやすくなる。
【０００５】
また、集電子には、シングルタイプの集電子やダブル（タンデム）タイプの集電子があるが、ダブルタイプのものであったとしても、片方の集電子が接触不良の状態で、更に、トロリー線の段差などにより正常側の集電子もトロリー線から離間する可能性も全く無いとはいえない。
【０００６】
しかしながら、トロリー線と集電子との離間が微小な時間程度であれば、離線しても放電により途切れずに電力供給を行なうことができ、ロボットの駆動に影響は生じない。従って、微小な時間であれば離線してもロボットの駆動を停止せずに継続させることが作業効率の観点から望ましい。
【０００７】
ところで、トロリー線は、前述したように、電力供給だけでなく各種制御信号の授受のためにも用いられている。この場合には、電力供給用のトロリー線に対して外部通信用のトロリー線を並列配置して用い、この外部通信用のトロリー線を介して、移動式ロボットの制御盤（移動側）と外部の制御装置（地上固定側）との間で、各種制御信号等をやりとりする。
【０００８】
移動式ロボット側の制御盤には、外部通信用のトロリー線を介して外部の制御装置との間で信号をやりとりするための通信ユニットが設けられる。この通信ユニットには、一般的に市販されているものを用いることができる。現在広く流通している市販品の通信ユニットは、実績があり多方面で使用され、信頼性が高い。なお、通信ユニットは、外部の制御装置から受信した信号を走行ロボット制御盤のコントロールユニットに出力するだけでなく、常にトロリー線と集電子との接触状態をスキャンし、そのスキャン結果もコントロールユニットに出力している。コントロールユニットは、スキャン結果を受信して離線を検知すると、通信異常が発生したとしてロボットの動作を停止する。
【０００９】
ところが、一般的に市販されているトロリー用の通信ユニットの多くは、わずかな離線（例えば、0.001〜0.005秒程度の離線）で、異常信号をコントロールユニットに出力するため（すなわち、検出精度が高すぎる）、前述のように、ロボットの動作に影響の無い程度の離線であっても、異常信号を受けたコントロールユニットは、ロボットの動作を停止してしまう、という問題がある。
【００１０】
トロリー線の施工工事を精密に行なうことができれば、こうした離線による問題は生じにくいが、トロリー線の施工工事は作業者の作業にも依存するため、品質の精度向上には限界がある。
【特許文献１】特開平５−２００６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、集電子がトロリー線から微小な時間だけ離線しても移動式ロボットの駆動を停止せずに続行できる移動式ロボット制御装置および移動式ロボット制御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】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の移動式ロボット制御装置は、電力供給用のトロリー線に接触して集電する第１の集電子を介して外部制御装置から供給された電力を用いて移動式ロボットの駆動を制御する駆動制御部と、前記電力供給用のトロリー線に並んで配置された信号伝送用のトロリー線に接触する第２の集電子を介して前記外部制御装置との間で通信信号を送受信すると共に、前記第２の集電子と前記信号伝送用のトロリー線との接触状態を検出する通信ユニットと、前記通信ユニットの検出結果を用いて、前記第２の集電子と前記信号伝送用のトロリー線との接触不良が生じていると認識される時間を計数するためのタイマと、前記タイマにより計数された時間が所定時間以上の場合には、前記移動式ロボットの駆動を停止すると共に、前記タイマにより計数された時間が所定時間未満の場合または前記通信ユニットにおいて前記第２の集電子と前記信号伝送用のトロリー線との接触不良が検出されない場合には、前記通信ユニットを介して前記外部制御装置との間で通信信号の送受信を行ないながら前記駆動制御部を制御して前記移動式ロボットの駆動を継続する制御部と、を備えている。
【００１３】
また、請求項２の発明の移動式ロボット制御システムは、請求項１に記載の移動式ロボット制御装置と、前記電力供給用のトロリー線に電力を供給すると共に、前記信号伝送用のトロリー線を介して前記移動式ロボット制御装置との間で通信信号を送受信する外部制御装置と、を備えている。
【００１４】
前述したように、トロリー線と集電子との離間が微小な時間程度であれば、離線しても放電により電力供給に影響は生じない。そこで請求項１及び請求項２に係る発明は、通信ユニットにおいて検出された信号伝送用のトロリー線と第２の集電子の接触状態から、第２の集電子と信号伝送用のトロリー線との接触不良が生じていると認識される時間を計数し、計数時間が所定時間以上の場合には移動式ロボットの駆動を停止し、計数時間が所定時間未満または通信ユニットにおいて第２の集電子と信号伝送用のトロリー線との接触不良が検出されない場合には、移動式ロボットの駆動を継続するようにしたため、微小な時間であれば離線してもロボットの動作を停止せずに継続させることができ、これにより作業効率の低下を抑えることができる。
