自動機械の制御装置
【課題】稼働率の低下を抑えること。
【解決手段】サーボ制御部１７が、サーボモータ２１の回転を制御し、異常検出部１８が、サーボ制御部１７への電源供給遮断状態（すなわち、サーボ制御部１７によるサーボモータ２１の制御が非制御の状態）において、エンコーダ２３によって検出されたサーボモータ２１の回転位置（エンコーダ値）を取得するとともに、取得したエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出するように制御装置１を構成する。
【解決手段】サーボ制御部１７が、サーボモータ２１の回転を制御し、異常検出部１８が、サーボ制御部１７への電源供給遮断状態（すなわち、サーボ制御部１７によるサーボモータ２１の制御が非制御の状態）において、エンコーダ２３によって検出されたサーボモータ２１の回転位置（エンコーダ値）を取得するとともに、取得したエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出するように制御装置１を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動機械の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生産現場等では、モータを備えた自動機械が多用されている。かかる自動機械のモータには、非稼動時（非動作時）等においてモータの駆動電源が遮断された場合に、自動機械の部位が重力や外力によって位置ずれを起こすことを防ぐために、たとえば無励磁作動式電磁ブレーキ等のブレーキが設けられる場合がある。
【０００３】
なお、無励磁作動式電磁ブレーキは、電源ＯＮ時に電磁力によってブレーキ保持が解除され、電源ＯＦＦ時にはバネ等の機械的作用でブレーキがかかる仕組みを持ったブレーキである。
【０００４】
ところが、この種のブレーキは、たとえば経年変化やブレーキパッドの摩耗あるいは油脂（グリース等）の混入等によって保持トルクが低下してスリップを起こす場合がある。かかる場合には、自動機械の部位が位置ずれを起こしてしまうこととなる。
【０００５】
このようなスリップの発生は、スリップ量が多い場合や部位移動の速度が速い場合には作業者によって発見され易く、即座に対処されることも多い。しかしながら、スリップ量が少ない場合や部位移動の速度が遅い場合のように作業者の目視による異常発見が困難なケースもある。特に、作業者が不在となる夜間や休暇中の場合、上記のようなブレーキの異常を発見することは困難である。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、自動機械の制御電源を遮断した時のモータ位置を記憶しておき、制御電源投入時のモータ位置と比較して、その差が基準を超えている場合にスリップが発生したと判定する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３９１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、駆動電源遮断中における自動機械の部位の位置ずれを電源投入直後に検出して提示するものであり、電源投入後において作業者に対してブレーキ異常復旧を促すことができる。
【０００９】
しかし、生産現場等においては、所定の操業開始時刻が到来し電源が投入されたならば、直ちに稼動が開始されることが望まれている。これは、稼動開始の遅れが稼働率低下に繋がるためである。このため、特許文献１に記載の技術には、ブレーキ異常が検出された場合の稼働率低下を抑えるという点で更なる改善の余地がある。
【００１０】
開示の技術は、従来の技術を改善するものであり、稼働率の低下を抑えることができる自動機械の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】
【００１１】
本願の開示する自動機械の制御装置は、モータ、前記モータへの電源供給遮断時に前記モータの回転を保持するブレーキおよび前記モータの回転位置を検出する位置検出部を備える自動機械を制御する制御装置であって、前記モータの回転を制御するモータ制御部と、前記モータ制御部による制御が非制御の状態において、前記位置検出部によって検出された前記モータの回転位置を取得するとともに、取得した前記回転位置に基づいて前記ブレーキの異常を検出する異常検出処理を行う異常検出部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する自動機械の制御装置の一つの態様によれば、稼働率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る自動機械および制御装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る制御装置および自動機械の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、表示器の構成例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る異常検出部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、駆動電源の遮断から表示器がオンされるまでのタイミングチャートの一例を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る異常検出部が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施形態に係る異常検出部の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本願の開示する自動機械の制御装置のいくつかの実施の形態について詳細に説明する。ただし、これらの例示によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る自動機械および制御装置の構成例について図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る自動機械および制御装置の構成例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態に係る上位コントローラは、通信ネットワークを介して自動機械２と接続される。通信ネットワークとしては、有線ＬＡＮ（Local Area Network）や、無線ＬＡＮといった一般的なネットワークを用いることができる。
【００１７】
制御装置１は、自動機械２の駆動制御および異常検出等を行う。また、制御装置１は、自動機械２が備えるサーボモータのブレーキ異常を検出した場合に、かかるブレーキ異常の発生を作業者へ報知するための表示器１１を備える。
【００１８】
自動機械２は、たとえば各関節軸にサーボモータを備える多軸ロボットであり、制御装置１からの指示に従ってワークＷに対して所定の作業を行う。たとえば、自動機械２は、制御装置１からの指示に従って各軸のサーボモータを個別に任意の角度だけ回転させることで、先端に設けられたエンドエフェクタ（ハンドや溶接機器等）を任意の位置へ移動させ、かかるエンドエフェクタを用いて把持や溶接といった作業を行う。
【００１９】
各サーボモータには、駆動電源遮断時における自動機械２の部位の位置ずれを防止するためのブレーキが設けられる。かかるブレーキとしては、たとえば、無励磁作動式電磁ブレーキを用いることができる。
【００２０】
なお、ここでは、モータを備える自動機械の一例として単腕型の産業用ロボットを用いて説明するが、自動機械２は、これに限定されるものではない。
【００２１】
制御装置１には、操作装置３も接続されている。操作装置３は、自動機械２を制御またはモニタするための操作部と表示部とを有し、作業者の操作に応じて自動機械２の電源投入、非常停止、稼動開始・停止といった指令を制御装置１へ送信する。なお、操作装置３は、自動機械２がロボットである場合には、たとえばペンダントに相当する。
【００２２】
また、制御装置１には、ＬＡＮ等の通信ネットワークを介して上位コントローラも接続されており、かかる上位コントローラからの指令に基づいて自動機械２の駆動制御を行うこともできる。制御装置１は、上位コントローラに対して自動機械２の運転状態等を通知することもできる。かかる上位コントローラとしては、たとえばＰＣ（Personal Computer）やＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等を用いることができる。
【００２３】
ここで、当日のワークＷに対する作業が終了して電源遮断を行う場合、作業者は、まず、操作装置３の非常停止ボタンを押下するなどして自動機械２の駆動電源を遮断する。かかる操作によって駆動電源が遮断されると、各サーボモータのブレーキが作動し、自動機械２の移動部位が保持されることとなる。
【００２４】
つづいて、制御装置１は、操作装置３への操作あるいは上位コントローラからの指示に従って「監視モード」へ移行する。ここで、「監視モード」とは、自動機械２の駆動電源遮断状態における各サーボモータの回転位置を監視し、これにより各サーボモータのブレーキ異常を検出するモードである。なお、監視モード中は、制御装置１の特定の処理部にだけ電源が供給された状態（あるいは低消費電力状態）となるが、かかる点については、後述する。
【００２５】
監視モード中において、たとえばブレーキがスリップを起こして自動機械２の部位が所定量以上移動すると、サーボモータの回転位置が変化する。制御装置１は、かかるサーボモータの回転位置の変化に基づいてブレーキの異常を検出する。
【００２６】
そして、制御装置１は、ブレーキの異常を検出すると、表示器１１を点灯させる。作業者は、かかる表示器１１の点灯を確認することで、サーボモータのブレーキに異常が発生したことを認識することができる。
【００２７】
このように、第１実施形態に係る制御装置１は、駆動電源が遮断された状態にあっても、自動機械２の部位の移動が発生した時点で表示器１１を点灯させることができる。すなわち、作業者に対して自動機械２の稼動前にブレーキ異常を報知することができる。したがって、異常回復の処置を操業開始時刻に先立って促すことができ、稼動開始の遅れを最小限とし、稼働率の低下を抑えることができる。
【００２８】
以下では、制御装置１および自動機械２の構成や監視モード中の動作等について具体的に説明する。図２は、第１実施形態に係る制御装置１および自動機械２の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、制御装置１は、表示器１１と、コンバータ１２と、アンプ１３と、ＤＣ（Direct Current）電源１４と、継電器１５ａ〜１５ｄと、モーション制御部１６と、サーボ制御部１７と、異常検出部１８とを備える。また、モーション制御部１６は、プロセッサ１６ａを備え、サーボ制御部１７は、演算部１７ａと、インタフェース１７ｂとを備える。また、自動機械２は、サーボモータ２１と、ブレーキ２２と、エンコーダ２３とを備える。
【００３０】
なお、図２では、説明をわかり易くする観点から１軸制御の場合の例について示すが、自動機械２が複数軸を有する場合には、サーボモータ２１、ブレーキ２２、エンコーダ２３、アンプ１３およびサーボ制御部１７が軸数分設けられることとなる。
【００３１】
まず、自動機械２の構成について説明する。サーボモータ２１は、自動機械２を駆動させるモータであり、各軸に対応して設けられる。かかるサーボモータ２１は、制御装置１から供給される駆動電源によって駆動する。
【００３２】
ブレーキ２２は、サーボモータ２１への電源供給遮断時にサーボモータ２１の回転を保持するブレーキであり、各サーボモータ２１に組み合わされ又は内蔵されている。なお、ここでは、ブレーキ２２が、無励磁作動式電磁ブレーキであるものとするが、これに限定されるものではなく、電源供給遮断時にサーボモータ２１の回転を保持することができれば、他のタイプのブレーキであってもよい。
【００３３】
エンコーダ２３は、サーボモータ２１の回転位置を検出する位置検出部であり、各サーボモータ２１に対応して設けられる。かかるエンコーダ２３によって検出されたサーボモータ２１の回転位置（エンコーダ値）は、サーボ制御部１７および異常検出部１８へ出力される。
