モータ駆動制御回路
【課題】ロボット駆動用モータへの電力供給を制御するモータ駆動制御回路１において、当該回路中のリレー接点や非常停止スイッチの単一故障（溶着）を的確に検出することで、ロボット制御の安全性を向上させることが可能なモータ駆動制御回路１を提供することにある。
【解決手段】モータ駆動制御回路１において、モータ電源回路２０とリレーで接続された非常停止回路１０を多重化し（図１では二重化）、その非常停止回路１０に、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器１１，１２，１３，１４が、当該各々のリレーコイルと並列に接続されていることを特徴とする。
【解決手段】モータ駆動制御回路１において、モータ電源回路２０とリレーで接続された非常停止回路１０を多重化し（図１では二重化）、その非常停止回路１０に、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器１１，１２，１３，１４が、当該各々のリレーコイルと並列に接続されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、そのモータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、がリレーで接続されたモータ駆動制御回路に関するものであって、特に、そのモータ駆動制御回路中のリレー接点や非常停止スイッチの溶着検知に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、産業用ロボットの動力源（モータ）に電力を供給するモータ電源回路と、そのモータ電源回路による電力供給を異常事態発生時などに遮断する非常停止回路と、を有するモータ駆動制御回路がある。このモータ駆動制御回路のうち、非常停止回路は、ロボット操作者（オペレータ）の安全を確保するためのもので、例えば、ＴＰ（ティーチペンダント）などに設けられた非常停止スイッチなどを含んでいる。モータ駆動制御回路の具体的な回路動作について、図６の回路図を用いて説明する。図６は、従来の非常停止回路１００及びモータ電源回路２００の回路図である。
【０００３】
図６に示す非常停止回路１００では、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ｘ，モータパワースイッチＳＷ２ｘ，及びリレーコイルＣＲＸの直列回路と、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ｙ，モータパワースイッチＳＷ２ｙ，及びリレーコイルＣＲＹの直列回路と、が並列に接続され、非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙが２４Ｖ電源１０１に、リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹがアースに接続されている。非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙは、異常事態発生時にオペレータによって非常停止ボタン（通常１個）が押下されると共に開状態となるものであって、通常はいずれも閉じた状態となっている。モータパワースイッチＳＷ２ｘ及びＳＷ２ｙは、モータパワーボタン（通常１個）が押下されると共に閉状態となるものであって、通常はいずれも開いた状態となっている。リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹは、モータ電源回路２００において、それぞれ常開のリレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙを有している。なお、モータ電源回路２００におけるリレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙは、非常停止回路１００におけるリレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹが励磁されることによって閉状態となる。
【０００４】
非常停止回路１００において、オペレータによってモータパワーボタンが押下されると、モータパワースイッチＳＷ２ｘ及びＳＷ２ｙの両方のスイッチが同時に閉じた状態となり（２回路構成）、リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹが励磁状態となる。その結果、リレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙが閉状態となり、モータ電源回路２００によって駆動モータ２０５に対する電力供給が行われる。より具体的には、２００Ｖの交流電源２０１から上述のリレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙを介して全波整流回路２０２に電流が流れ、全波整流回路２０２の出力となる脈流電圧がリップルを小さくする電解コンデンサ２０３を介してＣＰＵ等の演算手段を含むサーボアンプインバータ２０４に入力され、サーボアンプインバータ２０４の三相出力が駆動モータ２０５に入力される。なお、オペレータが、押下されたモータパワーボタンを放し、モータパワースイッチＳＷ２ｘ及びＳＷ２ｙの両方のスイッチが開いた状態となった場合であっても、自己保持回路（図示せず）などによって非常停止回路１００の通電は保たれる。
【０００５】
一方で、非常停止回路１００において、オペレータによって非常停止ボタンが押下されると、非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙの両方のスイッチが同時に開いた状態となり（２回路構成）、リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹが非例励磁状態となる。その結果、リレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙが開状態となり、モータ電源回路２００から駆動モータ２０５に対する電力供給が遮断されることになる。
【０００６】
ここで、非常停止回路１００は、上述のとおり「２回路構成」となっているため、非常停止スイッチ又はリレー接点の溶着に起因した単一故障による機能喪失を防ぐことができるものとなっている。
【０００７】
例えば、非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙのいずれか一方が溶着し、オペレータが非常停止ボタンを押下しても開状態とならなくなった場合であっても、他方のスイッチは開状態となるので、その他方のスイッチ系統におけるリレーコイルを非励磁状態とすることができ、ひいては駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができる。また、リレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙのいずれか一方が溶着して開状態とならなくなった場合であっても、他方のリレー接点は開状態となるので、モータ電源回路２００を非通電とすることができ、ひいては駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができる。
【０００８】
このように、従来の非常停止回路１００では、同期して作動する回路を２系統設ける「２回路構成」によって、単一故障による機能損失を防ぎ、ロボット制御の安全性を高めることとしている。
【０００９】
また、特許文献１には、仮に単一故障（接点溶着）した場合において、その故障を検出する技術が開示されている。特許文献１に記載された発明によれば、制御回路２９は、電源回路中に設けられた接点２３及び接点２４を駆動する駆動信号Ｓ１及び駆動信号Ｓ２の出力タイミングを制御して、電流検出回路２８からの電流検出出力がハイレベルとなるタイミングを検出することで、接点２３又は接点２４の接点溶着を検知することができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１７３３８２号公報（段落番号［００２４］,図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の非常停止回路１００によれば、上述のとおり単一故障による機能損失を防ぐことは可能であるが、単一故障した場合にその故障を検出することができない、といった問題がある。
【００１２】
すなわち、例えば非常停止回路１００の非常停止スイッチＳＷ１ｘが溶着した場合であっても、２回路構成により駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができることから、オペレータは、非常停止スイッチＳＷ１ｙが溶着するまで非常停止スイッチＳＷ１ｘの溶着事実に気付くことができない、といった問題がある。かかる問題は、モータ電源回路２００をＯＦＦできなくなって初めて非常停止スイッチＳＷ１ｘの溶着事実に気付くことを意味し、ロボット制御の安全性の観点からみても非常に危険である。また、例えば非常停止回路１００のリレー接点ＣＲｘが溶着した場合であっても、２回路構成により駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができることから、オペレータは、リレー接点ＣＲｙが溶着して、駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断できなくなるまでリレー接点ＣＲｘの溶着事実に気付くことができず、上述同様、非常に危険である。