【００１５】
請求項３の発明のように、請求項２に記載の移動式ロボット制御システムを、前記通信信号が前記所定時間よりも長い時間継続して前記信号伝送用のトロリー線に出力されるように構成してもよい。
【００１６】
このように構成することにより、第２の集電子と信号伝送用のトロリー線とが短い時間だけ離線したとしても、通信信号の受け渡しが途切れることなく正常に移動式ロボットの駆動を続行できる。
【００１７】
請求項４の発明のように、請求項２または請求項３に記載の移動式ロボット制御システムにおいて、予め設定された温度を超えた場合に通電を停止する安全手段を、前記第１の集電子及び第２の集電子と前記移動式ロボット制御装置との間、前記移動式ロボット制御装置内であって前記第１の集電子及び第２の集電子に電気的に最も近い部位、前記外部制御装置と前記トロリー線との間、の少なくとも１箇所に設けてもよい。
【００１８】
このような構成により、第２の集電子と信号伝送用のトロリー線の接触不良の時間が所定時間以下であっても、実際に異常が発生して温度が上昇した場合には、通電が停止または制限されるため、火災等の災害の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、集電子がトロリー線から微小な時間だけ離線しても移動式ロボットの駆動を停止せずに続行できる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態の移動式ロボット１及び移動式ロボット１の動作を制御する移動式ロボット制御システム２の概略構成を示す模式図である。
【００２２】
移動式ロボット１は、走行台車１０、ロボット本体１７、及びロボット教示器１８（図１では不図示、図４参照）とを備えている。
【００２３】
走行台車１０は、走行台車本体１２及び車輪１３を備えている。走行台車１０の車輪１３は、敷設されたレール（不図示）上に回転可能に載置され、車輪１３がレール上を回転することによって走行台車１０が移動する。走行台車本体１２には、走行用駆動部１４及びロボット本体１７が搭載されている。走行用駆動部１４は、走行用サーボモータ１５及び減速機１６からなり、この走行用駆動部１４によって走行台車１０が駆動される。
【００２４】
走行台車本体１２に載置されたロボット本体１７は、４〜６軸程度の産業用ロボットである。ロボット教示器１８は、ロボット本体１７の動作状態や走行台車１０の移動状態を表示したり、ロボット本体１７の各軸値による動作量や入出力信号の指定などを行ったりするためのユーザインタフェースである。本実施の形態の移動式ロボット１は、レールに沿って各工程毎に配置された工作機械（不図示）の各々に対して、各工作機械に未加工の工作対象物（未加工ワーク）を搬入したり、各工作機械で加工済の工作対象物（加工済ワーク）を取り出したりするために駆動制御される。この工作機械及び移動式ロボット１の作業により、工作機械による加工が全くなされていない状態の粗材未加工ワークが、各工程の工作機械で加工されて最終的に完成ワークが生成される。
【００２５】
本実施の形態の移動式ロボット１は、トロリー方式で駆動され、移動式ロボット１を駆動するために、複数（本実施の形態では１０本）のトロリー線５０が、走行台車本体１２が走行するレールに平行に配設されている。なお、１０本のトロリー線５０は、４本の電力供給用トロリー線５２、４本の特殊信号用トロリー線５４、及び２本の外部通信用トロリー線５６から構成されている（図５も参照。）。
【００２６】
移動式ロボット１の動作を制御する移動式ロボット制御システム２は、制御盤２０及び外部制御盤７０を含んで構成されている。
【００２７】
制御盤２０は、走行台車本体１２に設けられ、後述する集電装置４０のブラシ４３とトロリー線５０との接触集電により、外部制御盤７０から供給された電力、および同様に外部制御盤７０から受信した信号を用いて移動式ロボット１を駆動する。制御盤２０及び外部制御盤７０の電気的な構成は後述する。
【００２８】
集電装置４０は、走行台車本体１２下部の車輪１３付近に設けられている。本実施の形態では、同一構成の２つの集電装置４０が設けられている。以下では、この２つの集電装置を区別して説明する場合には、図１において向かって左側の集電装置をＬ側の集電装置４０Ｌと呼称し、右側の集電装置をＲ側の集電装置４０Ｒと呼称すると共に、２つの集電装置を区別せず総称する場合には、ＬまたはＲの符号を付さずに単に集電装置４０と呼称する。
【００２９】
図２は、集電装置４０の外観を示す斜視図である。なお、集電装置４０Ｌ及び集電装置４０Ｒは同一構成であるため、各々区別せずに説明する。
【００３０】