【００３４】
なお、第１実施形態では、エンコーダ２３が絶対値エンコーダであるものとするが、これに限ったものではなく、エンコーダ２３は、インクリメンタルエンコーダであってもよい。また、エンコーダ２３に代えて、レゾルバ等を用いてもよい。
【００３５】
つづいて、制御装置１の構成について説明する。表示器１１は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の表示灯を備える表示器であり、モーション制御部１６からのセット信号に従って表示灯を点灯させる。かかる表示器１１は、キープリレーを用いて構成されるが、かかる点については、後述する。
【００３６】
コンバータ１２は、ＡＣ（Alternating Current）主電源４から供給される交流電力を用いてサーボモータ２１の駆動電力を生成する装置である。コンバータ１２によって生成された駆動電力は、アンプ１３へ入力される。アンプ１３は、サーボ制御部１７からの指令に従ってＰＷＭ制御を行い、サーボモータ２１に対して駆動電力を供給する処理部である。
【００３７】
ＤＣ電源１４は、ＡＣ主電源４から供給される交流電力から直流電力を生成する。ＤＣ電源１４によって生成された直流電力は、表示器１１、モーション制御部１６、サーボ制御部１７、異常検出部１８および自動機械２のブレーキ２２等へ供給される。
【００３８】
継電器１５ａは、ＤＣ電源１４の電源スイッチであり、ＤＣ電源１４に対するＡＣ主電源４からの交流電力の供給および遮断を切り替える。なお、継電器１５ａは、通常業務期間の稼動時においては常時オンされた状態となっており、たとえば稼動が長期的に休止される場合あるいは点検等の保守作業が行われる場合にオフされる。
【００３９】
継電器１５ｂは、コンバータ１２の電源スイッチであり、コンバータ１２に対するＡＣ主電源４からの交流電力の供給および遮断を切り替える。かかる継電器１５ｂは、稼動終了時の駆動電源遮断時にオフされることとなる。
【００４０】
継電器１５ｃは、ブレーキ２２の電源スイッチであり、ブレーキ２２に対するＤＣ電源１４からの直流電力の供給および遮断を切り替える。かかる継電器１５ｃは、継電器１５ｂと同様、稼動終了時の駆動電源遮断時にオフされることとなる。
【００４１】
なお、ブレーキ２２は、継電器１５ｃがオフされることによって、すなわち、ブレーキ２２への電源供給が遮断されることによって作動してサーボモータ２１の回転を保持することとなる。
【００４２】
継電器１５ｄは、サーボ制御部１７等の電源スイッチであり、サーボ制御部１７等に対するＤＣ電源１４からの直流電力の供給および遮断を切り替える。
【００４３】
なお、継電器１５ｄは、稼動終了時の駆動電源遮断後において監視モードへ移行する場合にオフされることとなる。したがって、監視モード中においては、モーション制御部１６や異常検出部１８といった一部の処理部にのみ電源が供給された状態となる。
【００４４】
モーション制御部１６は、操作装置３あるいは上位コントローラからの指令に基づいてサーボモータ２１の制御に必要な指令データを生成してサーボ制御部１７へ出力する処理部である。なお、かかる指令データは、プロセッサ１６ａを用いて生成される。
【００４５】
また、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、操作装置３あるいは上位コントローラから監視モードへの移行指令を受け取った場合に異常検出部１８の異常検出処理を開始させる処理を行ったり、異常検出部１８によってブレーキ２２の異常が検出された場合に表示器１１を点灯させる処理を行ったりする。かかるモーション制御部１６は、「異常対応処理部」の一例である。
【００４６】
サーボ制御部１７は、演算部１７ａが、モーション制御部１６から受け取った指令データと、インタフェース１７ｂ経由でエンコーダ２３から取得したエンコーダ値（サーボモータ２１の回転位置フィードバックデータ）とに基づいてサーボモータ２１の制御に必要な演算処理を行い、ＰＷＭ信号を生成する。生成されたＰＷＭ信号は、アンプ１３へ出力される。なお、アンプ１３では、かかるＰＷＭ信号に従ってＰＷＭ制御が行われることとなる。かかるサーボ制御部１７は、「モータ制御部」の一例である。
【００４７】
異常検出部１８は、監視モード中において、エンコーダ２３から取得したエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出する処理部である。かかる異常検出部１８の具体的な構成については、図４を用いて後述する。
【００４８】
ここで、制御装置１が実行する各種動作について図２を用いて説明する。
（稼動開始時における電源投入時の動作）
継電器１５ａがオンされると、ＡＣ主電源４からの交流電力がＤＣ電源１４へ供給され、各回路の初期化が行われる。つづいて、モーション制御部１６は、図示しない制御信号に従って継電器１５ｄをオンする。これにより、ＤＣ電源１４からの直流電力がサーボ制御部１７等へ供給される。サーボ制御部１７は、ＤＣ電源１４から直流電力が供給されると初期化を行い、その後、通常稼動の準備を行う。
【００４９】
なお、この段階において、継電器１５ｂおよび継電器１５ｃは、オフされた状態となっている。
【００５０】
（通常稼動時の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「運転準備指令」を受けると、継電器１５ｂをオンして、ＡＣ主電源４からの交流電力をコンバータ１２へ供給させる。これにより、サーボモータ２１へ電力が供給され、トルクが発生することとなる。
【００５１】
また、制御装置１は、継電器１５ｃをオンする。これにより、ＤＣ電源１４からの直流電力がブレーキ２２へ供給されるため、ブレーキ２２によってサーボモータ２１の回転が保持された状態が解除される。そして、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「運転指令」を受けると、自動機械２の動作を開始させる。
【００５２】
（稼動終了時における駆動電源遮断時の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「駆動電源遮断指令」または「非常停止指令」を受けると、継電器１５ｃをオフしてブレーキ２２への電力供給を遮断する。これにより、ブレーキ２２がサーボモータ２１の回転を規制して位置を保持した状態となる。また、制御装置１は、継電器１５ｂをオフしてコンバータ１２への電力供給を遮断する。
【００５３】
（監視モード中の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「監視モード移行指令」を受けると、継電器１５ｄをオフする。これにより、サーボ制御部１７等への電力供給が遮断された状態（言い換えれば、サーボ制御部１７によるサーボモータ２１の制御が非制御の状態）となる。
【００５４】
このように、監視モードは、モーション制御部１６および異常検出部１８を含む一部の処理部にのみ電力が供給された低消費電力状態で実行される。したがって、たとえば稼動終了時から次の稼動開始時まで監視モードを継続させたとしても、消費電力を抑えることができる。
【００５５】
また、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、監視モードへ移行すると、異常検出部１８に対して監視移行信号を出力した後、自らを通常稼動状態からスリープモードへ移行する。ここで、スリープモードとは、通常稼動状態よりも少ない消費電力で稼動するモードである。
【００５６】
異常検出部１８は、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａから監視移行信号を受けると、エンコーダ２３からのエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出する異常検出処理を開始する。なお、異常検出処理の詳細については、異常検出部１８の具体的な構成と併せて図４を用いて説明する。
【００５７】
異常検出部１８は、ブレーキ２２の異常を検出すると、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する。そして、プロセッサ１６ａは、異常検出部１８から割り込み信号を受けると、スリープモードから通常稼動状態へ復帰したうえで、異常対応処理を実行する。
【００５８】
具体的には、プロセッサ１６ａは、異常が発生した軸（サーボモータ２１）に関する情報である異常状態情報を異常検出部１８から取得し、図示しない不揮発性メモリに記憶する。また、プロセッサ１６ａは、表示器１１に対してセット信号を出力することで、表示器１１を点灯させる。
【００５９】
これにより、作業者は、かかる表示器１１の点灯を確認することで、ブレーキ２２に異常が発生したことを認識することができる。
【００６０】
なお、作業者は、表示器１１の点灯を確認すると、制御装置１を通常稼動状態（たとえば「運転準備指令」を受ける前の状態）へ復帰させたうえで、操作装置３等を操作して異常状態情報を図示しない表示部へ表示させる。このように、異常状態情報を所定の記憶部へ記憶しておき、異常検出部１８およびモーション制御部１６を含む全ての処理部に対して電源が供給された後に、記憶部へ記憶された異常状態情報を所定の表示部へ表示させる。このようにすれば、ブレーキ異常が検出された時点で異常状態情報を表示させる場合と比較して表示部の消費電力を抑えることができる。
【００６１】
プロセッサ１６ａは、異常対応処理を終えると、通常稼動状態から再度スリープモードへ移行する。
【００６２】
このように、異常検出部１８からの割り込み信号を受けるまでの間、プロセッサ１６ａをスリープモードにしておくこととしたため、監視モード中のプロセッサ１６ａの消費電力を抑えることができる。また、異常対応処理の実行後にプロセッサ１６ａを再度スリープモードへ移行させることとしたため、監視モード中のプロセッサ１６ａの消費電力をより確実に抑えることができる。また、異常対応処理の実行後にプロセッサ１６ａを再度スリープモードへ移行させることで、他のブレーキ２２について監視を継続させることができるため、複数のブレーキ異常が異なるタイミングで発生した場合であっても、これら複数のブレーキ異常を確実に検出することができる。
【００６３】
ここで、表示器１１の構成について図３を用いて説明する。図３は、表示器１１の構成例を示す図である。図３に示すように、表示器１１は、たとえばキープリレーを用いて構成することができる。具体的には、表示器１１は、キープリレー１１ａと、表示灯１１ｂとを備える。
【００６４】
プロセッサ１６ａからセット信号が出力されると、キープリレー１１ａがオンされて表示灯１１ｂが点灯する。キープリレー１１ａは、プロセッサ１６ａからリセット信号が出力されるまでオン状態を維持するため、プロセッサ１６ａが再度スリープモードへ移行してセット信号が出力されなくなったとしても、表示灯１１ｂは点灯したままとなる。
【００６５】
（監視モードからの復帰時の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「監視モード復帰指令」を受けると、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号が入力され、プロセッサ１６ａが通常稼動状態へ復帰する。
【００６６】
通常稼動状態へ復帰したプロセッサ１６ａは、監視解除信号を異常検出部１８に対して出力し、異常検出部１８の動作を停止させる。また、プロセッサ１６ａは、継電器１５ｄをオンし、ＤＣ電源１４からの直流電力をサーボ制御部１７等に供給させる。サーボ制御部１７等は、初期化後、通常稼動の準備を行う。
【００６７】
その後、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラからの「運転準備指令」に従って継電器１５ｂおよび継電器１５ｃをオンするとともに、「運転指令」に従って自動機械２の動作を開始させることとなる。
【００６８】
次に、異常検出部１８の構成について図４を用いて説明する。図４は、第１実施形態に係る異常検出部１８の構成を示すブロック図である。