【００１３】
一方で、溶着の検出を行う特許文献１に記載された発明は、先に出力された駆動信号によって駆動される接点の溶着を検知することができないため、単一故障（溶着）の「的確な」検出ができないという問題を包含する。すなわち、この発明は、例えば、駆動信号の出力タイミングが「駆動信号Ｓ１→駆動信号Ｓ２」という順序の場合には、遅れて出力された駆動信号Ｓ２によって駆動される接点２４の溶着検知はできるものの、先に出力された駆動信号Ｓ１によって駆動される接点２３の溶着検知はできない（同号公報図３参照）。同様に、駆動信号の出力タイミングが「駆動信号Ｓ２→駆動信号Ｓ１」という順序の場合には、遅れて出力された駆動信号Ｓ１によって駆動される接点２３の溶着検知はできるものの、先に出力された駆動信号Ｓ２によって駆動される接点２４の溶着検知はできない。その結果、場合によっては片方の接点が溶着したまま循環ポンプ１５を動作させることになってしまい、単一故障の「的確な」検出ができないことになる。仮に、この発明を、ロボット駆動用サーボ電源をＯＮ／ＯＦＦする非常停止回路に適用した場合、ＯＮ／ＯＦＦを制御する非常停止スイッチやリレー接点が溶着したまま産業用ロボットを動作させることになってしまい、非常に危険である。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボット駆動用モータへの電力供給を制御するモータ駆動制御回路において、当該モータ駆動制御回路中のリレー接点や非常停止スイッチの単一故障（溶着）を的確に検出することで、ロボット制御の安全性を向上させることが可能なモータ駆動制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上のような課題を解決するために、本発明は、モータ駆動制御回路において、モータ電源回路とリレーで接続された非常停止回路を多重化し、その非常停止回路に、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段が接続されていることを特徴とする。
【００１６】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１７】
（１） ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、前記モータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、を有し、前記モータ電源回路と前記非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、前記非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によって前記モータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、前記非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段が接続されていることを特徴とするモータ駆動制御回路。
【００１８】
本発明によれば、モータ電源回路と非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、その非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によってモータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段を接続することとしたから、多重化されたリレーへの励磁電流の供給タイミングを任意とすることができる。
【００１９】
従って、励磁制御手段によって、例えば一のリレーへ励磁電流を供給した場合において、モータ電源回路によってロボット駆動用モータに電力が供給されたとき（例えば、ロボット駆動用モータの動作を確認することで、電力が供給されたか否かを確認できる）には、他のいずれかのリレーが有するリレー接点が、溶着していることを検知することができる。
【００２０】
同様にして、励磁制御手段によって多重化されたリレーへの励磁電流の供給を切り替えることで、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することが可能である。その結果、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２１】
ここで、非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段が「接続されている」こととしたが、これは、励磁制御手段が非常停止回路中に含まれていない場合をも包含する意味である。すなわち、非常停止回路の外部に励磁制御手段が設けられ、非常停止回路の外部から、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御するような回路構成としても構わない。
【００２２】
（２） 前記モータ電源回路には、多重化されたリレーのリレー接点が各々設けられており、前記各々のリレー接点間の電圧を検出する第１電圧検出器が、当該各々のリレー接点と並列に接続されていることを特徴とする（１）記載のモータ駆動制御回路。
【００２３】
本発明によれば、上述したモータ電源回路には、多重化されたリレーのリレー接点が各々設けられており、それら各々のリレー接点間の電圧を検出する第１電圧検出器が、それら各々のリレー接点と並列に接続されていることとしたから、上述した励磁制御手段によって、例えば一のリレーへ励磁電流を供給した場合において、ロボット駆動用モータの動作を確認しなくても、この第１電圧検出器によって所定の電圧信号が検出されたときには、他のいずれかのリレーが有するリレー接点が、溶着していることを検知することができる
【００２４】
従って、ロボット駆動用モータがモータ電源回路に接続されていない場合であっても、多重化されたリレーが有するリレー接点のうち、どのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することができ、ひいては、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２５】
（３） 前記励磁制御手段は、前記リレーのリレーコイルと直列に接続されていることを特徴とする（１）又は（２）記載のモータ駆動制御回路。
【００２６】
本発明によれば、上述した励磁制御手段が、上述したリレーのリレーコイルと直列に接続されることとしたから、非常停止回路中に設けられた励磁制御手段によって、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を切り替えることで、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することができ、ひいてはロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２７】
（４） 前記励磁制御手段は、多重化されたリレーを交互に励磁することを特徴とする（１）から（３）のいずれか記載のモータ駆動制御回路。
【００２８】
本発明によれば、上述した励磁制御手段によって、多重化されたリレーが交互に励磁されることとしたから、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを１の励磁制御信号で的確に検知することができ、ひいてはロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２９】
（５） ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、前記モータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、を有し、前記モータ電源回路と前記非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、前記非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によって前記モータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、前記非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチが接続されるとともに、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、前記各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器が、当該各々のリレーコイルと並列に接続されていることを特徴とするモータ駆動制御回路。
【００３０】