集電装置４０は、支持部４１、パンタグラフ４２、集電子（ブラシ）４３、及びブラシ保持部４４を含んで構成されている。支持部４１のフランジ部４１ａには、ボルトを挿脱可能なボルト挿通孔が所定間隔で複数個穿設されている。この支持部４１のフランジ部４１ａを走行台車本体１２の下部に重ね合わせた状態でボルト挿通孔にボルトを挿通して締め付けることにより、走行台車本体１２に支持部４１が取り付けられる。
【００３１】
支持部４１には、複数のパンタグラフ４２が取り付けられている。本実施の形態では、１０本のトロリー線５０が配設されるため、これに対応して１０個のパンタグラフ４２が取り付けられる。各パンタグラフ４２は、ブラシ保持部４４を備え、各ブラシ保持部４４は、トロリー線５０に接触して集電するブラシ４３を保持する。
【００３２】
以下、トロリー線５０の種類毎にブラシ４３を区別して説明する場合には末尾に符号を付すこととする。具体的には、電力供給用トロリー線５２に対応するブラシはブラシ４３ａと呼称し、特殊信号用トロリー線５４に対応するブラシはブラシ４３ｂ、外部通信用トロリー線５６に対応するブラシはブラシ４３ｃと呼称することとし、これらを区別せずにブラシを総称するときは、末尾にａｂｃの符号を付さずに単にブラシ４３と呼称する。
【００３３】
なお、集電装置４０の支持部４１には、難燃性のヒューズ付端子台４５（図４も参照。）が備えられている。ヒューズ付端子台４５には２０個の端子４７、４８が設けられている。このうちの半分の端子４８は接続線８０を介してブラシ４３に接続され、残りの端子４７は制御盤２０のヒューズ付端子台３１に接続される。また、ブラシ４３側の端子４８と制御盤２０側の端子４７は対になっており、一対の端子間にはヒューズ４６が設けられている。ヒューズ４６は、予め設定された温度を超えた場合に、溶断して制御盤２０とブラシ４３との間の通電を遮断する。
【００３４】
なお、集電装置４０は、各ブラシ４３の中心が走行台車１０の車輪１３の中心と一致するような位置に取り付けられることが好ましい。これは、レールのカーブ部分で、トロリー線５０とブラシ４３とのズレが生じず、トロリー線５０に対するブラシ４３の押し付け力が一定にキープされるためである。
【００３５】
図３は、トロリー線５０及びトロリー線５０に接触したブラシ４３の断面図である。同図に示すように、各トロリー線５０は、ハンガー支持部５９に支持された複数のハンガー５８の各々に１つずつ支持されている。トロリー線５０は絶縁部５０ａと、凹状の導体部５０ｂからなり、導体部５０ｂにブラシ４３の凸部が接触した状態で、ブラシ４３がトロリー線５０の溝方向に摺動可能な構成となっている。
【００３６】
なお、図１に示すように、外部制御盤７０とトロリー線５０とは、中継端子箱６０を介して接続されている。中継端子箱６０は、集電装置４０の支持部４１に設けられたヒューズ付端子台４５のような難燃性のヒューズ付端子台６０ａ（図５も参照。）を備えている。ヒューズ付端子台６０ａには、２０個の端子６２、６３が設けられている。このうち半分の端子６２はトロリー線５０に接続され、残りの端子６３は外部制御盤７０に接続される。また、トロリー線５０側の端子６２と外部制御盤７０側の端子６３は対になっており、一対の端子間にはヒューズ６１が設けられている。ヒューズ６１は、予め設定された温度を超えた場合に、溶断して外部制御盤７０とトロリー線５０との間の通電を遮断する。
【００３７】
次に、制御盤２０の電気的な構成について説明する。図４は、制御盤２０の電気的な構成、制御盤２０と集電装置４０のブラシ４３との接続状態、及び制御盤２０と移動式ロボット１との接続状態を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、集電装置４０のブラシ４３と制御盤２０とはヒューズ付端子台４５を介して接続されている。また、Ｌ側の集電装置４０Ｌ及びＲ側の集電装置４０Ｒの各々のブラシ４３とヒューズ付端子台４５とは接続線８０を介して接続される。接続線８０は、４本の電力供給線８２、４本の特殊信号線８４、及び２本の外部通信線８６により構成されている。
【００３９】
電力供給線８２は、電力供給用トロリー線５２に対応しており、１本の電力供給線（アース用）８２ａと３本の電力供給線（３相３線用）８２ｂとを含んでいる。電力供給線８２から移動式ロボット１を駆動するための電力が供給される。
【００４０】
特殊信号線８４は、特殊信号用トロリー線５４に対応しており、２本のサーボＯｎ中用特殊信号線８４ａと２本の外部非常停止用特殊信号線８４ｂとを含んでいる。サーボＯｎ中用特殊信号線８４ａは、移動式ロボット１の駆動中はスイッチ７７（後述）がＯＮ（接続）状態とされ、これにより後述するリレーユニット２９のＯＮ状態が維持されて、移動式ロボット１の駆動が可能な状態にする。また、外部非常停止用特殊信号線８４ｂは、通常運転中はＯＮ（接続）状態が維持されるが、緊急非常時にスイッチ７６（後述）がＯＦＦ（切断）状態されると、リレーユニット２９がＯＦＦ状態となり、移動式ロボット１の運転が停止される。