【００６９】
図４に示すように、異常検出部１８は、ラッチ回路１８１と、タイマ１８２と、監視回路１８３と、ＯＲ回路１８４とを備える。また、監視回路１８３は、インタフェース１８３ａと、第１レジスタ１８３ｂと、第２レジスタ１８３ｃと、第３レジスタ１８３ｄと、偏差回路１８３ｅと、比較器１８３ｆとを備える。
【００７０】
なお、図４では、説明をわかり易くする観点から、異常検出部１８が１つの監視回路１８３を備える場合の例について示すが、自動機械２が複数軸を有する場合には、監視回路１８３が軸数分設けられることとなる。各監視回路１８３からの出力は、ＯＲ回路１８４へ入力される。
【００７１】
ラッチ回路１８１は、プロセッサ１６ａから入力された監視移行信号を保持し、タイマ１８２および監視回路１８３へ出力する回路である。タイマ１８２は、エンコーダ値の取り込み周期を決定するためのタイマであり、一定時間ごとにインタフェース１８３ａに対して信号を出力する。
【００７２】
監視回路１８３は、異常検知処理を実行する回路である。インタフェース１８３ａは、たとえばサーボ制御部１７のインタフェース１７ｂと同様のインタフェースである。かかるインタフェース１８３ａは、タイマ１８２から信号が入力された場合に（すなわち、一定時間ごとに）、エンコーダ２３から入力されたエンコーダ値を第１レジスタ１８３ｂおよび第２レジスタ１８３ｃへ出力する。
【００７３】
なお、エンコーダ値の取り込み周期は、消費電力の低減を考慮して、サーボ制御部１７におけるエンコーダ値の取り込み周期よりも長く設定してもよい。たとえば、インタフェース１８３ａによるエンコーダ値の取り込み周期は、１分周期としてもよい。かかる場合、タイマ１８２は、１分ごとにインタフェース１８３ａに対して信号を出力することとなる。
【００７４】
第１レジスタ１８３ｂは、監視モード開始時におけるエンコーダ値を基準エンコーダ値として保持する記憶装置である。具体的には、第１レジスタ１８３ｂは、監視移行信号が入力された場合に、ラッチ回路１８１から出力する信号の立ち上がり（Ｌ→Ｈ）でインタフェース１８３ａから入力されているエンコーダ値を保持する。また、第１レジスタ１８３ｂは、保持した基準エンコーダ値を偏差回路１８３ｅへ出力する。
【００７５】
第２レジスタ１８３ｃは、インタフェース１８３ａから一定周期で出力されるエンコーダ値を順次保持する記憶装置である。すなわち、第２レジスタ１８３ｃは、インタフェース１８３ａから出力されるエンコーダ値を保持するとともに、あらたなエンコーダ値が出力された場合には、現在保持しているエンコーダ値をあらたなエンコーダ値へ更新する。
【００７６】
第３レジスタ１８３ｄは、所定の閾値を保持する記憶装置である。かかる閾値は、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａによってあらかじめ設定される値である。
【００７７】
偏差回路１８３ｅは、第１レジスタ１８３ｂから入力される基準エンコーダ値と第２レジスタ１８３ｃから入力されるエンコーダ値との差の絶対値を演算する回路である。かかる偏差回路１８３ｅの演算結果は、比較器１８３ｆへ出力される。
【００７８】
比較器１８３ｆは、偏差回路１８３ｅから入力される演算結果と第３レジスタ１８３ｄから入力される閾値とを比較し、演算結果が閾値を超えた場合に、割り込み信号をＯＲ回路１８４へ出力する。
【００７９】
ＯＲ回路１８４は、いずれかの監視回路１８３から割り込み信号が入力された場合に、モーション制御部１６に対して割り込み信号を出力する。
【００８０】
ここで、異常検出部１８の動作について説明する。異常検出部１８は、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａから監視移行信号が入力されると、異常検出処理を開始する。
【００８１】
異常検出処理を開始すると、異常検出部１８は、第１レジスタ１８３ｂに基準エンコーダ値を格納する。また、異常検出部１８は、一定周期（たとえば、１分周期）で取得したエンコーダ値を第２レジスタ１８３ｃに順次格納する。
【００８２】
つづいて、異常検出部１８では、偏差回路１８３ｅが、第１レジスタ１８３ｂの基準エンコーダ値と第２レジスタ１８３ｃのエンコーダ値との差の絶対値を演算し、比較器１８３ｆが、かかる演算結果と第３レジスタ１８３ｄの閾値とを比較する。
【００８３】
ここで、たとえば自動機械２の部位が重力や外力による位置ずれを起こした場合、サーボモータ２１の回転位置が変化するため、偏差回路１８３ｅの演算結果が閾値を超えることとなる。かかる場合、異常検出部１８は、ブレーキ２２に異常が発生したと判定し、比較器１８３ｆからＯＲ回路１８４経由で割り込み信号をモーション制御部１６へ出力する。
【００８４】
また、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａから監視解除信号が入力された場合には、異常検出処理を停止する。
【００８５】
次に、駆動電源の遮断から表示器１１がオンされるまでの各処理部の動作タイミングについて図５を用いて説明する。図５は、駆動電源の遮断から表示器１１がオンされるまでのタイミングチャートの一例を示す図である。
【００８６】
図５に示すように、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから駆動電源遮断指令または非常停止指令を受けると、継電器１５ｃをオフしてブレーキ２２への電力供給を遮断する（図５の（１）参照）。これにより、ブレーキ２２がサーボモータ２１の回転を保持した状態となる。また、制御装置１は、継電器１５ｂをオフしてコンバータ１２への電力供給を遮断する（図５の（２）参照）。
【００８７】
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから監視モード移行指令を受けると、継電器１５ｄをオフする（図５の（３）参照）。これにより、サーボ制御部１７等への電力供給が遮断された状態となる。このように、監視モードは、サーボ制御部１７等の不要な処理部への電源供給が遮断された状態で実行される。
【００８８】
つづいて、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、異常検出部１８に対して監視移行信号を出力する（図５の（４）参照）。異常検出部１８では、かかる監視移行信号が入力されると、ラッチ回路１８１が、ラッチ回路出力（Ｈ）を出力し続ける（図５の（５）参照）。これにより、異常検出部１８では、異常検出処理が開始される。
【００８９】
また、プロセッサ１６ａは、異常検出部１８に対して監視移行信号を出力すると、自らを通常稼動状態からスリープモードへ移行する（図５の（６）参照）。これにより、監視モード中のプロセッサ１６ａの消費電力を抑えることができる。
【００９０】
ここで、異常検出部１８によってブレーキ２２の異常が検出されたとする。かかる場合、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する（図５の（７）参照）。そして、プロセッサ１６ａは、割り込み信号を受信すると、スリープモードから通常稼動状態へ復帰する（図５の（８）参照）。
【００９１】
また、プロセッサ１６ａは、監視解除信号を異常検出部１８へ出力する（図５の（９）参照）。これにより、ラッチ回路１８１は、ラッチ回路出力（Ｈ）に代えてラッチ回路出力（Ｌ）を出力するようになる（図５の（１０）参照）。
【００９２】
通常稼動状態へ復帰したプロセッサ１６ａは、表示器１１に対してセット信号を出力し、表示器１１を点灯させる（図５の（１１）参照）。なお、プロセッサ１６ａは、異常が発生した軸（サーボモータ２１）に関する情報である異常状態情報を異常検出部１８から取得し、図示しない不揮発性メモリに記憶する処理も併せて行う。
【００９３】
プロセッサ１６ａは、異常対応処理を終えると、異常検出部１８に対して監視移行信号を再度出力する（図５の（１２）参照）。これにより、ラッチ回路１８１は、ラッチ回路出力（Ｌ）に代えてラッチ回路出力（Ｈ）を出力するようになる（図５の（１３）参照）。そして、プロセッサ１６ａは、通常稼動状態から再度スリープモードへ移行する（図５の（１４）参照）。
【００９４】
なお、ここでは、タイマ１８２によって既定されるエンコーダ値の取り込み周期が一定であるものとするが、これに限ったものではない。たとえば、偏差回路１８３ｅの演算結果に応じてエンコーダ値の取り込み周期を変更してもよい。
【００９５】
また、第３レジスタ１８３ｄに保持された所定の閾値をエンコーダ値の取り込み周期（すなわち、タイマ１８２の設定値）に応じて変更してもよい。具体的には、エンコーダ値の取り込み周期が短くなるほど閾値の値を小さくする。このようにすれば、ブレーキ２２の異常が検出される可能性が高くなるほど閾値が小さくなるため、ブレーキ２２の異常をさらに早く検出することができる。
【００９６】
次に、第１実施形態に係る異常検出部１８の具体的動作について図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態に係る異常検出部１８が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００９７】
図６に示すように、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａから監視移行信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、監視移行信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０２へ移行する。なお、異常検出部１８は、監視移行信号を受信していない場合には（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の判定処理を繰り返す。
【００９８】
つづいて、異常検出部１８は、エンコーダ値を第１レジスタ１８３ｂへ格納するとともに（ステップＳ１０２）、第２レジスタ１８３ｃへ格納する（ステップＳ１０３）。なお、第１レジスタ１８３ｂへ格納されたエンコーダ値が基準エンコーダ値となる。
【００９９】
つづいて、異常検出部１８は、第１レジスタ１８３ｂへ格納された基準エンコーダ値（Ａ）と第２レジスタ１８３ｃへ格納されたエンコーダ値（Ｂ）との差の絶対値が閾値を超えたか否かを判定し（ステップＳ１０４）、閾値を超えた場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する（ステップＳ１０５）。また、異常検出部１８は、ステップＳ１０５の処理を終えると、処理をステップＳ１０３へ移行する。
【０１００】
一方、第１レジスタ１８３ｂへ格納された基準エンコーダ値（Ａ）と第２レジスタ１８３ｃへ格納されたエンコーダ値（Ｂ）との差の絶対値が閾値を超えていない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａから監視解除信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【０１０１】
かかる処理において監視解除信号を受信していない場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、異常検出部１８は、処理をステップＳ１０３へ移行する。そして、監視解除信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、異常検出部１８は、異常検出処理を終了する。
【０１０２】
上述してきたように第１実施形態では、異常検出部１８が、サーボ制御部１７への電源供給遮断状態（すなわち、サーボ制御部１７によるサーボモータ２１の制御が非制御の状態）において、エンコーダ２３によって検出されたサーボモータ２１の回転位置（エンコーダ値）を取得するとともに、取得したエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出することとした。
【０１０３】
