机器人控制系统
阅读：48发布：2020-05-11
专利汇可以提供机器人控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且自动运转中可移动式操作装置和 机器人 控制装置间持续进行无线通信时，在可移动式操作装置充电量变无的时间点，电源被切断而紧急停止功能起作用进而机器人停止，因此自动运转中优选切断无线通信，但 反面 还有持续无线通信的情况。本 发明 的 机器人控制系统 (1)在可移动式操作装置(TP)和机器人控制装置(RC)之间进行无线通信。可移动式操作装置(TP)在自动运转中检测出可移动式操作装置(TP)的二次 电池 (36)充电量成为了规定值以下时自动使紧急停止功能无效化。在自动运转中也使得利用了无线通信的可移动式操作装置(TP)的操作成为可能，提高了便利性，在担心二次电池充电量不足的状态时，能通过使紧急停止功能无效化来降低生产线停止 风 险。，下面是机器人控制系统专利的具体信息内容。
1.一种机器人控制系统，其具备：
机器人；
可移动式操作装置，其利用可充电的二次电池来进行工作；和
机器人控制装置，其通过无线通信与该可移动式操作装置进行连接，基于从所述可移动式操作装置输入的示教数据使所述机器人自动运转，并具有在所述无线通信中断时使所述机器人紧急停止的紧急停止功能，
所述机器人控制系统的特征在于，
具备控制单元，该控制单元在所述自动运转中所述二次电池的充电量成为了预先确定的第1规定值以下的情况下，使所述紧急停止功能无效化。
2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述控制单元在使所述紧急停止功能无效化后，执行所述可移动式操作装置的电源切断。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述控制单元在所述二次电池的充电量成为了比所述第1规定值大的第2规定值以下时发出警告。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述可移动式操作装置具备用于控制来自所述二次电池的电源供给的电源按钮，所述控制单元，在从所述二次电池供给电源的状态下所述电源按钮被长按操作时，与所述二次电池的充电量无关地，根据按下时间，依次执行所述紧急停止功能的无效化以及所述电源切断。
机器人控制系统
技术领域
背景技术
[0002] 近年来，提出了通过与IEEE802的标准对应的网络通信技术，使对机器人进行动作控制的机器人控制装置和对机器人进行操作的可移动式操作装置之间的通信实现了无线化的产业用的机器人控制系统(参照专利文献1、2)。以下，对于这些专利文献中所记载的现有机器人控制系统进行说明。
[0003] 图4是使可移动式操作装置和机器人控制装置之间的通信通过无线来进行的机器人控制系统51的构成图。如该图所示，机器人控制系统51大致由进行电弧焊、点焊等作业的机器人R、作业者HM在进行示教作业时所利用的可移动式操作装置TP、以及进行机器人R的动作控制的机器人控制装置RC构成。可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC能进行无线通信，进行1对1的互相通信。
[0005] 可移动式操作装置TP具备：作为显示各种数据的显示部的显示器5、对机器人R进行示教操作的键盘6、使机器人R紧急停止的紧急停止开关4以及电源按钮7。在内部具备二次电池(未图示)，通过电源按钮7，可由二次电池进行电源供给。来自可移动式操作装置TP的信号(以下，称为“示教操作信号”)将通过无线通信而发送给机器人控制装置RC。示教操作信号中包含：通过手动操作使机器人R移动的微动进给(jog feed)信号；用于存储机器人R的作业位置的示教信号；和紧急时使机器人R紧急停止的紧急停止信号等。通过发送这些示教操作信号，机器人控制装置RC进行机器人R的微动进给操作、示教数据的生成、紧急停止等的各处理。
[0006] 机器人控制装置RC根据来自可移动式操作装置TP的输入来生成示教数据并存储到内部的存储部(未图示)中。另外，通过从外部输入启动信号来再生示教数据。其结果，机器人R自动运转。连接缆线54是机器人R自动运转时将机器人控制装置RC和可移动式操作装置TP进行电连接的连接单元，其构成为经由连接器(未图示)相对于可移动式操作装置可拆装。可移动式操作装置TP通过连接缆线54进行电连接的期间，二次电池进行充电。