【００４１】
外部通信線８６は、制御盤２０が外部制御盤７０との間で通信を行なうための接続線であって、外部通信用トロリー線５６に対応している。外部制御盤７０との間でやりとりする通信信号としては、例えば、ロボット搬入ＯＫ信号やロボット干渉外信号がある。ロボット搬入ＯＫ信号は、加工が終了した工作機械から加工済ワークを取り出させ次の工程へと搬送させる作業をロボット本体１７に行なわせるための信号であって、工作機械から外部制御盤７０を介して制御盤２０に送信される信号である。この信号を制御盤２０が受け取ると、移動式ロボット１のロボット本体１７が無条件で信号送信元の工作機械に侵入し、加工済ワークを取り出す作業を開始する。また、ロボット干渉外信号は、ロボット本体１７が工作機械内で加工済ワークを取り出す作業或いは未加工ワークを工作機械に搬入する作業を終え、ロボット本体１７が工作機械外部に待避したときに、制御盤２０から外部制御盤７０を介して工作機械に送信される信号である。工作機械側では、この信号を受け取ると、ワークの搬入口の扉を閉めたり、搬入された未加工ワークの加工を開始したりする。これら信号はマシン間のインターロック信号である。
【００４２】
これら接続線８０は、集電装置４０のブラシ４３と制御盤２０とを接続するものであるが、この接続線８０の途中にヒューズ付端子台４５が設けられている。
【００４３】
Ｌ側のヒューズ付端子台４５の構成及びＲ側のヒューズ付端子台４５の構成は、同一である。前述したように、ヒューズ付端子台４５は、１０個の端子４８と、該端子４８の各々と対をなす１０個の端子４７を備え、一対の端子間には、各々ヒューズ４６が設けられている。端子４８は接続線８０を介してブラシ４３に接続され、端子４７は制御盤２０のヒューズ付端子台３１に接続されている。
【００４４】
制御盤２０は、コントロールユニット２１、電源部２６、サーボアンプ２８、リレーユニット２９、シリアル通信ユニット３０、及び難燃性のヒューズ付端子台３１を備えている。
【００４５】
ヒューズ付端子台３１は、２０個の端子３４、１０個の端子３３、及び１０個のヒューズ３２を備えている。端子３４は２個で１つの組となり、各組の一方の端子３４は接続線８０を介してＬ側のヒューズ付端子台４５の対応する端子４７に接続され、他方の端子３４は接続線８０を介してＲ側のヒューズ４６の対応する端子４７に接続される。また、１０個の端子３３のうち４つが、電源部２６に接続され、４つがリレーユニット２９に接続され、残りの２つがシリアル通信ユニット３０に接続されている。
【００４６】
なお、このヒューズ付端子台３１では、１組（２個）の端子３４に１個の端子３３が対応しており、対応する端子３４と端子３３の間には、ヒューズ３２が設けられている。ヒューズ３２は、予め設定された温度を超えた場合に、溶断してヒューズ付端子台４５と制御盤２０との間の通電を遮断する。このように、ヒューズ付端子台３１は、２つのヒューズ付端子台４５の配線を集約する形で結線し、より高い安全性を確保できるように構築される。
【００４７】
制御盤２０において、電力供給線（アース用）８２ａに接続された端子３３は接地され、電力供給線（３相３線用）８２ｂに接続された端子３３は、電源部２６に接続されている。このような構成により外部制御盤７０から制御盤２０の電源部２６に電力が供給される。
【００４８】
電源部２６には、サーボアンプ２８とリレーユニット２９とが接続されている。サーボアンプ２８には、電源部２６の他に、コントロールユニット２１、移動式ロボット１の走行台車１０（走行用サーボモータ１５及び減速機１６）、及びロボット本体１７が接続されている。サーボアンプ２８は、コントロールユニット２１からの制御信号に従い、電源部２６から供給された電力を用いて走行台車１０及びロボット本体１７の駆動を制御する。
【００４９】
リレーユニット２９は、電源部２６に接続されると共に、特殊信号線８４（サーボＯｎ中用特殊信号線８４ａ及び外部非常停止用特殊信号線８４ｂ）に接続された端子３３に接続されている。また、電源部２６にはブレーキ解除電源部２７が備えられており、このブレーキ解除電源部２７とリレーユニット２９とが接続されている。ブレーキ解除電源部２７は、リレーユニット２９を介して走行用サーボモータ１５やロボット本体１７のサーボモータに所定の電圧を印加して、各モータのブレーキを解除する。具体的には、サーボモータに電圧が印加されると、モータ内の永久磁石パッドがロータ部より離間し、モータのシャフトがフリーになることでブレーキが解除される。
【００５０】
外部通信線８６に接続された端子３３は、シリアル通信ユニット３０に接続されている。シリアル通信ユニット３０は、外部通信用トロリー線５６に対応した外部通信線８６を介して外部制御盤７０との間で通信信号のやりとりを行なう。具体的には、外部制御盤７０から受信した通信信号をコントロールユニット２１に出力したり、コントロールユニット２１から受信した通信信号を外部制御盤７０に出力したりする。