これにより、自動機械２の稼動終了の状態から次の稼動開始時までの間に発生したブレーキ２２の異常を稼動開始前に検出することができる。したがって、作業者は、ブレーキ２２の異常回復の処置を操業開始時刻に先立って行うことができるため、稼動開始の遅れを最小限とし、稼働率の低下を抑えることができる。
【０１０４】
また、第１実施形態では、監視モードを、異常検出部１８およびプロセッサ１６ａを含む一部の処理部に電源が供給された低消費電力状態で実行することとしたため、監視モード中の消費電力を抑えることができる。
【０１０５】
［第２実施形態］
ところで、異常検出部の構成は、図４に示した構成に限ったものではない。そこで、第２実施形態では、異常検出部の他の構成について説明する。図７は、第２実施形態に係る異常検出部の構成を示すブロック図である。なお、以下では、自動機械２が７軸ロボットであるものとする。
【０１０６】
図７に示すように、第２実施形態に係る異常検出部１８’は、セレクタ１８５と、インタフェース１８６と、プロセッサ１８７とを備える。
【０１０７】
セレクタ１８５は、各サーボモータ２１に対応して設けられたエンコーダ２３からそれぞれ出力される複数のエンコーダ値のうち１つを選択してインタフェース１８６へ出力する。エンコーダ値の選択は、プロセッサ１８７からのセレクト信号に従って行われる。
【０１０８】
たとえば、第１軸から第７軸にそれぞれ対応するエンコーダ値ａ〜ｇがセレクタ１８５へ入力される場合、セレクタ１８５は、プロセッサ１８７からのセレクト信号に従ってエンコーダ値ａ〜ｇを選択してインタフェース１８６へ出力する。
【０１０９】
インタフェース１８６は、第１実施形態に係る異常検出部１８が備えるインタフェース１８３ａと同様のインタフェースであり、セレクタ１８５から入力されたエンコーダ値をプロセッサ１８７へ出力する。
【０１１０】
プロセッサ１８７は、第１実施形態に係る異常検出部１８と同様の処理を行う処理装置であり、セレクタ１８５から出力されたエンコーダ値に基づいて異常検出処理を実行する。
【０１１１】
プロセッサ１８７は、第１実施形態に係る異常検出部１８の第１レジスタ１８３ｂ、第２レジスタ１８３ｃおよび第３レジスタ１８３ｄによってそれぞれ保持されるデータと同様のデータを軸数分（たとえば７軸分）ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部に格納する。なお、ここでは、プロセッサ１８７は、たとえばＲＡＭやＲＯＭ（Read Only Memory）等を内蔵した汎用ＣＰＵ（Central Processing Unit）であるものとするが、これに限ったものではなく、ＲＡＭやＲＯＭを内蔵しないＣＰＵを用いてもよい。
【０１１２】
また、プロセッサ１８７は、セレクタ１８５に対してセレクト信号を出力することで、セレクタ１８５からプロセッサ１８７へ入力されるエンコーダ値の切り替えを行う。そして、プロセッサ１８７は、セレクト信号によってエンコーダ値の切り替えを行うごとに、第１実施形態に係る異常検出部１８と同様の異常検出処理を実行する。
【０１１３】
このように構成すれば、サーボモータ２１の数にかかわらずインタフェース１８６の数は１つだけでよくなるため、異常検出部の回路の複雑化を防ぐことができる。また、部品点数が少なくなるため、部品実装面積の増大を防ぎ、並びに故障率およびコストを低減することができる。
【０１１４】
次に、第２実施形態に係る異常検出部１８’の具体的動作について図８を用いて説明する。図８は、第２実施形態に係る異常検出部１８’が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１５】
図８に示すように、異常検出部１８’は、プロセッサ１８７から監視移行信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ２０１）、監視移行信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０２へ移行する。なお、異常検出部１８’は、監視移行信号を受信していない場合には（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、ステップＳ２０１の判定処理を繰り返す。
【０１１６】
つづいて、異常検出部１８’は、セレクタ信号を出力することによって各軸に対応するエンコーダ値ａ〜ｇを順次取得し、各軸に対応する基準エンコーダ値（Ａ）としてプロセッサ１８７のＲＡＭに格納する（ステップＳ２０２）。
【０１１７】
また、異常検出部１８’は、セレクタ信号によって選択された１つの軸について、エンコーダ値を取得してプロセッサ１８７のＲＡＭへ格納し（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０２においてＲＡＭへ格納した基準エンコーダ値（Ａ）との差の絶対値が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【０１１８】
そして、かかる絶対値が閾値を超えたと判定した場合には（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する（ステップＳ２０５）。なお、異常検出部１８’は、ブレーキ２２の異常を検出した場合には、異常が検出された軸を示す軸番号をプロセッサ１８７のＲＡＭに格納する。これにより、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、どの軸で異常が発生したかを取得することができる。
【０１１９】
ステップＳ２０５の処理を終えたとき、あるいは、ステップＳ２０２においてＲＡＭへ格納した基準エンコーダ値とステップＳ２０３においてＲＡＭへ格納したエンコーダ値との差の絶対値が閾値を超えていない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、異常検出部１８’は、セレクタ信号を出力してステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理を軸数分繰り返す。
【０１２０】
つづいて、異常検出部１８’は、プロセッサ１８７から監視解除信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ２０６）、監視解除信号を受信していない場合には（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、処理をステップＳ２０３へ移行する。そして、監視解除信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、異常検出部１８’は、異常検出処理を終了する。
【０１２１】
なお、上述してきた各実施形態では、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａが、表示器１１を点灯させる処理を異常対応処理として実行する場合の例について説明したが、プロセッサ１６ａが実行する異常対応処理は、これに限ったものではない。
【０１２２】
たとえば、上述してきた各実施形態では、サーボモータ２１がブレーキ２２を備える場合の例について説明したが、これに限ったものではなく、ブレーキを備えないタイプのサーボモータを用いてもよい。かかる場合には、ブレーキ２２と同様の無励磁作動式電磁ブレーキをサーボモータ２１と別体で設ければよい。
【０１２３】
また、プロセッサ１６ａは、所定のスピーカから警報音を出力する処理を異常対応処理として実行してもよい。また、プロセッサ１６ａは、上位コントローラ経由で作業者が所持する携帯端末装置等に対してブレーキ異常を通知する処理を異常対応処理として実行してもよい。このように、作業者が所持する携帯端末等に対してブレーキ異常を通知することで、作業者に対してブレーキ異常をより迅速に報知することができる。
【０１２４】
また、プロセッサ１６ａは、異常検出のパターンに応じて異常対応処理の内容を異ならせることとしてもよい。たとえば、プロセッサ１６ａは、ブレーキ異常の検出回数に応じて異常対応処理を異ならせてもよい。すなわち、プロセッサ１６ａは、たとえばブレーキ異常が１回検出された場合に表示器１１を点灯させ、２回検出された場合に所定のスピーカから警報音を出力し、３回検出された場合には上位コントローラ経由で作業者が所持する携帯端末装置等に対してブレーキ異常を通知するようにしてもよい。
【０１２５】
さらに、プロセッサ１６ａは、異常検出のパターンからブレーキ異常の種別を推定し、推定されたブレーキ異常の回復に要する時間に応じて異常対応処理の内容を異ならせてもよい。たとえば、検出されたブレーキ異常が、異常回復に多くの時間を要するものであれば、上位コントローラ経由で作業者が所持する携帯端末装置等に対してブレーキ異常を通知するなどして、作業者に対してブレーキ異常をいち早く報知することとしてもよい。これにより、稼動開始の遅れをより確実に抑えることができる。
【０１２６】
また、推定したブレーキ異常の回復に要する時間に応じてブレーキ異常の報知タイミングを決定してもよい。たとえば、推定したブレーキ異常の回復に要する時間がｔ時間である場合には、操業開始時刻としてあらかじめ設定された時刻から逆算してαｔ時間（αは所定の乗数）前にブレーキ異常の報知を行ってもよい。
【０１２７】
なお、異常検出のパターンとは、たとえば、異常検出の回数やサーボモータ２１の回転位置のずれ量あるいはこれらの組合せである。サーボモータ２１の回転位置のずれ量は、たとえば異常検出部１８の偏差回路１８３ｅから取得することができる。また、プロセッサ１６ａは、異常検出のパターンと異常対応処理の内容とを対応付けた情報（たとえばテーブル）をＲＯＭ等にあらかじめ記憶しておき、かかる情報を用いて異常検出のパターンに対応する異常対応処理の内容を選択して実行すればよい。
【０１２８】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｗ ワーク
１ 制御装置
１１ 表示器
１１ａ キープリレー
１１ｂ 表示灯
１２ コンバータ
１３ アンプ
１４ ＤＣ電源
１５ａ〜１５ｄ 継電器
１６ モーション制御部
１６ａ プロセッサ
１７ サーボ制御部
１７ａ 演算部
１７ｂ インタフェース
１８ 異常検出部
１８１ ラッチ回路
１８２ タイマ
１８３ 監視回路
１８３ａ インタフェース
１８３ｂ 第１レジスタ
１８３ｃ 第２レジスタ
１８３ｄ 第３レジスタ
１８３ｅ 偏差回路
１８３ｆ 比較器
１８４ ＯＲ回路
１８’ 異常検出部
１８５ セレクタ
１８６ インタフェース
１８７ プロセッサ
２ 自動機械
２１ サーボモータ
２２ ブレーキ
２３ エンコーダ
３ 操作装置
４ ＡＣ主電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動機械の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生産現場等では、モータを備えた自動機械が多用されている。かかる自動機械のモータには、非稼動時（非動作時）等においてモータの駆動電源が遮断された場合に、自動機械の部位が重力や外力によって位置ずれを起こすことを防ぐために、たとえば無励磁作動式電磁ブレーキ等のブレーキが設けられる場合がある。
【０００３】
なお、無励磁作動式電磁ブレーキは、電源ＯＮ時に電磁力によってブレーキ保持が解除され、電源ＯＦＦ時にはバネ等の機械的作用でブレーキがかかる仕組みを持ったブレーキである。
【０００４】
ところが、この種のブレーキは、たとえば経年変化やブレーキパッドの摩耗あるいは油脂（グリース等）の混入等によって保持トルクが低下してスリップを起こす場合がある。かかる場合には、自動機械の部位が位置ずれを起こしてしまうこととなる。
【０００５】