[0007] 图5是用于说明可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC之间的收发数据的图。如该图所示那样地，可移动式操作装置TP基于来自作业者HM的输入来生成操作数据Ds(示教操作信号)，并经由发送部72发送给机器人控制装置RC。机器人控制装置RC通过接收部62接收并解释操作数据Ds，进行示教处理。另外，机器人控制装置RC生成显示数据Dh，通过发送部61发送，可移动式操作装置TP通过接收部71接收显示数据Dh，未图示的显示控制部进行使显示器5进行显示的显示处理。
[0008] 可移动式操作装置TP所具备的紧急停止开关4被按下的情况下，通过发送部72生成表示紧急停止开关4被按下的意思的操作数据Ds，并发送给机器人控制装置RC。机器人控制装置RC中，基于接收的操作数据Ds，进行使机器人R紧急停止的处理。即，通过停止对机器人R的驱动电动机的电源供给，来立刻使机器人R停止。此外构成为：即使紧急停止开关4未被按压，当无线通信中因噪声、电波强度不足等原因而临时性通信被切断这样的情况下，机器人R也紧急停止。以下将这些的处理称为紧急停止功能。
[0009] 返回至图4，现有机器人控制系统还具备检测单元(未图示)，其对基于连接缆线54的可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC之间的电连接尚未确立的状态(未被充电的状态)进行检测。利用该检测单元，专利文献1以及2中，采用以下的单元。
[0010] 即，专利文献1中，构成为：机器人R的自动运转中，上述检测单元检测出可移动式操作装置TP的电连接尚未确立的状态时，发出警告。由此，能将因二次电池的充电不足所引起的通信中断而机器人R紧急停止进而使生产线停止的情形防范于未然。而且，在电连接未确立的情况下，由于构成为通过无线来进行通信，根据警告，在即使未连接可移动式操作装置也能够持续自动运转。但是，在即便发出了警告而持续进行自动运转的情况下，由于随着时间的经过，二次电池的充电量降低，存在最终导致紧急停止信号被输入而使生产线停止这样的问题。
[0011] 针对该问题，专利文献2中，机器人R自动运转时，优选为使可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC之间的无线通信结束的状态，在上述检测单元检测出机器人的自动运转中电连接尚未确立的状态时，使可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC的无线通信结束，也可使上述紧急停止功能不起作用而持续进行自动运转。
[0012] 在先技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1：JP特开2008-80475号公报
[0015] 专利文献2：国际公开WO2009/119379号发明概要
[0016] 发明所要解决的课题
[0017] 专利文献2中，在检测单元检测出机器人R的自动运转中电连接未确立的状态时，立即使与可移动式操作装置TP的无线通信结束。因此，自动运转中，作业者使基于连接缆线54的电连接被解除(即，将可移动式操作装置TP带出去)，从而存在不能观看在显示器5显示的内容，或者不能与自动运转并行地使用可启动的其他功能这样的问题。
[0018] 发明内容
[0019] 于是，本发明的目的在于提供一种机器人控制系统，其在自动运转中即使检测出可移动式操作装置的电连接尚未确立的状态下，也不立即结束无线通信，作为可移动式操作装置的驱动源的二次电池的充电量成为预先确定的水平为止维持可使用可移动式操作装置的状态。
[0020] 解决课题的手段
[0021] 为了达成上述目的，技术方案1的发明的机器人控制系统具备：机器人；可移动式操作装置，其通过可充电的二次电池来进行工作；和机器人控制装置，其通过无线通信与该可移动式操作装置进行连接，基于由所述可移动式操作装置输入的示教数据使所述机器人自动运转，另一方面具有在所述无线通信中断时使所述机器人紧急停止的紧急停止功能，所述机器人控制系统的特征在于，具备控制单元，该控制单元在所述自动运转中所述二次电池的充电量成为了预先确定的第1规定值以下的情况下，使所述紧急停止功能无效化。