【００５１】
また、このシリアル通信ユニット３０は、常に外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃとの接触状態をスキャンし、そのスキャン結果もコントロールユニット２１に出力する。ここで用いられるシリアル通信ユニット３０は、一般的に市販されているトロリー用の通信ユニットであり、わずかな時間の離線（例えば、0.001〜0.005秒程度の離線）で、異常信号をコントロールユニットに出力する。具体的には、外部通信用トロリー線５６に摺動するブラシ４３ｃ（外部通信線８６）を流れる電流の値を検出することにより、外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃとの接触／非接触を検出する。
【００５２】
なお、シリアル通信ユニット３０は、異常信号を出力しても、シリアル通信ユニット３０自身は停止せずスキャン動作を続けるため、異常信号が出力された後に外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃが接触すればそれを検知して正常信号を出力する。
【００５３】
コントロールユニット２１は、ロジック部２２を備え、ロジック部２２には、入出力部２３、タイマ２４、及びインタフェース部２５が接続されている。
【００５４】
入出力部２３は、ロジック部２２とシリアル通信ユニット３０に接続されており、ロジック部２２とシリアル通信ユニット３０との間の信号の送受信のためのインタフェースとして機能する。タイマ２４は、シリアル通信ユニット３０から入出力部２３を介して異常信号が入力されたときに、計時を開始し、正常信号が入力されたときに計時を終了する回路である。これにより、外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃとの接触不良と認識される時間を計時することができる。
【００５５】
インタフェース部２５は、ロジック部２２とロボット教示器１８に接続されている。インタフェース部２５は、ロジック部２２で生成された信号をロボット教示器１８に出力したり、ロボット教示器１８で指定された各種パラメータをロジック部２２に出力したりする。これにより、ロジック部２２で生成された信号に基づいてロボット教示器１８にロボット本体１７の動作状態や走行台車１０の移動状態などを表示したり、ロボット教示器１８を介して入力されたロボット本体１７の各軸値による動作量や入出力信号の指定などを、ロジック部２２に設定することができる。
【００５６】
ロジック部２２は、入出力部２３を介して外部制御盤７０との間で各種通信信号（前述のロボット搬入ＯＫ信号やロボット干渉外信号等）のやりとりを行なう。また、ロジック部２２は、入出力部２３を介して外部制御盤７０から受信した通信信号に従って移動式ロボット１を駆動するための制御信号を生成して、サーボアンプ２８に出力したり、ロボット教示器１８の表示用の信号を生成して、インタフェース部２５を介してロボット教示器１８に出力したりする。また、逆に、入出力部２３を介して外部制御盤７０に対し移動式ロボット１の駆動状態を通知したりする。なお、外部通信用トロリー線５６で伝送する通信信号が、パルス信号のような幅の短い信号ではなく、所定レベルの状態が何秒間か（ここでは、後述するタイマ２４に設定される時間よりある程度長い時間だけ）継続する幅の長い信号となるように、予めロジック部２２が設計されている。
【００５７】
また、ロジック部２２は、シリアル通信ユニット３０から受信した外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃとの接触状態のスキャン結果及びタイマ２４の計時結果に応じて、移動式ロボット１の駆動を続行したり停止したりする。この制御については後述する。
【００５８】
次に、外部制御盤７０の電気的な構成について説明する。図５は、外部制御盤７０の電気的な構成、外部制御盤７０とトロリー線５０との接続状態を示す図である。
【００５９】
図５に示すように、トロリー線５０と外部制御盤７０との間には、難燃性の中継端子箱６０が配置されている。
【００６０】
前述したように、１０本のトロリー線５０は、４本の電力供給用トロリー線５２、４本の特殊信号用トロリー線５４、及び２本の外部通信用トロリー線５６から構成されている。
【００６１】
電力供給用トロリー線５２は、１本のアース用トロリー線５２ａと３本の３相３線用トロリー線５２ｂとを含んでいる。これらは、前述の電力供給線８２の、電力供給線（アース用）８２ａ、電力供給線（３相３線用）８２ｂに対応しており、この電力供給用トロリー線５２に電圧を印加することにより、集電装置４０のブラシ４３ａ、及び電力供給線８２を介して制御盤２０に電力が供給され、移動式ロボット１を駆動することができる。
【００６２】