このようなスリップの発生は、スリップ量が多い場合や部位移動の速度が速い場合には作業者によって発見され易く、即座に対処されることも多い。しかしながら、スリップ量が少ない場合や部位移動の速度が遅い場合のように作業者の目視による異常発見が困難なケースもある。特に、作業者が不在となる夜間や休暇中の場合、上記のようなブレーキの異常を発見することは困難である。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、自動機械の制御電源を遮断した時のモータ位置を記憶しておき、制御電源投入時のモータ位置と比較して、その差が基準を超えている場合にスリップが発生したと判定する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３９１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、駆動電源遮断中における自動機械の部位の位置ずれを電源投入直後に検出して提示するものであり、電源投入後において作業者に対してブレーキ異常復旧を促すことができる。
【０００９】
しかし、生産現場等においては、所定の操業開始時刻が到来し電源が投入されたならば、直ちに稼動が開始されることが望まれている。これは、稼動開始の遅れが稼働率低下に繋がるためである。このため、特許文献１に記載の技術には、ブレーキ異常が検出された場合の稼働率低下を抑えるという点で更なる改善の余地がある。
【００１０】
開示の技術は、従来の技術を改善するものであり、稼働率の低下を抑えることができる自動機械の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】
【００１１】
本願の開示する自動機械の制御装置は、モータ、前記モータへの電源供給遮断時に前記モータの回転を保持するブレーキおよび前記モータの回転位置を検出する位置検出部を備える自動機械を制御する制御装置であって、前記モータの回転を制御するモータ制御部と、前記モータ制御部による制御が非制御の状態において、前記位置検出部によって検出された前記モータの回転位置を取得するとともに、取得した前記回転位置に基づいて前記ブレーキの異常を検出する異常検出処理を行う異常検出部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する自動機械の制御装置の一つの態様によれば、稼働率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る自動機械および制御装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る制御装置および自動機械の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、表示器の構成例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る異常検出部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、駆動電源の遮断から表示器がオンされるまでのタイミングチャートの一例を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る異常検出部が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施形態に係る異常検出部の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本願の開示する自動機械の制御装置のいくつかの実施の形態について詳細に説明する。ただし、これらの例示によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る自動機械および制御装置の構成例について図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る自動機械および制御装置の構成例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態に係る上位コントローラは、通信ネットワークを介して自動機械２と接続される。通信ネットワークとしては、有線ＬＡＮ（Local Area Network）や、無線ＬＡＮといった一般的なネットワークを用いることができる。
【００１７】
制御装置１は、自動機械２の駆動制御および異常検出等を行う。また、制御装置１は、自動機械２が備えるサーボモータのブレーキ異常を検出した場合に、かかるブレーキ異常の発生を作業者へ報知するための表示器１１を備える。
【００１８】
自動機械２は、たとえば各関節軸にサーボモータを備える多軸ロボットであり、制御装置１からの指示に従ってワークＷに対して所定の作業を行う。たとえば、自動機械２は、制御装置１からの指示に従って各軸のサーボモータを個別に任意の角度だけ回転させることで、先端に設けられたエンドエフェクタ（ハンドや溶接機器等）を任意の位置へ移動させ、かかるエンドエフェクタを用いて把持や溶接といった作業を行う。
【００１９】
各サーボモータには、駆動電源遮断時における自動機械２の部位の位置ずれを防止するためのブレーキが設けられる。かかるブレーキとしては、たとえば、無励磁作動式電磁ブレーキを用いることができる。
【００２０】
なお、ここでは、モータを備える自動機械の一例として単腕型の産業用ロボットを用いて説明するが、自動機械２は、これに限定されるものではない。
【００２１】
制御装置１には、操作装置３も接続されている。操作装置３は、自動機械２を制御またはモニタするための操作部と表示部とを有し、作業者の操作に応じて自動機械２の電源投入、非常停止、稼動開始・停止といった指令を制御装置１へ送信する。なお、操作装置３は、自動機械２がロボットである場合には、たとえばペンダントに相当する。
【００２２】
また、制御装置１には、ＬＡＮ等の通信ネットワークを介して上位コントローラも接続されており、かかる上位コントローラからの指令に基づいて自動機械２の駆動制御を行うこともできる。制御装置１は、上位コントローラに対して自動機械２の運転状態等を通知することもできる。かかる上位コントローラとしては、たとえばＰＣ（Personal Computer）やＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等を用いることができる。
【００２３】
ここで、当日のワークＷに対する作業が終了して電源遮断を行う場合、作業者は、まず、操作装置３の非常停止ボタンを押下するなどして自動機械２の駆動電源を遮断する。かかる操作によって駆動電源が遮断されると、各サーボモータのブレーキが作動し、自動機械２の移動部位が保持されることとなる。
【００２４】
つづいて、制御装置１は、操作装置３への操作あるいは上位コントローラからの指示に従って「監視モード」へ移行する。ここで、「監視モード」とは、自動機械２の駆動電源遮断状態における各サーボモータの回転位置を監視し、これにより各サーボモータのブレーキ異常を検出するモードである。なお、監視モード中は、制御装置１の特定の処理部にだけ電源が供給された状態（あるいは低消費電力状態）となるが、かかる点については、後述する。
【００２５】
監視モード中において、たとえばブレーキがスリップを起こして自動機械２の部位が所定量以上移動すると、サーボモータの回転位置が変化する。制御装置１は、かかるサーボモータの回転位置の変化に基づいてブレーキの異常を検出する。
【００２６】
そして、制御装置１は、ブレーキの異常を検出すると、表示器１１を点灯させる。作業者は、かかる表示器１１の点灯を確認することで、サーボモータのブレーキに異常が発生したことを認識することができる。
【００２７】
このように、第１実施形態に係る制御装置１は、駆動電源が遮断された状態にあっても、自動機械２の部位の移動が発生した時点で表示器１１を点灯させることができる。すなわち、作業者に対して自動機械２の稼動前にブレーキ異常を報知することができる。したがって、異常回復の処置を操業開始時刻に先立って促すことができ、稼動開始の遅れを最小限とし、稼働率の低下を抑えることができる。
【００２８】
以下では、制御装置１および自動機械２の構成や監視モード中の動作等について具体的に説明する。図２は、第１実施形態に係る制御装置１および自動機械２の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、制御装置１は、表示器１１と、コンバータ１２と、アンプ１３と、ＤＣ（Direct Current）電源１４と、継電器１５ａ〜１５ｄと、モーション制御部１６と、サーボ制御部１７と、異常検出部１８とを備える。また、モーション制御部１６は、プロセッサ１６ａを備え、サーボ制御部１７は、演算部１７ａと、インタフェース１７ｂとを備える。また、自動機械２は、サーボモータ２１と、ブレーキ２２と、エンコーダ２３とを備える。
【００３０】
なお、図２では、説明をわかり易くする観点から１軸制御の場合の例について示すが、自動機械２が複数軸を有する場合には、サーボモータ２１、ブレーキ２２、エンコーダ２３、アンプ１３およびサーボ制御部１７が軸数分設けられることとなる。
【００３１】
まず、自動機械２の構成について説明する。サーボモータ２１は、自動機械２を駆動させるモータであり、各軸に対応して設けられる。かかるサーボモータ２１は、制御装置１から供給される駆動電源によって駆動する。
【００３２】
ブレーキ２２は、サーボモータ２１への電源供給遮断時にサーボモータ２１の回転を保持するブレーキであり、各サーボモータ２１に組み合わされ又は内蔵されている。なお、ここでは、ブレーキ２２が、無励磁作動式電磁ブレーキであるものとするが、これに限定されるものではなく、電源供給遮断時にサーボモータ２１の回転を保持することができれば、他のタイプのブレーキであってもよい。
【００３３】
エンコーダ２３は、サーボモータ２１の回転位置を検出する位置検出部であり、各サーボモータ２１に対応して設けられる。かかるエンコーダ２３によって検出されたサーボモータ２１の回転位置（エンコーダ値）は、サーボ制御部１７および異常検出部１８へ出力される。
【００３４】
なお、第１実施形態では、エンコーダ２３が絶対値エンコーダであるものとするが、これに限ったものではなく、エンコーダ２３は、インクリメンタルエンコーダであってもよい。また、エンコーダ２３に代えて、レゾルバ等を用いてもよい。
【００３５】
つづいて、制御装置１の構成について説明する。表示器１１は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の表示灯を備える表示器であり、モーション制御部１６からのセット信号に従って表示灯を点灯させる。かかる表示器１１は、キープリレーを用いて構成されるが、かかる点については、後述する。
【００３６】
コンバータ１２は、ＡＣ（Alternating Current）主電源４から供給される交流電力を用いてサーボモータ２１の駆動電力を生成する装置である。コンバータ１２によって生成された駆動電力は、アンプ１３へ入力される。アンプ１３は、サーボ制御部１７からの指令に従ってＰＷＭ制御を行い、サーボモータ２１に対して駆動電力を供給する処理部である。
【００３７】
ＤＣ電源１４は、ＡＣ主電源４から供給される交流電力から直流電力を生成する。ＤＣ電源１４によって生成された直流電力は、表示器１１、モーション制御部１６、サーボ制御部１７、異常検出部１８および自動機械２のブレーキ２２等へ供給される。
【００３８】
継電器１５ａは、ＤＣ電源１４の電源スイッチであり、ＤＣ電源１４に対するＡＣ主電源４からの交流電力の供給および遮断を切り替える。なお、継電器１５ａは、通常業務期間の稼動時においては常時オンされた状態となっており、たとえば稼動が長期的に休止される場合あるいは点検等の保守作業が行われる場合にオフされる。
【００３９】
継電器１５ｂは、コンバータ１２の電源スイッチであり、コンバータ１２に対するＡＣ主電源４からの交流電力の供給および遮断を切り替える。かかる継電器１５ｂは、稼動終了時の駆動電源遮断時にオフされることとなる。
【００４０】
継電器１５ｃは、ブレーキ２２の電源スイッチであり、ブレーキ２２に対するＤＣ電源１４からの直流電力の供給および遮断を切り替える。かかる継電器１５ｃは、継電器１５ｂと同様、稼動終了時の駆動電源遮断時にオフされることとなる。
【００４１】
なお、ブレーキ２２は、継電器１５ｃがオフされることによって、すなわち、ブレーキ２２への電源供給が遮断されることによって作動してサーボモータ２１の回転を保持することとなる。
【００４２】
継電器１５ｄは、サーボ制御部１７等の電源スイッチであり、サーボ制御部１７等に対するＤＣ電源１４からの直流電力の供給および遮断を切り替える。