[0022] 技术方案2的发明在技术方案1的发明的基础上，所述控制单元在使所述紧急停止功能无效化后，执行切断所述可移动式操作装置的电源。
[0023] 技术方案3的发明在技术方案1或2的发明的基础上，所述控制单元在所述二次电池的充电量成为了比所述第1规定值大的第2规定值以下时发出警告。
[0024] 技术方案4的发明在技术方案1至3任一项发明的基础上，所述可移动式操作装置具备用于控制来自所述二次电池的电源供给的电源按钮，所述控制单元在所述二次电池供给电源的状态下所述电源按钮被长按操作时，与所述二次电池的充电量无关地，根据按下时间，依次执行所述紧急停止功能的无效化以及所述电源的切断。
[0025] 发明效果
[0026] 根据本发明，即便在自动运转中也使得利用了无线通信的可移动式操作装置的操作成为可能，提高了便利性，且能够在担心二次电池的充电量不足的状态时使紧急停止功能成为无效化来降低生产线的停止风险。附图说明
[0027] 图1是本发明所涉及的机器人控制系统的框图。
[0028] 图2是表示本发明的实施方式1所涉及的可移动式操作装置的处理的流程的流程图。
[0029] 图3是表示本发明的实施方式2所涉及的可移动式操作装置的处理的流程的流程图。
[0030] 图4是通过无线进行可移动式操作装置和机器人控制装置之间通信的机器人控制系统的构成图。
[0031] 图5是用于说明可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC之间的收发数据的图。
具体实施方式
[0032] [实施方式1]
[0033] 图1是表示本发明的第1实施方式的机器人控制系统的框图。机器人控制系统1具备：对机器人R进行动作控制的机器人控制装置RC、用于进行机器人R的操作的可移动式操作装置TP、用于对该可移动式操作装置TP进行充电的充电装置CU。
[0034] 首先，关于可移动式操作装置TP进行说明。可移动式操作装置TP具备：自动运转中以手动使机器人R紧急停止的紧急停止开关4、用于显示示教数据等的各种数据的显示器5、输入针对机器人R的微动进给信号和示教信号的键盘6、作为中央运算处理装置的CPU33、作为临时性计算区域的RAM34、用于与机器人控制装置RC进行通信的收发机32、作为可移动式操作装置TP的驱动源的二次电池36、对来自该二次电池36的电源供给进行接入/切断的电源按钮7、由用于存储各种数据的硬盘或半导体存储器构成的存储部15、作为控制枢纽的主控制部35的各部。此外，各部经由总线39而连接。
[0035] 上述二次电池36可由充电装置CU进行充电。具体来说，通过将可移动式操作装置TP搭载于充电装置CU的规定位置，未图示的充电电路与充电装置CU电连接，二次电池36进行充电。充电装置CU的电源可由机器人控制装置RC供给，也可由商用电源供给。
[0036] 收发机32具有无线LAN接口，可在机器人控制装置RC和可移动式操作装置TP之间进行无线通信。存储部15的连接信息保存部47中，存储有与机器人控制装置RC进行通信的连接信息。连接信息是指诸如IP地址、子网掩码、默认网关、MAC地址等。
[0037] 主控制部35在未图示的操作系统上进行上述各部的总括控制，并且具备作为软件程序的显示控制部45、按键输入监视部46、通信处理部41、充电量测量部48以及电源控制部49等。显示控制部45使显示用数据在显示器5显示。按键输入监视部46对来自键盘6的按键输入进行监视。通信处理部41进行对与机器人控制装置RC之间的通信确立/切断处理以及通信本身进行控制的处理。另外，进行将所连接的机器人控制装置RC的识别编号、IP地址等的网络用连接信息等存储到存储部15、RAM34中的处理。通过键盘6所输入的各种数据，经由通信处理部41以及收发机32，对机器人控制装置RC以分组形式的数据进行发送。充电量测量部48以规定的测量周期对二次电池的充电量进行测量。电源控制部49对可移动式操作装置TP自身的电源进行接入/切断，通过按下电源按钮7，对来自二次电池的电源供给以及电源切断进行控制。