特殊信号用トロリー線５４は、２本のサーボＯｎ中用トロリー線５４ａと、２本の外部非常停止用トロリー線５４ｂとを含んでいる。これらは、前述のサーボＯｎ中用特殊信号線８４ａ、外部非常停止用特殊信号線８４ｂに対応しており、これら特殊信号用トロリー線５４に集電装置４０のブラシ４３ｂが摺動することにより外部制御盤７０から前述の特殊信号が制御盤２０に伝送される。
【００６３】
外部通信用トロリー線５６は、集電装置４０のブラシ４３ｃが摺動することにより、外部制御盤７０と制御盤２０との間でロボット搬入ＯＫ信号や、ロボット干渉外信号等の通信信号をやりとりするためのトロリー線である。
【００６４】
各トロリー線５０は、接続線９０を介して外部制御盤７０に接続される。より詳述すると、電力供給用トロリー線５２のアース用トロリー線５２ａは、電力供給線（アース用）９２ａを介して外部制御盤７０に接続され、３相３線用トロリー線５２ｂは、電力供給線（３相３線用）９２ｂを介して外部制御盤７０に接続され、サーボＯｎ中用トロリー線５４ａは、サーボＯｎ中用特殊信号線９４ａを介して外部制御盤７０に接続され、外部非常停止用トロリー線５４ｂは、外部非常停止用特殊信号線９４ｂを介して外部制御盤７０に接続され、外部通信用トロリー線５６は、外部通信線９６を介して外部制御盤７０に接続される。
【００６５】
なお、トロリー線５０と外部制御盤７０とを接続する接続線９０の途中には、中継端子箱６０に備えられたヒューズ付端子台６０ａが配設されている。前述したように、ヒューズ付端子台６０ａには、トロリー線５０側の端子６２と外部制御盤７０側の端子６３が設けられており、それらは各々対になっている。一対の端子６２、６３間には、予め設定された温度を超えた場合に溶断して外部制御盤７０とトロリー線５０との間の通電を遮断するように、ヒューズ６１が設けられている。
【００６６】
外部制御盤７０は、電源部７１、マスタコントロールユニット７２、強電インタフェースユニット７３、シリアル通信ユニット７４、シーケンサ７５、スイッチ７６、及びスイッチ７７を備えている。
【００６７】
電源部７１は、電力供給線（３相３線用）９２ｂに接続され、電力供給線（アース用）９２ａは接地されている。電源部７１は、２００ＶのＡＣ電源に接続されており、電力供給線（３相３線用）９２ｂを介して電力供給用トロリー線５２に電力を供給する。
【００６８】
シーケンサ７５は、外部入出力インタフェース及び通信用インタフェースを備え（不図示）、外部装置と通信することができる。シーケンサ７５は、外部からの指令に応じて各種制御信号を生成し、シリアル通信ユニット７４を介してマスタコントロールユニット７２に出力する。
【００６９】
マスタコントロールユニット７２は、シーケンサ７５から受信した制御信号に応じて電源部７１を動作させて電力供給用トロリー線５２に電力を供給すると共に、強電インタフェースユニット７３を介して、制御盤２０との間で各種通信信号の送受信を行なったりする。強電インタフェースユニット７３は、離線対策及びノイズ対策のために取り付けられている。例えば、強電インタフェースユニット７３は、入力された２４Ｖの信号を±１００Ｖに昇圧して出力する。これにより、トロリー線５０が多少腐食して電気的に接触抵抗が増加しても電気的に離線状態（物理的な離線ではなく、電気的な離線を意味している）となることを防止する。また、ノイズの電圧は通常５０Ｖ以下と低レベルであるため、本来の信号を±１００Ｖに昇圧すれば、本来の信号にノイズが混在しても分離が容易であり、本来の信号を容易に取り出すことができる。なお、外部通信用トロリー線５６で伝送する通信信号は、外部通信用トロリー線５６に伝送する通信信号が、パルス信号のような幅の短い信号ではなく、所定レベルの状態が何秒間か（ここでは、後述するタイマ２４に設定される時間よりある程度長い時間だけ）継続する幅の長い信号となるように、予めマスタコントロールユニット７２が設計されている。
【００７０】
スイッチ７６は、外部非常停止用特殊信号線９４ｂを介して外部非常停止用トロリー線５４ｂに接続されている。ｂ接点のスイッチ７６は、通常動作中は、閉じた状態が維持されるが、緊急非常時にスイッチ７６に連結したボタンが押下されると、スイッチ７６が開き、外部非常停止用トロリー線５４ｂに対する電流の流れが遮断され、制御盤２０のリレーユニット２９の安全出力がＯＦＦ（開）し、設備全体（制御盤２０や移動式ロボット１）が停止する。
【００７１】
スイッチ７７は、サーボＯｎ中用特殊信号線９４ａを介してサーボＯｎ中用トロリー線５４ａに接続されている。ａ接点のスイッチ７７は、初期状態では開いた状態となっているが、移動式ロボット１の運転準備時にスイッチ７７に連結した運転準備ボタン（不図示）が押下されると、スイッチ７７が閉じて、リレーユニット２９がＯＮし、これにより前述したように、ブレーキ解除電源部２７がリレーユニット２９を介して、走行用サーボモータ１５やロボット本体１７のサーボモータに所定の電圧を印加して、各モータのブレーキを解除する。すなわち、スイッチ７７がＯＮすると、各モータのブレーキが解除され、運転可能状態となる。また、このとき各モータの停止状態を保持するために各軸のサーボモータにパワーが与えられ待機状態になる。この状態で不図示の連続運転スタートボタンや１サイクル運転スタートボタンを押下すると、走行台車１０やロボット本体１７が予め定められた（ロボット教示器１８で指定された）動作を行なう。