【００４３】
なお、継電器１５ｄは、稼動終了時の駆動電源遮断後において監視モードへ移行する場合にオフされることとなる。したがって、監視モード中においては、モーション制御部１６や異常検出部１８といった一部の処理部にのみ電源が供給された状態となる。
【００４４】
モーション制御部１６は、操作装置３あるいは上位コントローラからの指令に基づいてサーボモータ２１の制御に必要な指令データを生成してサーボ制御部１７へ出力する処理部である。なお、かかる指令データは、プロセッサ１６ａを用いて生成される。
【００４５】
また、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、操作装置３あるいは上位コントローラから監視モードへの移行指令を受け取った場合に異常検出部１８の異常検出処理を開始させる処理を行ったり、異常検出部１８によってブレーキ２２の異常が検出された場合に表示器１１を点灯させる処理を行ったりする。かかるモーション制御部１６は、「異常対応処理部」の一例である。
【００４６】
サーボ制御部１７は、演算部１７ａが、モーション制御部１６から受け取った指令データと、インタフェース１７ｂ経由でエンコーダ２３から取得したエンコーダ値（サーボモータ２１の回転位置フィードバックデータ）とに基づいてサーボモータ２１の制御に必要な演算処理を行い、ＰＷＭ信号を生成する。生成されたＰＷＭ信号は、アンプ１３へ出力される。なお、アンプ１３では、かかるＰＷＭ信号に従ってＰＷＭ制御が行われることとなる。かかるサーボ制御部１７は、「モータ制御部」の一例である。
【００４７】
異常検出部１８は、監視モード中において、エンコーダ２３から取得したエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出する処理部である。かかる異常検出部１８の具体的な構成については、図４を用いて後述する。
【００４８】
ここで、制御装置１が実行する各種動作について図２を用いて説明する。
（稼動開始時における電源投入時の動作）
継電器１５ａがオンされると、ＡＣ主電源４からの交流電力がＤＣ電源１４へ供給され、各回路の初期化が行われる。つづいて、モーション制御部１６は、図示しない制御信号に従って継電器１５ｄをオンする。これにより、ＤＣ電源１４からの直流電力がサーボ制御部１７等へ供給される。サーボ制御部１７は、ＤＣ電源１４から直流電力が供給されると初期化を行い、その後、通常稼動の準備を行う。
【００４９】
なお、この段階において、継電器１５ｂおよび継電器１５ｃは、オフされた状態となっている。
【００５０】
（通常稼動時の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「運転準備指令」を受けると、継電器１５ｂをオンして、ＡＣ主電源４からの交流電力をコンバータ１２へ供給させる。これにより、サーボモータ２１へ電力が供給され、トルクが発生することとなる。
【００５１】
また、制御装置１は、継電器１５ｃをオンする。これにより、ＤＣ電源１４からの直流電力がブレーキ２２へ供給されるため、ブレーキ２２によってサーボモータ２１の回転が保持された状態が解除される。そして、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「運転指令」を受けると、自動機械２の動作を開始させる。
【００５２】
（稼動終了時における駆動電源遮断時の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「駆動電源遮断指令」または「非常停止指令」を受けると、継電器１５ｃをオフしてブレーキ２２への電力供給を遮断する。これにより、ブレーキ２２がサーボモータ２１の回転を規制して位置を保持した状態となる。また、制御装置１は、継電器１５ｂをオフしてコンバータ１２への電力供給を遮断する。
【００５３】
（監視モード中の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「監視モード移行指令」を受けると、継電器１５ｄをオフする。これにより、サーボ制御部１７等への電力供給が遮断された状態（言い換えれば、サーボ制御部１７によるサーボモータ２１の制御が非制御の状態）となる。
【００５４】
このように、監視モードは、モーション制御部１６および異常検出部１８を含む一部の処理部にのみ電力が供給された低消費電力状態で実行される。したがって、たとえば稼動終了時から次の稼動開始時まで監視モードを継続させたとしても、消費電力を抑えることができる。
【００５５】
また、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、監視モードへ移行すると、異常検出部１８に対して監視移行信号を出力した後、自らを通常稼動状態からスリープモードへ移行する。ここで、スリープモードとは、通常稼動状態よりも少ない消費電力で稼動するモードである。
【００５６】
異常検出部１８は、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａから監視移行信号を受けると、エンコーダ２３からのエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出する異常検出処理を開始する。なお、異常検出処理の詳細については、異常検出部１８の具体的な構成と併せて図４を用いて説明する。
【００５７】
異常検出部１８は、ブレーキ２２の異常を検出すると、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する。そして、プロセッサ１６ａは、異常検出部１８から割り込み信号を受けると、スリープモードから通常稼動状態へ復帰したうえで、異常対応処理を実行する。
【００５８】
具体的には、プロセッサ１６ａは、異常が発生した軸（サーボモータ２１）に関する情報である異常状態情報を異常検出部１８から取得し、図示しない不揮発性メモリに記憶する。また、プロセッサ１６ａは、表示器１１に対してセット信号を出力することで、表示器１１を点灯させる。
【００５９】
これにより、作業者は、かかる表示器１１の点灯を確認することで、ブレーキ２２に異常が発生したことを認識することができる。
【００６０】
なお、作業者は、表示器１１の点灯を確認すると、制御装置１を通常稼動状態（たとえば「運転準備指令」を受ける前の状態）へ復帰させたうえで、操作装置３等を操作して異常状態情報を図示しない表示部へ表示させる。このように、異常状態情報を所定の記憶部へ記憶しておき、異常検出部１８およびモーション制御部１６を含む全ての処理部に対して電源が供給された後に、記憶部へ記憶された異常状態情報を所定の表示部へ表示させる。このようにすれば、ブレーキ異常が検出された時点で異常状態情報を表示させる場合と比較して表示部の消費電力を抑えることができる。
【００６１】
プロセッサ１６ａは、異常対応処理を終えると、通常稼動状態から再度スリープモードへ移行する。
【００６２】
このように、異常検出部１８からの割り込み信号を受けるまでの間、プロセッサ１６ａをスリープモードにしておくこととしたため、監視モード中のプロセッサ１６ａの消費電力を抑えることができる。また、異常対応処理の実行後にプロセッサ１６ａを再度スリープモードへ移行させることとしたため、監視モード中のプロセッサ１６ａの消費電力をより確実に抑えることができる。また、異常対応処理の実行後にプロセッサ１６ａを再度スリープモードへ移行させることで、他のブレーキ２２について監視を継続させることができるため、複数のブレーキ異常が異なるタイミングで発生した場合であっても、これら複数のブレーキ異常を確実に検出することができる。
【００６３】
ここで、表示器１１の構成について図３を用いて説明する。図３は、表示器１１の構成例を示す図である。図３に示すように、表示器１１は、たとえばキープリレーを用いて構成することができる。具体的には、表示器１１は、キープリレー１１ａと、表示灯１１ｂとを備える。
【００６４】
プロセッサ１６ａからセット信号が出力されると、キープリレー１１ａがオンされて表示灯１１ｂが点灯する。キープリレー１１ａは、プロセッサ１６ａからリセット信号が出力されるまでオン状態を維持するため、プロセッサ１６ａが再度スリープモードへ移行してセット信号が出力されなくなったとしても、表示灯１１ｂは点灯したままとなる。
【００６５】
（監視モードからの復帰時の動作）
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから「監視モード復帰指令」を受けると、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号が入力され、プロセッサ１６ａが通常稼動状態へ復帰する。
【００６６】
通常稼動状態へ復帰したプロセッサ１６ａは、監視解除信号を異常検出部１８に対して出力し、異常検出部１８の動作を停止させる。また、プロセッサ１６ａは、継電器１５ｄをオンし、ＤＣ電源１４からの直流電力をサーボ制御部１７等に供給させる。サーボ制御部１７等は、初期化後、通常稼動の準備を行う。
【００６７】
その後、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラからの「運転準備指令」に従って継電器１５ｂおよび継電器１５ｃをオンするとともに、「運転指令」に従って自動機械２の動作を開始させることとなる。
【００６８】
次に、異常検出部１８の構成について図４を用いて説明する。図４は、第１実施形態に係る異常検出部１８の構成を示すブロック図である。
【００６９】
図４に示すように、異常検出部１８は、ラッチ回路１８１と、タイマ１８２と、監視回路１８３と、ＯＲ回路１８４とを備える。また、監視回路１８３は、インタフェース１８３ａと、第１レジスタ１８３ｂと、第２レジスタ１８３ｃと、第３レジスタ１８３ｄと、偏差回路１８３ｅと、比較器１８３ｆとを備える。
【００７０】
なお、図４では、説明をわかり易くする観点から、異常検出部１８が１つの監視回路１８３を備える場合の例について示すが、自動機械２が複数軸を有する場合には、監視回路１８３が軸数分設けられることとなる。各監視回路１８３からの出力は、ＯＲ回路１８４へ入力される。
【００７１】
ラッチ回路１８１は、プロセッサ１６ａから入力された監視移行信号を保持し、タイマ１８２および監視回路１８３へ出力する回路である。タイマ１８２は、エンコーダ値の取り込み周期を決定するためのタイマであり、一定時間ごとにインタフェース１８３ａに対して信号を出力する。
【００７２】
監視回路１８３は、異常検知処理を実行する回路である。インタフェース１８３ａは、たとえばサーボ制御部１７のインタフェース１７ｂと同様のインタフェースである。かかるインタフェース１８３ａは、タイマ１８２から信号が入力された場合に（すなわち、一定時間ごとに）、エンコーダ２３から入力されたエンコーダ値を第１レジスタ１８３ｂおよび第２レジスタ１８３ｃへ出力する。
【００７３】
なお、エンコーダ値の取り込み周期は、消費電力の低減を考慮して、サーボ制御部１７におけるエンコーダ値の取り込み周期よりも長く設定してもよい。たとえば、インタフェース１８３ａによるエンコーダ値の取り込み周期は、１分周期としてもよい。かかる場合、タイマ１８２は、１分ごとにインタフェース１８３ａに対して信号を出力することとなる。
【００７４】
第１レジスタ１８３ｂは、監視モード開始時におけるエンコーダ値を基準エンコーダ値として保持する記憶装置である。具体的には、第１レジスタ１８３ｂは、監視移行信号が入力された場合に、ラッチ回路１８１から出力する信号の立ち上がり（Ｌ→Ｈ）でインタフェース１８３ａから入力されているエンコーダ値を保持する。また、第１レジスタ１８３ｂは、保持した基準エンコーダ値を偏差回路１８３ｅへ出力する。
【００７５】
第２レジスタ１８３ｃは、インタフェース１８３ａから一定周期で出力されるエンコーダ値を順次保持する記憶装置である。すなわち、第２レジスタ１８３ｃは、インタフェース１８３ａから出力されるエンコーダ値を保持するとともに、あらたなエンコーダ値が出力された場合には、現在保持しているエンコーダ値をあらたなエンコーダ値へ更新する。
【００７６】