[0038] 其次，对机器人控制装置RC进行说明。机器人控制装置RC具备：作为中央运算处理装置的CPU13；作为临时性计算区域的RAM14；成为控制枢纽的主控制部16；由用于存储示教数据等的各种数据、常数等的硬盘、半导体存储器构成的存储部19；进行机器人R的轨迹运算等并将运算结果作为驱动信号而输出给驱动指令部18的动作控制部17；输出用于对机器人R的各伺服电动机进行旋转控制的伺服控制信号的驱动指令部18；和用于与可移动式操作装置TP进行通信的收发机12的各部。此外，各部经由总线9而连接。
[0039] 收发机12具有无线LAN接口，在机器人控制装置RC和可移动式操作装置TP之间进行无线通信。存储部19的示教数据保存部30中存储有根据来自可移动式操作装置TP的输入而生成的示教数据。连接信息保存部27中存储有用于与可移动式操作装置TP进行通信的连接信息。连接信息是指诸如IP地址、子网掩码、默认网关MAC地址等。
[0040] 主控制部16在未图示的操作系统上进行上述各部的总括控制，并且，具备作为软件程序的通信处理部21、显示处理部25以及解释执行部26等。通信处理部21进行与可移动式操作装置TP之间的通信处理。显示处理部25生成用于在可移动式操作装置TP的显示器5进行显示的显示用数据。解释执行部26对示教数据保存部30中所存储的示教数据进行解释，并对动作控制部17输出动作控制信号。
[0041] 如此地，机器人控制系统1构成为在可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC之间能进行无线通信。另外，还具有如下的功能，即：在无线通信中因噪声、电波强度不足等原因而临时性通信被切断这样的情况下，使机器人R紧急停止的紧急停止功能。以下，关于上述那样地构成的机器人控制系统1中的作用进行说明。
[0042] 图2是表示可移动式操作装置TP的主控制部35所执行的处理的样子的流程图。本实施方式中构成为，即使在自动运转中，持续进行可移动式操作装置TP和机器人控制装置RC之间的无线通信，而另一方面在二次电池36的充电量成为了规定值以下的情况下，使上述的紧急停止功能无效化。更为优选的是，在充电量比上述规定值大的阶段，发出警告以促进唤起作业者注意。以下，关于根据充电量的剩余量，首先发出警告而其后在充电量进一步变低了的阶段使紧急停止功能无效化的处理进行说明。此外，上述规定值(成为使紧急停止功能无效化的情况下的判断基准的充电量)预先被设定为能够确保紧急停止功能的无效化处理所需的时间这样的程度的充电量。还可以通过可移动式操作装置TP而设定为任意的值。
[0043] 在该图的步骤S1中，取得通过上述的充电量测量部48测量出的充电量，存储到RAM34中。
[0044] 步骤S2中，对测量到的充电量进行确认，对充电量是否为第2规定值以下进行判断。第2规定值是指，用于向作业者通知使紧急停止功能无效化的时期已接近的判断基准的充电量。在充电量不为第2规定值以下的情况下(“否”的情况下)，返回至步骤S1，进行下一测量周期的判断。在充电量为第2规定值以下的情况下(“是”的情况下)，转移至步骤S3。
[0045] 步骤S3中，对充电量是否为第1规定值以下进行判断。第1规定值是成为使紧急停止功能无效化的判断基准的充电量。充电量不是第1规定值以下的情况下(“否”的情况下)，转移至步骤S4，对显示控制部45输出用于进行警告显示的指令。通过该警告显示，向作业者通知使紧急停止功能无效化的时期已接近。充电量为第1规定值以下的情况下(“是”的情况下)，转移至步骤S5。
[0046] 步骤S5中，通过通信处理部41将用于使紧急停止功能无效化的指令输出给机器人控制装置RC。
[0047] 步骤S6中，通过显示控制部45将表示已使紧急停止功能无效化的意思在显示器5进行显示，并转移至步骤S7。关于已进行了无效化的意思的显示，期望在从机器人控制装置RC等到了已使紧急停止功能无效化的意思的响应后进行，在此为了简略化而省略说明。
[0048] 步骤S7中，通过电源控制部49，在进行了关机处理后切断电源。通过以上，处理结束。
[0049] 如上所述，根据本发明，即使自动运转中也使利用了无线通信的可移动式操作装置TP的操作成为可能，以提高便利性，且在担心二次电池的充电量不足的状态下时，通过使紧急停止功能无效化来降低生产线的停止风险。
[0050] 另外，通过紧急停止功能无效化前发出警告，能够唤起作业者注意。即，作业者想持续使用可移动式操作装置TP的情况下，通过充电装置CU进行充电等，能够事前采取对策。