【００７２】
次に、外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃとの離線状態を監視して移動式ロボット１の駆動を制御するコントロールユニット２１の動作について説明する。
【００７３】
前述したように、制御盤２０のシリアル通信ユニット３０は、常に外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃとの接触状態をスキャンし、そのスキャン結果をコントロールユニット２１に出力する。しかしながら、このシリアル通信ユニット３０は、わずかな時間離線しただけで異常信号をコントロールユニット２１に出力するため、従来のシステムでは、移動式ロボット１の駆動に影響の無い程度の短い時間の離線でも移動式ロボット１を緊急停止してしまう問題があった。そこで、本実施の形態では、コントロールユニット２１にタイマ２４を設け（図４参照。）、タイマ２４の計時結果に基づいて、影響の無い短い時間の離線であれば移動式ロボット１を停止せずに移動式ロボット１の駆動を続行するよう制御する。
【００７４】
図６は、本実施の形態における制御盤２０のコントロールユニット２１が行なう制御の流れをフローチャートで示した図である。
【００７５】
移動式ロボット１の駆動中は、シリアル通信ユニット３０からの異常信号の入力待ちを行ない（ステップ１００、Ｎ）、異常信号が入出力部２３に入力されると（ステップ１００、Ｙ）、入出力部２３は、異常信号をタイマ２４に出力すると共にロジック部２２に出力する。異常信号を受けたタイマ２４は、ステップ１０２で計時動作を開始する。これにより、外部通信用トロリー線５６とブラシ４３ｃとの接触不良と認識される時間を計時することができる。
【００７６】
なお、タイマ２４は、所定値からカウントダウンするダウンカウンタであり、所定値は、電力供給に影響の無い程度の時間に基づいて予め設定された値とする。例えば、離線しても放電により電力供給用トロリー線５２の電力供給や特殊信号用トロリー線５４のリレーユニット制御に問題の無い時間をαとし、シリアル通信ユニット３０が離線を検知してから異常信号を出力するまでの時間をβとした場合、αからβを差し引いた時間（例えば、０．１秒程度）を所定値として設定する。なお、βが無視できる程度に短い場合には、所定値をαそのままの値としてもよい。タイマ２４がタイムアウトした場合には、タイムアウト信号がロジック部２２に出力される。
【００７７】
ロジック部２２では、タイマ２４からタイムアウト信号が入力された場合には（ステップ１０４、Ｙ）、ステップ１１０で、移動式ロボット１の駆動を停止するよう、サーボアンプ２８に停止信号を出力すると共に、インタフェース部２５を介して異常停止した旨を表示するための表示信号をロボット教示器１８に出力する。
【００７８】
一方、タイマ２４がタイムアウトする前にシリアル通信ユニット３０から入出力部２３を介してロジック部２２及びタイマ２４に正常信号が入力された場合には（ステップ１０４Ｎ、かつステップ１０６Ｙ）、ステップ１０８で、タイマ２４はリセットされ、ロジック部２２は移動式ロボット１の駆動を停止せずに現在の駆動状態を維持したまま、初期状態（ステップ１００）に戻る。
【００７９】
このような構成により、タイマ２４により計時された離線時間が所定値以上の場合（上記ではタイマ２４がタイムアウトした）場合には、移動式ロボット１を停止するが、タイマにより計時された離線時間が所定値未満（上記ではタイマ２４がタイムアウトしない間に正常信号が入力された）或いは離線が検出されない（上記では異常信号が入力されない）場合には、移動式ロボット１の駆動を停止せずに続行できる。
【００８０】
なお、本実施の形態では、集電装置４０のＬ側とＲ側の各々１箇所にヒューズ付端子台４５を設けて結線し、更に走行台車１０の制御盤２０内にも配線を１箇所に集約するためのヒューズ付端子台３１を設け、更に、トロリー線５０と外部制御盤７０の間にも、ヒューズ付端子台６０ａを有する中継端子箱６０を設けたため、離線時間がタイマ２４に設定した時間未満であっても、実際に異常が発生（例えば、ブラシ４３がトロリー線５０からはずれて、他のブラシ４３と接触して短絡等）して温度が上昇した場合には、ヒューズが溶解して接続線８０や接続線９０が切断されるため、火災等の災害の発生を防止することができる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、ヒューズ付端子台や中継端子箱のような安全手段を、ブラシ４３と制御盤２０との間、制御盤２０の内部のブラシ４３に電気的に最も近い部位、及び外部制御盤７０とトロリー線５０との間に設けることにより、より安全性の高い構成としたが、これに限定されず、安全手段の設置場所はブラシ４３と制御盤２０との間のみでもよいし、ブラシ４３と制御盤２０との間及び外部制御盤７０とトロリー線５０との間の２箇所でもよいし、制御盤２０の内部のブラシ４３に電気的に最も近い部位、及びブラシ４３と制御盤２０との間の２箇所でもよく、特に限定されない。