本発明によれば、モータ電源回路と非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、その非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によってモータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチが接続されるとともに、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、これら各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器が、これら各々のリレーコイルと並列に接続されていることとしたから、例えば、非常停止スイッチを動作させる非常停止ボタンを押下した場合において、本来ならば、多重化されたリレーへの励磁電流の供給が同期して停止され、リレーコイルと並列に接続された第２電圧検出器から電圧信号は検出されないはずであるが、仮に、この第２電圧検出器から所定の電圧信号が検出されたときには、非常停止スイッチのうち、どのリレーへの励磁電流の供給を停止させる接点が溶着しているかを検知することができる。
【００３１】
すなわち、例えば、非常停止スイッチを動作させる非常停止ボタンを押下した場合に、どのリレーへの励磁電流の供給が停止されていないか、を第２電圧検出器からの所定の電圧信号に基づき検出することによって、非常停止スイッチのうち、どのリレーへの励磁電流の供給を停止させる接点が溶着しているかを検知することができ、ひいては、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００３２】
（６） （１）から（４）のいずれか記載のモータ駆動制御回路を用いて前記リレーの接点溶着を検知する接点溶着検知方法。
【００３３】
本発明によれば、（１）から（４）のいずれか記載のモータ駆動制御回路を用いて、上述したリレーの接点溶着を的確に検知することができるので、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００３４】
（７） （５）記載のモータ駆動制御回路を用いて前記非常停止スイッチの接点溶着を検知する接点溶着検知方法。
【００３５】
本発明によれば、（５）記載のモータ駆動制御回路を用いて、上述した非常停止スイッチの接点溶着を的確に検知することができるので、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係るモータ駆動制御回路は、以上説明したように、モータ駆動制御回路中の非常停止回路を多重化し、その非常停止回路に、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段を接続するものなので、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することができ、ひいてはロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００３７】
また、本発明に係るモータ駆動制御回路は、モータ駆動制御回路中の非常停止回路を多重化し、その非常停止回路に、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチを接続し、多重化されたリレーの各々のリレーコイルと並列に第２電圧検出器を接続するものなので、非常停止スイッチのうち、どのリレーへの励磁電流の供給を停止させる接点が溶着しているかを検知することができ、ひいては、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
［回路構成］
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の回路図である。
【００４０】
図１において、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１は、非常停止回路１０と、モータ電源回路２０と、マイコン４０と、から構成される。なお、モータ電源回路２０のサーボアンプインバータ２５は、駆動モータ３０に接続されている。
【００４１】
非常停止回路１０は、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ａ，モータパワースイッチＳＷ２，励磁スイッチＳＷ３ａ，及びリレーコイルＣＲＡの直列回路と、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ｂ，リレー接点ＣＲｃ，励磁スイッチＳＷ３ｂ，リレーコイルＣＲＢの直列回路と、が並列構成となっており、非常停止スイッチＳＷ１ａ及びリレーコイルＣＲＢが２４Ｖ電源（＋２４Ｖ）に、リレーコイルＣＲＡ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂがアースに接続されている（２回路構成）。なお、非常停止スイッチＳＷ１ａを２４Ｖ電源（＋２４Ｖ）に接続するにあたって、両スイッチがショートした場合を考慮してヒューズ（ＦＵＳＥ）を介するようにしている。
【００４２】
また、モータパワースイッチＳＷ２，励磁スイッチＳＷ３ａ，及びリレーコイルＣＲＡの直列回路は、リレー接点ＣＲｃ及びリレーコイルＣＲＣの直列回路と並列に接続され、モータパワースイッチＳＷ２と励磁スイッチＳＷ３ａの接続点と、リレー接点ＣＲｃとリレーコイルＣＲＣの接続点とが接続されている。さらに、リレーコイルＣＲＣの両端には電圧検出器１１が接続され、リレー接点ＣＲｃ及びリレーコイルＣＲＣの直列回路の両端には電圧検出器１３が接続されている。
【００４３】
なお、非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂは、異常事態発生時にオペレータによって非常停止ボタン（通常１個）が押下されると共に開状態となるものであって、通常はいずれも閉じた状態となっている。また、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂは、マイコン４０から受信する開閉制御信号に基づき開閉動作を行うことが可能である。また、本実施形態では、リレーコイルＣＲＡ及びリレーコイルＣＲＢへの励磁電流の供給を制御する手段として、それぞれ機械的接点を有する励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂを用いたが、本発明はこれに限られず、光に応動する光スイッチやトランジスタ等から構成される半導体スイッチなど、如何なるものを用いてもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂを非常停止回路１０に組み込むこととしたが、本発明はこれに限られず、非常停止回路１０の外部に設けることとしてもよい。
【００４５】
一方で、励磁スイッチＳＷ３ｂ及びリレーコイルＣＲＢの直列回路の両端には電圧検出器１２が接続され、リレー接点ＣＲｃ，励磁スイッチＳＷ３ｂ，及びリレーコイルＣＲＢの直列回路の両端には電圧検出器１４が接続されている。
【００４６】
モータ電源回路２０は、２００Ｖの交流電源２１と、リレー接点ＣＲａ及びリレー接点ＣＲｂを介して交流電源２１と並列に接続され、交流電源２１による電力供給の状態を検出する電圧検出器２２と、全波整流回路２３と、電解コンデンサ２４と、サーボアンプインバータ２５と、から構成される。
【００４７】
ここで、上述した電圧検出器１１，１２，１３，１４，２２において検出された電圧信号は、上述したマイコン４０に対して送信される。すなわち、マイコン４０は、電圧検出器１１からモニタＡに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１２からモニタＢに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１３からモニタＤに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１４からモニタＥに係る電圧信号を受信し、電圧検出器２２からモニタＣに係る電圧信号を受信する。
【００４８】
また、上述した電圧検出器２２は、請求項記載の第１電圧検出器の一例に相当するものであって、上述した電圧検出器１１，１２，１３，１４は、請求項記載の第２電圧検出器に相当するものである。さらに、電圧検出器として、例えば、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードと、その光信号を受光して電気信号に変換し、検出信号として出力するフォトトランジスタとが一体になったフォトカップラなどを挙げることができる。
【００４９】
［動作シーケンス］
図２は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第１の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【００５０】