第３レジスタ１８３ｄは、所定の閾値を保持する記憶装置である。かかる閾値は、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａによってあらかじめ設定される値である。
【００７７】
偏差回路１８３ｅは、第１レジスタ１８３ｂから入力される基準エンコーダ値と第２レジスタ１８３ｃから入力されるエンコーダ値との差の絶対値を演算する回路である。かかる偏差回路１８３ｅの演算結果は、比較器１８３ｆへ出力される。
【００７８】
比較器１８３ｆは、偏差回路１８３ｅから入力される演算結果と第３レジスタ１８３ｄから入力される閾値とを比較し、演算結果が閾値を超えた場合に、割り込み信号をＯＲ回路１８４へ出力する。
【００７９】
ＯＲ回路１８４は、いずれかの監視回路１８３から割り込み信号が入力された場合に、モーション制御部１６に対して割り込み信号を出力する。
【００８０】
ここで、異常検出部１８の動作について説明する。異常検出部１８は、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａから監視移行信号が入力されると、異常検出処理を開始する。
【００８１】
異常検出処理を開始すると、異常検出部１８は、第１レジスタ１８３ｂに基準エンコーダ値を格納する。また、異常検出部１８は、一定周期（たとえば、１分周期）で取得したエンコーダ値を第２レジスタ１８３ｃに順次格納する。
【００８２】
つづいて、異常検出部１８では、偏差回路１８３ｅが、第１レジスタ１８３ｂの基準エンコーダ値と第２レジスタ１８３ｃのエンコーダ値との差の絶対値を演算し、比較器１８３ｆが、かかる演算結果と第３レジスタ１８３ｄの閾値とを比較する。
【００８３】
ここで、たとえば自動機械２の部位が重力や外力による位置ずれを起こした場合、サーボモータ２１の回転位置が変化するため、偏差回路１８３ｅの演算結果が閾値を超えることとなる。かかる場合、異常検出部１８は、ブレーキ２２に異常が発生したと判定し、比較器１８３ｆからＯＲ回路１８４経由で割り込み信号をモーション制御部１６へ出力する。
【００８４】
また、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａから監視解除信号が入力された場合には、異常検出処理を停止する。
【００８５】
次に、駆動電源の遮断から表示器１１がオンされるまでの各処理部の動作タイミングについて図５を用いて説明する。図５は、駆動電源の遮断から表示器１１がオンされるまでのタイミングチャートの一例を示す図である。
【００８６】
図５に示すように、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから駆動電源遮断指令または非常停止指令を受けると、継電器１５ｃをオフしてブレーキ２２への電力供給を遮断する（図５の（１）参照）。これにより、ブレーキ２２がサーボモータ２１の回転を保持した状態となる。また、制御装置１は、継電器１５ｂをオフしてコンバータ１２への電力供給を遮断する（図５の（２）参照）。
【００８７】
つづいて、制御装置１は、操作装置３あるいは上位コントローラから監視モード移行指令を受けると、継電器１５ｄをオフする（図５の（３）参照）。これにより、サーボ制御部１７等への電力供給が遮断された状態となる。このように、監視モードは、サーボ制御部１７等の不要な処理部への電源供給が遮断された状態で実行される。
【００８８】
つづいて、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、異常検出部１８に対して監視移行信号を出力する（図５の（４）参照）。異常検出部１８では、かかる監視移行信号が入力されると、ラッチ回路１８１が、ラッチ回路出力（Ｈ）を出力し続ける（図５の（５）参照）。これにより、異常検出部１８では、異常検出処理が開始される。
【００８９】
また、プロセッサ１６ａは、異常検出部１８に対して監視移行信号を出力すると、自らを通常稼動状態からスリープモードへ移行する（図５の（６）参照）。これにより、監視モード中のプロセッサ１６ａの消費電力を抑えることができる。
【００９０】
ここで、異常検出部１８によってブレーキ２２の異常が検出されたとする。かかる場合、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する（図５の（７）参照）。そして、プロセッサ１６ａは、割り込み信号を受信すると、スリープモードから通常稼動状態へ復帰する（図５の（８）参照）。
【００９１】
また、プロセッサ１６ａは、監視解除信号を異常検出部１８へ出力する（図５の（９）参照）。これにより、ラッチ回路１８１は、ラッチ回路出力（Ｈ）に代えてラッチ回路出力（Ｌ）を出力するようになる（図５の（１０）参照）。
【００９２】
通常稼動状態へ復帰したプロセッサ１６ａは、表示器１１に対してセット信号を出力し、表示器１１を点灯させる（図５の（１１）参照）。なお、プロセッサ１６ａは、異常が発生した軸（サーボモータ２１）に関する情報である異常状態情報を異常検出部１８から取得し、図示しない不揮発性メモリに記憶する処理も併せて行う。
【００９３】
プロセッサ１６ａは、異常対応処理を終えると、異常検出部１８に対して監視移行信号を再度出力する（図５の（１２）参照）。これにより、ラッチ回路１８１は、ラッチ回路出力（Ｌ）に代えてラッチ回路出力（Ｈ）を出力するようになる（図５の（１３）参照）。そして、プロセッサ１６ａは、通常稼動状態から再度スリープモードへ移行する（図５の（１４）参照）。
【００９４】
なお、ここでは、タイマ１８２によって既定されるエンコーダ値の取り込み周期が一定であるものとするが、これに限ったものではない。たとえば、偏差回路１８３ｅの演算結果に応じてエンコーダ値の取り込み周期を変更してもよい。
【００９５】
また、第３レジスタ１８３ｄに保持された所定の閾値をエンコーダ値の取り込み周期（すなわち、タイマ１８２の設定値）に応じて変更してもよい。具体的には、エンコーダ値の取り込み周期が短くなるほど閾値の値を小さくする。このようにすれば、ブレーキ２２の異常が検出される可能性が高くなるほど閾値が小さくなるため、ブレーキ２２の異常をさらに早く検出することができる。
【００９６】
次に、第１実施形態に係る異常検出部１８の具体的動作について図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態に係る異常検出部１８が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００９７】
図６に示すように、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａから監視移行信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、監視移行信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０２へ移行する。なお、異常検出部１８は、監視移行信号を受信していない場合には（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の判定処理を繰り返す。
【００９８】
つづいて、異常検出部１８は、エンコーダ値を第１レジスタ１８３ｂへ格納するとともに（ステップＳ１０２）、第２レジスタ１８３ｃへ格納する（ステップＳ１０３）。なお、第１レジスタ１８３ｂへ格納されたエンコーダ値が基準エンコーダ値となる。
【００９９】
つづいて、異常検出部１８は、第１レジスタ１８３ｂへ格納された基準エンコーダ値（Ａ）と第２レジスタ１８３ｃへ格納されたエンコーダ値（Ｂ）との差の絶対値が閾値を超えたか否かを判定し（ステップＳ１０４）、閾値を超えた場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、プロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する（ステップＳ１０５）。また、異常検出部１８は、ステップＳ１０５の処理を終えると、処理をステップＳ１０３へ移行する。
【０１００】
一方、第１レジスタ１８３ｂへ格納された基準エンコーダ値（Ａ）と第２レジスタ１８３ｃへ格納されたエンコーダ値（Ｂ）との差の絶対値が閾値を超えていない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、異常検出部１８は、プロセッサ１６ａから監視解除信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【０１０１】
かかる処理において監視解除信号を受信していない場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、異常検出部１８は、処理をステップＳ１０３へ移行する。そして、監視解除信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、異常検出部１８は、異常検出処理を終了する。
【０１０２】
上述してきたように第１実施形態では、異常検出部１８が、サーボ制御部１７への電源供給遮断状態（すなわち、サーボ制御部１７によるサーボモータ２１の制御が非制御の状態）において、エンコーダ２３によって検出されたサーボモータ２１の回転位置（エンコーダ値）を取得するとともに、取得したエンコーダ値に基づいてブレーキ２２の異常を検出することとした。
【０１０３】
これにより、自動機械２の稼動終了の状態から次の稼動開始時までの間に発生したブレーキ２２の異常を稼動開始前に検出することができる。したがって、作業者は、ブレーキ２２の異常回復の処置を操業開始時刻に先立って行うことができるため、稼動開始の遅れを最小限とし、稼働率の低下を抑えることができる。
【０１０４】
また、第１実施形態では、監視モードを、異常検出部１８およびプロセッサ１６ａを含む一部の処理部に電源が供給された低消費電力状態で実行することとしたため、監視モード中の消費電力を抑えることができる。
【０１０５】
［第２実施形態］
ところで、異常検出部の構成は、図４に示した構成に限ったものではない。そこで、第２実施形態では、異常検出部の他の構成について説明する。図７は、第２実施形態に係る異常検出部の構成を示すブロック図である。なお、以下では、自動機械２が７軸ロボットであるものとする。
【０１０６】
図７に示すように、第２実施形態に係る異常検出部１８’は、セレクタ１８５と、インタフェース１８６と、プロセッサ１８７とを備える。
【０１０７】
セレクタ１８５は、各サーボモータ２１に対応して設けられたエンコーダ２３からそれぞれ出力される複数のエンコーダ値のうち１つを選択してインタフェース１８６へ出力する。エンコーダ値の選択は、プロセッサ１８７からのセレクト信号に従って行われる。
【０１０８】
たとえば、第１軸から第７軸にそれぞれ対応するエンコーダ値ａ〜ｇがセレクタ１８５へ入力される場合、セレクタ１８５は、プロセッサ１８７からのセレクト信号に従ってエンコーダ値ａ〜ｇを選択してインタフェース１８６へ出力する。
【０１０９】
インタフェース１８６は、第１実施形態に係る異常検出部１８が備えるインタフェース１８３ａと同様のインタフェースであり、セレクタ１８５から入力されたエンコーダ値をプロセッサ１８７へ出力する。
【０１１０】
プロセッサ１８７は、第１実施形態に係る異常検出部１８と同様の処理を行う処理装置であり、セレクタ１８５から出力されたエンコーダ値に基づいて異常検出処理を実行する。
【０１１１】
プロセッサ１８７は、第１実施形態に係る異常検出部１８の第１レジスタ１８３ｂ、第２レジスタ１８３ｃおよび第３レジスタ１８３ｄによってそれぞれ保持されるデータと同様のデータを軸数分（たとえば７軸分）ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部に格納する。なお、ここでは、プロセッサ１８７は、たとえばＲＡＭやＲＯＭ（Read Only Memory）等を内蔵した汎用ＣＰＵ（Central Processing Unit）であるものとするが、これに限ったものではなく、ＲＡＭやＲＯＭを内蔵しないＣＰＵを用いてもよい。
【０１１２】