【００８２】
また、外部通信用トロリー線５６で伝送するための通信信号は、パルス信号のような幅の短い信号ではなく、所定レベルの状態が何秒間か（上記では、タイマ２４に設定される時間より長い時間だけ）継続される幅の長い信号としたため、短い時間だけ離線したとしても、外部制御盤７０と制御盤２０との間での通信信号の受け渡しが途切れることなく、正常に移動式ロボット１の駆動を続行できる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、集電装置４０を２個設ける例について説明したが、１個であってもよい。また、ブラシ４３は上記実施の形態に限定されず、シングルタイプであってもタンデム（ダブルタイプ）であってもよい。
【００８４】
また、本実施の形態では、コントロールユニット２１に設けるタイマ２４を、ダウンカウンタとしたが、これに限定されず、アップカウンタとしてもよい。この場合には、タイマ２４が正常信号を受信してカウントアップが停止するまで、逐次（カウントアップする度に）ロジック部２２にカウント値を送出するように設計する。そして、ロジック部２２は、このカウント値が所定値を超えた場合に移動式ロボット１の駆動を停止し、カウント値が所定値を超えないうちに正常信号が受信された場合には、移動式ロボット１の駆動を続行するように制御する。なお、この場合も、例えば、離線しても放電により電力供給用トロリー線５２の電力供給や特殊信号用トロリー線５４のリレーユニット制御に問題の無い時間をαとし、シリアル通信ユニット３０が離線を検知してから異常信号を出力するまでの時間をβとした場合に、タイマの初期値をβの値とし、カウント値がαを超えたときに移動式ロボット１の駆動を停止するようにし、αを超えないうちに正常信号が受信された場合には移動式ロボット１の駆動を続行するようにしてもよい。また、βが無視できる程度に短い場合には、タイマの初期値を０としてカウントアップするようにしてもよい。このようにロジック部２２やタイマ２４を設計しても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本実施の形態の移動式ロボット及び移動式ロボットの動作を制御する移動式ロボット制御システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】集電装置の外観を示す斜視図である。
【図３】トロリー線及びトロリー線に接触したブラシの断面図である。
【図４】制御盤の電気的な構成、制御盤と集電装置のブラシとの接続状態及び制御盤と移動式ロボットとの接続状態を示す図である。
【図５】外部制御盤の電気的な構成、外部制御盤とトロリー線との接続状態を示す図である。
【図６】制御盤のコントロールユニットが行なう制御の流れをフローチャートで示した図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  移動式ロボット
２  移動式ロボット制御システム
１０  走行台車
１２  走台車本体
１４  走行用駆動部
１７  ロボット本体
２０  制御盤
２１  コントロールユニット
２２  ロジック部
２３  入出力部
２４  タイマ
２５  インタフェース部
２６  電源部
２８  サーボアンプ
２９  リレーユニット
３０  シリアル通信ユニット
３１  ヒューズ付端子台
３２  ヒューズ
３３、３４  端子
４０（４０Ｌ、４０Ｒ）  集電装置
４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）  ブラシ
４５  ヒューズ付端子台
４６  ヒューズ
４７、４８  端子
５０  トロリー線
５２  電力供給用トロリー線
５４  特殊信号用トロリー線
５６  外部通信用トロリー線
６０  中継端子箱
６０ａ  ヒューズ付端子台
６１  ヒューズ
６２、６３  端子
７０  外部制御盤
７１  電源部
７２  マスタコントロールユニット
７３  強電インタフェースユニット
７４  シリアル通信ユニット
７５  シーケンサ
【図１】
2009011026.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009011026.tif 000005
【図４】
2009011026.tif 000006
【図５】
2009011026.tif 000007
【図６】
2009011026.tif 000008