図２において、まず、モータ電源の投入が行われる（ステップＳ１１）。より具体的には、オペレータによって、モータパワースイッチＳＷ２がオンされると、このモータパワースイッチＳＷ２は閉状態となる。従って、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂは初期状態でオープンなので、リレーコイルＣＲＣが励磁され、２個のリレー接点ＣＲｃが閉状態となり、モータパワースイッチＳＷ２を放しても通電を自己保持することができる（ステップＳ１２）。このとき、リレーコイルＣＲＣが自己保持となったことにより、電圧検出器１１及び電圧検出器１２がＯＮ状態になる。そして、マイコン４０において、電圧検出器１１からモニタＡに係る（ＯＮ状態の）電圧信号を受信し、電圧検出器１２からモニタＢに係る（ＯＮ状態の）電圧信号を受信する。
【００５１】
次いで、励磁スイッチの動作が行われる（ステップＳ１３）。より具体的には、マイコン４０が、上述したモニタＡに係る電圧信号と上述したモニタＢに係る電圧信号の受信を確認した後、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂに対して開閉制御信号を送信することによって、励磁スイッチの動作が行われる。
【００５２】
次いで、リレー接点の溶着検知が行われる（ステップＳ１４）。より具体的には、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂは、ステップＳ１３におけるマイコン４０からの開閉制御信号を受信して、オン・オフ動作を交互に行う。これにより、リレーコイルＣＲＡとリレーコイルＣＲＢとは、交互に励磁される。このとき、マイコン４０において、電圧検出器２２からモニタＣに係る電圧信号を受信することによって、リレー接点ＣＲａ又はリレー接点ＣＲｂが溶着しているか否かを判断する。
【００５３】
なお、本実施形態においては、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂを交互にオン・オフ動作させることとしたが、例えば、励磁スイッチＳＷ３ａ又は励磁スイッチＳＷ３ｂのいずれか一方のみを動作させることで、リレー接点ＣＲａ又はリレー接点ＣＲｂが溶着しているか否かを判断することも可能である。
【００５４】
図３は、リレー接点の溶着検知を説明するための説明図である。
【００５５】
図３において、マイコン４０は、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂに対して、励磁スイッチＳＷ３ａ，励磁スイッチＳＷ３ｂ，励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂの順で閉制御信号を送信する（図３の上から１段目，２段目）。
【００５６】
このとき、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号は、リレー接点ＣＲａ及びリレー接点ＣＲｂがともに溶着していなければ、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂがオンになるタイミングでＨｉからＬｏになる（図３の上から３段目）。しかし、リレー接点ＣＲ３ｂが溶着していれば、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号は、励磁スイッチＳＷ３ａのみがオンになるタイミングで一旦ＨｉからＬｏになり、励磁スイッチＳＷ３ｂのみがオンになるタイミングでＬｏからＨｉに戻り、その後、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂがオンになるタイミングで再びＨｉからＬｏになる（図３の上から４段目）。一方で、リレー接点ＳＷ３ａが溶着していれば、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号は、励磁スイッチＳＷ３ｂのみがオンになるタイミングでＨｉからＬｏになる（図３の上から５段目）。
【００５７】
このように、励磁スイッチＳＷ３ａと励磁スイッチＳＷ３ｂとを時系列でオン・オフ動作させた場合に、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号がＨｉからＬｏになるタイミングを確認することで、どのリレー接点が溶着したかを検知することができる。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第２の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【００５９】
図４において、まず、モータ電源の投入及び自己保持が行われる（ステップＳ２１，ステップＳ２２）。詳細については上述同様である。
【００６０】
次いで、非常停止スイッチの動作が行われる（ステップＳ２３）。より具体的には、オペレータによって非常停止ボタンが押下されると、非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂが同期して共に開いた状態となる。
【００６１】
このとき、非常停止スイッチの溶着検知が行われる（ステップＳ２４）。より具体的には、マイコン４０において、ステップＳ２３の動作前後で、電圧検出器１３からモニタＤに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１４からモニタＥに係る電圧信号を受信することによって、非常停止スイッチＳＷ１ａ又は非常停止スイッチＳＷ１ｂが溶着しているか否かを判断する。
【００６２】
図５は、非常停止スイッチの溶着検知を説明するための説明図である。
【００６３】
図５において、ステップＳ２３の動作後、すなわち非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂが開いた状態において、非常停止スイッチの溶着が全くなければ、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＨｉであり、かつ、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号もＨｉである（図５の上から５段目）。また、ステップＳ２３の動作前、すなわち非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂが閉じた状態において、非常停止スイッチの溶着が全くなければ、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＨｉであり、かつ、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号もＨｉである（図５の上から５段目）。
【００６４】
しかし、非常停止スイッチＳＷ１ａが溶着していれば、ステップＳ２３の動作後、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＬｏのままで、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号はＨｉとなる。また、非常停止スイッチＳＷ１ｂが溶着していれば、ステップＳ２３の動作後、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＨｉとなり、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号はＬｏのままである。
【００６５】
このように、モニタＤに係る電圧信号とモニタＥに係る電圧信号の出力論理が異なるか否かを確認する。そして、これが異なる場合には、ＨｉからＬｏとなる電圧信号はどちらか、を確認することで、どの非常停止スイッチが溶着したかを検知することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係るモータ駆動制御回路１は、モータ駆動制御回路１中のリレー接点や非常停止スイッチの単一故障（溶着）を的確に検出することで、ロボット制御の安全性を向上させることが可能なものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第１の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図３】リレー接点の溶着検知を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第２の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】非常停止スイッチの溶着検知を説明するための説明図である。
【図６】従来の非常停止回路及びモータ電源回路の回路図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、そのモータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、がリレーで接続されたモータ駆動制御回路に関するものであって、特に、そのモータ駆動制御回路中のリレー接点や非常停止スイッチの溶着検知に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、産業用ロボットの動力源（モータ）に電力を供給するモータ電源回路と、そのモータ電源回路による電力供給を異常事態発生時などに遮断する非常停止回路と、を有するモータ駆動制御回路がある。このモータ駆動制御回路のうち、非常停止回路は、ロボット操作者（オペレータ）の安全を確保するためのもので、例えば、ＴＰ（ティーチペンダント）などに設けられた非常停止スイッチなどを含んでいる。モータ駆動制御回路の具体的な回路動作について、図６の回路図を用いて説明する。図６は、従来の非常停止回路１００及びモータ電源回路２００の回路図である。