[0051] 并且，本实施方式1中，在使紧急停止功能无效化后，进行可移动式操作装置TP的关机处理以及电源切断处理。在没有该处理的情况下，在二次电池36的充电量完全消失的阶段导致突然电源被切断，因此，会出现因不能使操作系统正常结束的原因而导致下一次启动时动作变得不稳定，或者出现启动本身都不能进行的情形。本发明中，在使紧急停止功能无效化后，自动地进行可移动式操作装置TP的关机处理以及电源切断处理，由此，能将上述的不良防范于未然。
[0052] [实施方式2]
[0053] 其次，关于本发明的实施方式2进行说明。实施方式1中，根据充电量的降低，自动地使紧急停止功能无效化，执行关机处理以及电源切断处理。实施方式2中，在根据充电量的降低的上述处理的基础上，还与充电量无关地，由作业者的意志执行上述处理。更具体来说，在由二次电池36供给电源的状态下，如电源按钮7被长按操作时，与二次电池的充电量无关地，根据按下时间，依次执行紧急停止功能的无效化以及电源切断。
[0054] 图3是表示实施方式2中的可移动式操作装置TP的主控制部35所执行的处理的样子的流程图。
[0055] 该图的步骤S1中，对电源按钮7是否按下进行确认。在按下的情况下(“是”的情况下)，转移至步骤S2。
[0056] 步骤S2中，开始按下时间的测量。
[0057] 步骤S3中，对按下时间是否经过了预先确定的规定时间(例如2秒)以上进行确认。在未经过规定时间以上的情况下(“否”的情况下)，返回至步骤S2，继续进行按下时间的测量。在经过了规定时间以上的情况下(“是”的情况下)，转移至步骤S4。
[0058] 步骤S4中，将使紧急停止功能无效化的指令输出给机器人控制装置RC。
[0059] 步骤S5中，通过显示控制部45，使紧急停止功能无效化的意思在显示器5进行显示，转移至步骤S6。关于已无效化的意思的显示，期望从机器人控制装置RC等到了已使紧急停止功能无效化的意思的响应后进行，在此，为了简略化而省略说明。
[0060] 步骤S6中，对电源按钮7的按下是否在继续进行确认。在按下未继续的情况下(“否”的情况下)，返回至步骤S1。在按下仍在继续的情况下(“是”的情况下)，转移至步骤S7。
[0061] 步骤S7中，通过电源控制部49，在进行了关机处理的基础上切断电源。通过以上，处理结束。
[0062] 如上所述，实施方式2中，电源按钮7被长按操作时，与二次电池的充电量无关地，根据按下时间，依次执行使紧急停止功能的无效化以及电源切断。如此，不用等待充电量的降低，作业者能够以任意的定时使紧急停止功能无效化，因此，提高了便利性。
[0063] 标号说明
[0064] 1 机器人控制系统
[0065] 4 紧急停止开关
[0066] 5 显示器
[0067] 6 键盘
[0068] 7 电源按钮
[0069] 9 总线
[0070] 12 收发机
[0071] 13 CPU
[0072] 14 RAM
[0073] 15 存储部
[0074] 16 主控制部
[0075] 17 动作控制部
[0076] 18 驱动指令部
[0077] 19 存储部
[0078] 21 通信处理部
[0079] 25 显示处理部
[0080] 26 解释执行部
[0081] 27 连接信息保存部
[0082] 30 示教数据保存部
[0083] 32 收发机
[0084] 33 CPU
[0085] 34 RAM
[0086] 35 主控制部
[0087] 36 二次电池
[0088] 39 总线
[0089] 41 通信处理部
[0090] 45 显示控制部
[0091] 46 按键输入监视部
[0092] 47 连接信息保存部
[0093] 48 充电量测量部
[0094] 49 电源控制部
[0095] 51 机器人控制系统
[0096] 52 防护栅
[0097] 54 连接缆线
[0098] 61 发送部
[0099] 62 接收部
[0100] 71 接收部
[0101] 72 发送部
[0102] CU 充电装置
[0103] Dh 显示数据
[0104] Ds 操作数据
[0105] HM 作业者
[0106] R 机器人
[0107] RC 机器人控制装置
[0108] T 作业工具
[0109] TP 可移动式操作装置
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