【０００３】
図６に示す非常停止回路１００では、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ｘ，モータパワースイッチＳＷ２ｘ，及びリレーコイルＣＲＸの直列回路と、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ｙ，モータパワースイッチＳＷ２ｙ，及びリレーコイルＣＲＹの直列回路と、が並列に接続され、非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙが２４Ｖ電源１０１に、リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹがアースに接続されている。非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙは、異常事態発生時にオペレータによって非常停止ボタン（通常１個）が押下されると共に開状態となるものであって、通常はいずれも閉じた状態となっている。モータパワースイッチＳＷ２ｘ及びＳＷ２ｙは、モータパワーボタン（通常１個）が押下されると共に閉状態となるものであって、通常はいずれも開いた状態となっている。リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹは、モータ電源回路２００において、それぞれ常開のリレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙを有している。なお、モータ電源回路２００におけるリレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙは、非常停止回路１００におけるリレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹが励磁されることによって閉状態となる。
【０００４】
非常停止回路１００において、オペレータによってモータパワーボタンが押下されると、モータパワースイッチＳＷ２ｘ及びＳＷ２ｙの両方のスイッチが同時に閉じた状態となり（２回路構成）、リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹが励磁状態となる。その結果、リレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙが閉状態となり、モータ電源回路２００によって駆動モータ２０５に対する電力供給が行われる。より具体的には、２００Ｖの交流電源２０１から上述のリレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙを介して全波整流回路２０２に電流が流れ、全波整流回路２０２の出力となる脈流電圧がリップルを小さくする電解コンデンサ２０３を介してＣＰＵ等の演算手段を含むサーボアンプインバータ２０４に入力され、サーボアンプインバータ２０４の三相出力が駆動モータ２０５に入力される。なお、オペレータが、押下されたモータパワーボタンを放し、モータパワースイッチＳＷ２ｘ及びＳＷ２ｙの両方のスイッチが開いた状態となった場合であっても、自己保持回路（図示せず）などによって非常停止回路１００の通電は保たれる。
【０００５】
一方で、非常停止回路１００において、オペレータによって非常停止ボタンが押下されると、非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙの両方のスイッチが同時に開いた状態となり（２回路構成）、リレーコイルＣＲＸ及びＣＲＹが非例励磁状態となる。その結果、リレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙが開状態となり、モータ電源回路２００から駆動モータ２０５に対する電力供給が遮断されることになる。
【０００６】
ここで、非常停止回路１００は、上述のとおり「２回路構成」となっているため、非常停止スイッチ又はリレー接点の溶着に起因した単一故障による機能喪失を防ぐことができるものとなっている。
【０００７】
例えば、非常停止スイッチＳＷ１ｘ及びＳＷ１ｙのいずれか一方が溶着し、オペレータが非常停止ボタンを押下しても開状態とならなくなった場合であっても、他方のスイッチは開状態となるので、その他方のスイッチ系統におけるリレーコイルを非励磁状態とすることができ、ひいては駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができる。また、リレー接点ＣＲｘ及びＣＲｙのいずれか一方が溶着して開状態とならなくなった場合であっても、他方のリレー接点は開状態となるので、モータ電源回路２００を非通電とすることができ、ひいては駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができる。
【０００８】
このように、従来の非常停止回路１００では、同期して作動する回路を２系統設ける「２回路構成」によって、単一故障による機能損失を防ぎ、ロボット制御の安全性を高めることとしている。
【０００９】
また、特許文献１には、仮に単一故障（接点溶着）した場合において、その故障を検出する技術が開示されている。特許文献１に記載された発明によれば、制御回路２９は、電源回路中に設けられた接点２３及び接点２４を駆動する駆動信号Ｓ１及び駆動信号Ｓ２の出力タイミングを制御して、電流検出回路２８からの電流検出出力がハイレベルとなるタイミングを検出することで、接点２３又は接点２４の接点溶着を検知することができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１７３３８２号公報（段落番号［００２４］,図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の非常停止回路１００によれば、上述のとおり単一故障による機能損失を防ぐことは可能であるが、単一故障した場合にその故障を検出することができない、といった問題がある。
【００１２】
すなわち、例えば非常停止回路１００の非常停止スイッチＳＷ１ｘが溶着した場合であっても、２回路構成により駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができることから、オペレータは、非常停止スイッチＳＷ１ｙが溶着するまで非常停止スイッチＳＷ１ｘの溶着事実に気付くことができない、といった問題がある。かかる問題は、モータ電源回路２００をＯＦＦできなくなって初めて非常停止スイッチＳＷ１ｘの溶着事実に気付くことを意味し、ロボット制御の安全性の観点からみても非常に危険である。また、例えば非常停止回路１００のリレー接点ＣＲｘが溶着した場合であっても、２回路構成により駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断することができることから、オペレータは、リレー接点ＣＲｙが溶着して、駆動モータ２０５に対する電力供給を適切に遮断できなくなるまでリレー接点ＣＲｘの溶着事実に気付くことができず、上述同様、非常に危険である。
【００１３】
一方で、溶着の検出を行う特許文献１に記載された発明は、先に出力された駆動信号によって駆動される接点の溶着を検知することができないため、単一故障（溶着）の「的確な」検出ができないという問題を包含する。すなわち、この発明は、例えば、駆動信号の出力タイミングが「駆動信号Ｓ１→駆動信号Ｓ２」という順序の場合には、遅れて出力された駆動信号Ｓ２によって駆動される接点２４の溶着検知はできるものの、先に出力された駆動信号Ｓ１によって駆動される接点２３の溶着検知はできない（同号公報図３参照）。同様に、駆動信号の出力タイミングが「駆動信号Ｓ２→駆動信号Ｓ１」という順序の場合には、遅れて出力された駆動信号Ｓ１によって駆動される接点２３の溶着検知はできるものの、先に出力された駆動信号Ｓ２によって駆動される接点２４の溶着検知はできない。その結果、場合によっては片方の接点が溶着したまま循環ポンプ１５を動作させることになってしまい、単一故障の「的確な」検出ができないことになる。仮に、この発明を、ロボット駆動用サーボ電源をＯＮ／ＯＦＦする非常停止回路に適用した場合、ＯＮ／ＯＦＦを制御する非常停止スイッチやリレー接点が溶着したまま産業用ロボットを動作させることになってしまい、非常に危険である。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボット駆動用モータへの電力供給を制御するモータ駆動制御回路において、当該モータ駆動制御回路中のリレー接点や非常停止スイッチの単一故障（溶着）を的確に検出することで、ロボット制御の安全性を向上させることが可能なモータ駆動制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上のような課題を解決するために、本発明は、モータ駆動制御回路において、モータ電源回路とリレーで接続された非常停止回路を多重化し、その非常停止回路に、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段が接続されていることを特徴とする。
【００１６】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１７】
（１） ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、前記モータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、を有し、前記モータ電源回路と前記非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、前記非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によって前記モータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、前記非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段が接続されていることを特徴とするモータ駆動制御回路。
【００１８】
本発明によれば、モータ電源回路と非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、その非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によってモータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段を接続することとしたから、多重化されたリレーへの励磁電流の供給タイミングを任意とすることができる。
【００１９】
従って、励磁制御手段によって、例えば一のリレーへ励磁電流を供給した場合において、モータ電源回路によってロボット駆動用モータに電力が供給されたとき（例えば、ロボット駆動用モータの動作を確認することで、電力が供給されたか否かを確認できる）には、他のいずれかのリレーが有するリレー接点が、溶着していることを検知することができる。
【００２０】
同様にして、励磁制御手段によって多重化されたリレーへの励磁電流の供給を切り替えることで、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することが可能である。その結果、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２１】
ここで、非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段が「接続されている」こととしたが、これは、励磁制御手段が非常停止回路中に含まれていない場合をも包含する意味である。すなわち、非常停止回路の外部に励磁制御手段が設けられ、非常停止回路の外部から、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御するような回路構成としても構わない。
【００２２】
（２） 前記モータ電源回路には、多重化されたリレーのリレー接点が各々設けられており、前記各々のリレー接点間の電圧を検出する第１電圧検出器が、当該各々のリレー接点と並列に接続されていることを特徴とする（１）記載のモータ駆動制御回路。
【００２３】
本発明によれば、上述したモータ電源回路には、多重化されたリレーのリレー接点が各々設けられており、それら各々のリレー接点間の電圧を検出する第１電圧検出器が、それら各々のリレー接点と並列に接続されていることとしたから、上述した励磁制御手段によって、例えば一のリレーへ励磁電流を供給した場合において、ロボット駆動用モータの動作を確認しなくても、この第１電圧検出器によって所定の電圧信号が検出されたときには、他のいずれかのリレーが有するリレー接点が、溶着していることを検知することができる
【００２４】
従って、ロボット駆動用モータがモータ電源回路に接続されていない場合であっても、多重化されたリレーが有するリレー接点のうち、どのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することができ、ひいては、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２５】
（３） 前記励磁制御手段は、前記リレーのリレーコイルと直列に接続されていることを特徴とする（１）又は（２）記載のモータ駆動制御回路。
【００２６】
本発明によれば、上述した励磁制御手段が、上述したリレーのリレーコイルと直列に接続されることとしたから、非常停止回路中に設けられた励磁制御手段によって、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を切り替えることで、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することができ、ひいてはロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２７】
（４） 前記励磁制御手段は、多重化されたリレーを交互に励磁することを特徴とする（１）から（３）のいずれか記載のモータ駆動制御回路。
【００２８】
本発明によれば、上述した励磁制御手段によって、多重化されたリレーが交互に励磁されることとしたから、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを１の励磁制御信号で的確に検知することができ、ひいてはロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００２９】
（５） ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、前記モータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、を有し、前記モータ電源回路と前記非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、前記非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によって前記モータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、前記非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチが接続されるとともに、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、前記各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器が、当該各々のリレーコイルと並列に接続されていることを特徴とするモータ駆動制御回路。
【００３０】
本発明によれば、モータ電源回路と非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、その非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によってモータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチが接続されるとともに、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、これら各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器が、これら各々のリレーコイルと並列に接続されていることとしたから、例えば、非常停止スイッチを動作させる非常停止ボタンを押下した場合において、本来ならば、多重化されたリレーへの励磁電流の供給が同期して停止され、リレーコイルと並列に接続された第２電圧検出器から電圧信号は検出されないはずであるが、仮に、この第２電圧検出器から所定の電圧信号が検出されたときには、非常停止スイッチのうち、どのリレーへの励磁電流の供給を停止させる接点が溶着しているかを検知することができる。
【００３１】
すなわち、例えば、非常停止スイッチを動作させる非常停止ボタンを押下した場合に、どのリレーへの励磁電流の供給が停止されていないか、を第２電圧検出器からの所定の電圧信号に基づき検出することによって、非常停止スイッチのうち、どのリレーへの励磁電流の供給を停止させる接点が溶着しているかを検知することができ、ひいては、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００３２】
（６） （１）から（４）のいずれか記載のモータ駆動制御回路を用いて前記リレーの接点溶着を検知する接点溶着検知方法。
【００３３】
本発明によれば、（１）から（４）のいずれか記載のモータ駆動制御回路を用いて、上述したリレーの接点溶着を的確に検知することができるので、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００３４】
（７） （５）記載のモータ駆動制御回路を用いて前記非常停止スイッチの接点溶着を検知する接点溶着検知方法。
【００３５】
本発明によれば、（５）記載のモータ駆動制御回路を用いて、上述した非常停止スイッチの接点溶着を的確に検知することができるので、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係るモータ駆動制御回路は、以上説明したように、モータ駆動制御回路中の非常停止回路を多重化し、その非常停止回路に、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を個別に制御する励磁制御手段を接続するものなので、多重化されたリレーのうち、どのリレーのリレー接点が溶着しているかを的確に検知することができ、ひいてはロボット制御の安全性を向上させることができる。
【００３７】
また、本発明に係るモータ駆動制御回路は、モータ駆動制御回路中の非常停止回路を多重化し、その非常停止回路に、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチを接続し、多重化されたリレーの各々のリレーコイルと並列に第２電圧検出器を接続するものなので、非常停止スイッチのうち、どのリレーへの励磁電流の供給を停止させる接点が溶着しているかを検知することができ、ひいては、ロボット制御の安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
［回路構成］
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の回路図である。
【００４０】
図１において、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１は、非常停止回路１０と、モータ電源回路２０と、マイコン４０と、から構成される。なお、モータ電源回路２０のサーボアンプインバータ２５は、駆動モータ３０に接続されている。
【００４１】
非常停止回路１０は、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ａ，モータパワースイッチＳＷ２，励磁スイッチＳＷ３ａ，及びリレーコイルＣＲＡの直列回路と、非常停止スイッチ（非常停止スイッチの接点）ＳＷ１ｂ，リレー接点ＣＲｃ，励磁スイッチＳＷ３ｂ，リレーコイルＣＲＢの直列回路と、が並列構成となっており、非常停止スイッチＳＷ１ａ及びリレーコイルＣＲＢが２４Ｖ電源（＋２４Ｖ）に、リレーコイルＣＲＡ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂがアースに接続されている（２回路構成）。なお、非常停止スイッチＳＷ１ａを２４Ｖ電源（＋２４Ｖ）に接続するにあたって、両スイッチがショートした場合を考慮してヒューズ（ＦＵＳＥ）を介するようにしている。
【００４２】
また、モータパワースイッチＳＷ２，励磁スイッチＳＷ３ａ，及びリレーコイルＣＲＡの直列回路は、リレー接点ＣＲｃ及びリレーコイルＣＲＣの直列回路と並列に接続され、モータパワースイッチＳＷ２と励磁スイッチＳＷ３ａの接続点と、リレー接点ＣＲｃとリレーコイルＣＲＣの接続点とが接続されている。さらに、リレーコイルＣＲＣの両端には電圧検出器１１が接続され、リレー接点ＣＲｃ及びリレーコイルＣＲＣの直列回路の両端には電圧検出器１３が接続されている。
【００４３】
なお、非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂは、異常事態発生時にオペレータによって非常停止ボタン（通常１個）が押下されると共に開状態となるものであって、通常はいずれも閉じた状態となっている。また、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂは、マイコン４０から受信する開閉制御信号に基づき開閉動作を行うことが可能である。また、本実施形態では、リレーコイルＣＲＡ及びリレーコイルＣＲＢへの励磁電流の供給を制御する手段として、それぞれ機械的接点を有する励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂを用いたが、本発明はこれに限られず、光に応動する光スイッチやトランジスタ等から構成される半導体スイッチなど、如何なるものを用いてもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂを非常停止回路１０に組み込むこととしたが、本発明はこれに限られず、非常停止回路１０の外部に設けることとしてもよい。
【００４５】
一方で、励磁スイッチＳＷ３ｂ及びリレーコイルＣＲＢの直列回路の両端には電圧検出器１２が接続され、リレー接点ＣＲｃ，励磁スイッチＳＷ３ｂ，及びリレーコイルＣＲＢの直列回路の両端には電圧検出器１４が接続されている。
【００４６】
モータ電源回路２０は、２００Ｖの交流電源２１と、リレー接点ＣＲａ及びリレー接点ＣＲｂを介して交流電源２１と並列に接続され、交流電源２１による電力供給の状態を検出する電圧検出器２２と、全波整流回路２３と、電解コンデンサ２４と、サーボアンプインバータ２５と、から構成される。
【００４７】
ここで、上述した電圧検出器１１，１２，１３，１４，２２において検出された電圧信号は、上述したマイコン４０に対して送信される。すなわち、マイコン４０は、電圧検出器１１からモニタＡに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１２からモニタＢに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１３からモニタＤに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１４からモニタＥに係る電圧信号を受信し、電圧検出器２２からモニタＣに係る電圧信号を受信する。
【００４８】
また、上述した電圧検出器２２は、請求項記載の第１電圧検出器の一例に相当するものであって、上述した電圧検出器１１，１２，１３，１４は、請求項記載の第２電圧検出器に相当するものである。さらに、電圧検出器として、例えば、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードと、その光信号を受光して電気信号に変換し、検出信号として出力するフォトトランジスタとが一体になったフォトカップラなどを挙げることができる。
【００４９】
［動作シーケンス］
図２は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第１の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【００５０】
図２において、まず、モータ電源の投入が行われる（ステップＳ１１）。より具体的には、オペレータによって、モータパワースイッチＳＷ２がオンされると、このモータパワースイッチＳＷ２は閉状態となる。従って、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂは初期状態でオープンなので、リレーコイルＣＲＣが励磁され、２個のリレー接点ＣＲｃが閉状態となり、モータパワースイッチＳＷ２を放しても通電を自己保持することができる（ステップＳ１２）。このとき、リレーコイルＣＲＣが自己保持となったことにより、電圧検出器１１及び電圧検出器１２がＯＮ状態になる。そして、マイコン４０において、電圧検出器１１からモニタＡに係る（ＯＮ状態の）電圧信号を受信し、電圧検出器１２からモニタＢに係る（ＯＮ状態の）電圧信号を受信する。
【００５１】
次いで、励磁スイッチの動作が行われる（ステップＳ１３）。より具体的には、マイコン４０が、上述したモニタＡに係る電圧信号と上述したモニタＢに係る電圧信号の受信を確認した後、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂに対して開閉制御信号を送信することによって、励磁スイッチの動作が行われる。
【００５２】
次いで、リレー接点の溶着検知が行われる（ステップＳ１４）。より具体的には、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂは、ステップＳ１３におけるマイコン４０からの開閉制御信号を受信して、オン・オフ動作を交互に行う。これにより、リレーコイルＣＲＡとリレーコイルＣＲＢとは、交互に励磁される。このとき、マイコン４０において、電圧検出器２２からモニタＣに係る電圧信号を受信することによって、リレー接点ＣＲａ又はリレー接点ＣＲｂが溶着しているか否かを判断する。
【００５３】
なお、本実施形態においては、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂを交互にオン・オフ動作させることとしたが、例えば、励磁スイッチＳＷ３ａ又は励磁スイッチＳＷ３ｂのいずれか一方のみを動作させることで、リレー接点ＣＲａ又はリレー接点ＣＲｂが溶着しているか否かを判断することも可能である。
【００５４】
図３は、リレー接点の溶着検知を説明するための説明図である。
【００５５】
図３において、マイコン４０は、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂに対して、励磁スイッチＳＷ３ａ，励磁スイッチＳＷ３ｂ，励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂの順で閉制御信号を送信する（図３の上から１段目，２段目）。
【００５６】
このとき、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号は、リレー接点ＣＲａ及びリレー接点ＣＲｂがともに溶着していなければ、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂがオンになるタイミングでＨｉからＬｏになる（図３の上から３段目）。しかし、リレー接点ＣＲ３ｂが溶着していれば、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号は、励磁スイッチＳＷ３ａのみがオンになるタイミングで一旦ＨｉからＬｏになり、励磁スイッチＳＷ３ｂのみがオンになるタイミングでＬｏからＨｉに戻り、その後、励磁スイッチＳＷ３ａ及び励磁スイッチＳＷ３ｂがオンになるタイミングで再びＨｉからＬｏになる（図３の上から４段目）。一方で、リレー接点ＳＷ３ａが溶着していれば、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号は、励磁スイッチＳＷ３ｂのみがオンになるタイミングでＨｉからＬｏになる（図３の上から５段目）。
【００５７】
このように、励磁スイッチＳＷ３ａと励磁スイッチＳＷ３ｂとを時系列でオン・オフ動作させた場合に、電圧検出器２２において検出されるモニタＣに係る電圧信号がＨｉからＬｏになるタイミングを確認することで、どのリレー接点が溶着したかを検知することができる。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第２の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【００５９】
図４において、まず、モータ電源の投入及び自己保持が行われる（ステップＳ２１，ステップＳ２２）。詳細については上述同様である。
【００６０】
次いで、非常停止スイッチの動作が行われる（ステップＳ２３）。より具体的には、オペレータによって非常停止ボタンが押下されると、非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂが同期して共に開いた状態となる。
【００６１】
このとき、非常停止スイッチの溶着検知が行われる（ステップＳ２４）。より具体的には、マイコン４０において、ステップＳ２３の動作前後で、電圧検出器１３からモニタＤに係る電圧信号を受信し、電圧検出器１４からモニタＥに係る電圧信号を受信することによって、非常停止スイッチＳＷ１ａ又は非常停止スイッチＳＷ１ｂが溶着しているか否かを判断する。
【００６２】
図５は、非常停止スイッチの溶着検知を説明するための説明図である。
【００６３】
図５において、ステップＳ２３の動作後、すなわち非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂが開いた状態において、非常停止スイッチの溶着が全くなければ、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＨｉであり、かつ、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号もＨｉである（図５の上から５段目）。また、ステップＳ２３の動作前、すなわち非常停止スイッチＳＷ１ａ及び非常停止スイッチＳＷ１ｂが閉じた状態において、非常停止スイッチの溶着が全くなければ、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＨｉであり、かつ、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号もＨｉである（図５の上から５段目）。
【００６４】
しかし、非常停止スイッチＳＷ１ａが溶着していれば、ステップＳ２３の動作後、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＬｏのままで、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号はＨｉとなる。また、非常停止スイッチＳＷ１ｂが溶着していれば、ステップＳ２３の動作後、電圧検出器１３において検出されるモニタＤに係る電圧信号はＨｉとなり、電圧検出器１４において検出されるモニタＥに係る電圧信号はＬｏのままである。
【００６５】
このように、モニタＤに係る電圧信号とモニタＥに係る電圧信号の出力論理が異なるか否かを確認する。そして、これが異なる場合には、ＨｉからＬｏとなる電圧信号はどちらか、を確認することで、どの非常停止スイッチが溶着したかを検知することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係るモータ駆動制御回路１は、モータ駆動制御回路１中のリレー接点や非常停止スイッチの単一故障（溶着）を的確に検出することで、ロボット制御の安全性を向上させることが可能なものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第１の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図３】リレー接点の溶着検知を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御回路１の第２の動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】非常停止スイッチの溶着検知を説明するための説明図である。
【図６】従来の非常停止回路及びモータ電源回路の回路図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、
前記モータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、を有し、
前記モータ電源回路と前記非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、
前記非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によって前記モータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、
前記非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチが接続されるとともに、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、
前記各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器が、当該各々のリレーコイルと並列に接続されていることを特徴とするモータ駆動制御回路。
【請求項２】
請求項１記載のモータ駆動制御回路を用いて前記非常停止スイッチの接点溶着を検知する接点溶着検知方法。
【請求項１】
ロボット駆動用モータに電力を供給するモータ電源回路と、
前記モータ電源回路による電力供給を遮断する非常停止回路と、を有し、
前記モータ電源回路と前記非常停止回路とがリレーで接続されたモータ駆動制御回路において、
前記非常停止回路は多重化されており、少なくとも一方のリレー制御によって前記モータ電源回路による電力供給を遮断するモータ駆動制御回路であって、
前記非常停止回路には、多重化されたリレーへの励磁電流の供給を同期して停止させる非常停止スイッチが接続されるとともに、多重化されたリレーのリレーコイルが各々設けられており、
前記各々のリレーコイルの両端の電圧を検出する第２電圧検出器が、当該各々のリレーコイルと並列に接続されていることを特徴とするモータ駆動制御回路。
【請求項２】
請求項１記載のモータ駆動制御回路を用いて前記非常停止スイッチの接点溶着を検知する接点溶着検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２１７８４８（Ｐ２００９−２１７８４８Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５３６１０（Ｐ２００９−１５３６１０）
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【分割の表示】特願２００４−３０８４６４（Ｐ２００４−３０８４６４）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【分割の表示】特願２００４−３０８４６４（Ｐ２００４−３０８４６４）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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