また、プロセッサ１８７は、セレクタ１８５に対してセレクト信号を出力することで、セレクタ１８５からプロセッサ１８７へ入力されるエンコーダ値の切り替えを行う。そして、プロセッサ１８７は、セレクト信号によってエンコーダ値の切り替えを行うごとに、第１実施形態に係る異常検出部１８と同様の異常検出処理を実行する。
【０１１３】
このように構成すれば、サーボモータ２１の数にかかわらずインタフェース１８６の数は１つだけでよくなるため、異常検出部の回路の複雑化を防ぐことができる。また、部品点数が少なくなるため、部品実装面積の増大を防ぎ、並びに故障率およびコストを低減することができる。
【０１１４】
次に、第２実施形態に係る異常検出部１８’の具体的動作について図８を用いて説明する。図８は、第２実施形態に係る異常検出部１８’が実行する異常検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１５】
図８に示すように、異常検出部１８’は、プロセッサ１８７から監視移行信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ２０１）、監視移行信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０２へ移行する。なお、異常検出部１８’は、監視移行信号を受信していない場合には（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、ステップＳ２０１の判定処理を繰り返す。
【０１１６】
つづいて、異常検出部１８’は、セレクタ信号を出力することによって各軸に対応するエンコーダ値ａ〜ｇを順次取得し、各軸に対応する基準エンコーダ値（Ａ）としてプロセッサ１８７のＲＡＭに格納する（ステップＳ２０２）。
【０１１７】
また、異常検出部１８’は、セレクタ信号によって選択された１つの軸について、エンコーダ値を取得してプロセッサ１８７のＲＡＭへ格納し（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０２においてＲＡＭへ格納した基準エンコーダ値（Ａ）との差の絶対値が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【０１１８】
そして、かかる絶対値が閾値を超えたと判定した場合には（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａに対して割り込み信号を出力する（ステップＳ２０５）。なお、異常検出部１８’は、ブレーキ２２の異常を検出した場合には、異常が検出された軸を示す軸番号をプロセッサ１８７のＲＡＭに格納する。これにより、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａは、どの軸で異常が発生したかを取得することができる。
【０１１９】
ステップＳ２０５の処理を終えたとき、あるいは、ステップＳ２０２においてＲＡＭへ格納した基準エンコーダ値とステップＳ２０３においてＲＡＭへ格納したエンコーダ値との差の絶対値が閾値を超えていない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、異常検出部１８’は、セレクタ信号を出力してステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理を軸数分繰り返す。
【０１２０】
つづいて、異常検出部１８’は、プロセッサ１８７から監視解除信号を受信したか否かを判定し（ステップＳ２０６）、監視解除信号を受信していない場合には（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、処理をステップＳ２０３へ移行する。そして、監視解除信号を受信したと判定した場合には（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、異常検出部１８’は、異常検出処理を終了する。
【０１２１】
なお、上述してきた各実施形態では、モーション制御部１６のプロセッサ１６ａが、表示器１１を点灯させる処理を異常対応処理として実行する場合の例について説明したが、プロセッサ１６ａが実行する異常対応処理は、これに限ったものではない。
【０１２２】
たとえば、上述してきた各実施形態では、サーボモータ２１がブレーキ２２を備える場合の例について説明したが、これに限ったものではなく、ブレーキを備えないタイプのサーボモータを用いてもよい。かかる場合には、ブレーキ２２と同様の無励磁作動式電磁ブレーキをサーボモータ２１と別体で設ければよい。
【０１２３】
また、プロセッサ１６ａは、所定のスピーカから警報音を出力する処理を異常対応処理として実行してもよい。また、プロセッサ１６ａは、上位コントローラ経由で作業者が所持する携帯端末装置等に対してブレーキ異常を通知する処理を異常対応処理として実行してもよい。このように、作業者が所持する携帯端末等に対してブレーキ異常を通知することで、作業者に対してブレーキ異常をより迅速に報知することができる。
【０１２４】
また、プロセッサ１６ａは、異常検出のパターンに応じて異常対応処理の内容を異ならせることとしてもよい。たとえば、プロセッサ１６ａは、ブレーキ異常の検出回数に応じて異常対応処理を異ならせてもよい。すなわち、プロセッサ１６ａは、たとえばブレーキ異常が１回検出された場合に表示器１１を点灯させ、２回検出された場合に所定のスピーカから警報音を出力し、３回検出された場合には上位コントローラ経由で作業者が所持する携帯端末装置等に対してブレーキ異常を通知するようにしてもよい。
【０１２５】
さらに、プロセッサ１６ａは、異常検出のパターンからブレーキ異常の種別を推定し、推定されたブレーキ異常の回復に要する時間に応じて異常対応処理の内容を異ならせてもよい。たとえば、検出されたブレーキ異常が、異常回復に多くの時間を要するものであれば、上位コントローラ経由で作業者が所持する携帯端末装置等に対してブレーキ異常を通知するなどして、作業者に対してブレーキ異常をいち早く報知することとしてもよい。これにより、稼動開始の遅れをより確実に抑えることができる。
【０１２６】
また、推定したブレーキ異常の回復に要する時間に応じてブレーキ異常の報知タイミングを決定してもよい。たとえば、推定したブレーキ異常の回復に要する時間がｔ時間である場合には、操業開始時刻としてあらかじめ設定された時刻から逆算してαｔ時間（αは所定の乗数）前にブレーキ異常の報知を行ってもよい。
【０１２７】
なお、異常検出のパターンとは、たとえば、異常検出の回数やサーボモータ２１の回転位置のずれ量あるいはこれらの組合せである。サーボモータ２１の回転位置のずれ量は、たとえば異常検出部１８の偏差回路１８３ｅから取得することができる。また、プロセッサ１６ａは、異常検出のパターンと異常対応処理の内容とを対応付けた情報（たとえばテーブル）をＲＯＭ等にあらかじめ記憶しておき、かかる情報を用いて異常検出のパターンに対応する異常対応処理の内容を選択して実行すればよい。
【０１２８】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｗ ワーク
１ 制御装置
１１ 表示器
１１ａ キープリレー
１１ｂ 表示灯
１２ コンバータ
１３ アンプ
１４ ＤＣ電源
１５ａ〜１５ｄ 継電器
１６ モーション制御部
１６ａ プロセッサ
１７ サーボ制御部
１７ａ 演算部
１７ｂ インタフェース
１８ 異常検出部
１８１ ラッチ回路
１８２ タイマ
１８３ 監視回路
１８３ａ インタフェース
１８３ｂ 第１レジスタ
１８３ｃ 第２レジスタ
１８３ｄ 第３レジスタ
１８３ｅ 偏差回路
１８３ｆ 比較器
１８４ ＯＲ回路
１８’ 異常検出部
１８５ セレクタ
１８６ インタフェース
１８７ プロセッサ
２ 自動機械
２１ サーボモータ
２２ ブレーキ
２３ エンコーダ
３ 操作装置
４ ＡＣ主電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ、前記モータへの電源供給遮断時に前記モータの回転を保持するブレーキおよび前記モータの回転位置を検出する位置検出部を備える自動機械を制御する制御装置であって、
前記モータの回転を制御するモータ制御部と、
前記モータ制御部による制御が非制御の状態において、前記位置検出部によって検出された前記モータの回転位置を取得するとともに、取得した前記回転位置に基づいて前記ブレーキの異常を検出する異常検出処理を行う異常検出部と
を備えることを特徴とする自動機械の制御装置。
【請求項２】
前記異常検出処理は、
前記異常検出部を含む一部の処理部に対して電源が供給された低消費電力状態で実行されることを特徴とする請求項１に記載の自動機械の制御装置。
【請求項３】
前記異常検出部によって前記ブレーキの異常が検出された場合に、所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の自動機械の制御装置。
【請求項４】
前記異常対応処理部は、
通常状態よりも消費電力の少ないスリープモードへ移行し、前記異常検出部が前記ブレーキの異常を検出した場合に、前記スリープモードから復帰したうえで前記異常対応処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の自動機械の制御装置。
【請求項５】
前記異常対応処理部は、
前記異常対応処理を実行した後、再度前記スリープモードへ移行することを特徴とする請求項４に記載の自動機械の制御装置。
【請求項６】
前記異常対応処理部は、
前記ブレーキの異常が検出されたモータに関する情報を所定の記憶部へ記憶する処理を前記異常対応処理として実行し、前記異常検出部および前記異常対応処理部を含む一部の処理部に対して電源が供給された低消費電力状態から当該低消費電力状態よりも多くの処理部に対して電源が供給された状態となった後に、前記記憶部へ記憶された前記モータに関する情報を所定の表示部へ表示させることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【請求項７】
前記異常対応処理部は、
所定の表示灯を点灯させる処理を前記異常対応処理として実行することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【請求項８】
前記異常検出部は、
前記モータの電源が遮断された時点における前記モータの回転位置を保持する第１レジスタと、
前記モータの電源が遮断された後、周期的に取得される前記モータの回転位置を順次保持する第２レジスタと、
所定の閾値を保持する第３レジスタと、
前記第１レジスタによって保持された前記モータの回転位置と前記第２レジスタによって保持された前記モータの回転位置との差を出力する偏差回路と、
前記偏差回路からの出力と前記第３レジスタによって保持された前記所定の閾値とを比較し、前記偏差回路からの出力が前記所定の閾値を超えた場合に、前記ブレーキの異常を示す異常発生信号を出力する比較器と
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【請求項９】
前記異常検出部は、
複数系統から入力される前記モータの回転位置のうち１つを選択して出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された前記モータの回転位置に基づいて前記異常検出処理を実行するプロセッサと
を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【請求項１】
モータ、前記モータへの電源供給遮断時に前記モータの回転を保持するブレーキおよび前記モータの回転位置を検出する位置検出部を備える自動機械を制御する制御装置であって、
前記モータの回転を制御するモータ制御部と、
前記モータ制御部による制御が非制御の状態において、前記位置検出部によって検出された前記モータの回転位置を取得するとともに、取得した前記回転位置に基づいて前記ブレーキの異常を検出する異常検出処理を行う異常検出部と
を備えることを特徴とする自動機械の制御装置。
【請求項２】
前記異常検出処理は、
前記異常検出部を含む一部の処理部に対して電源が供給された低消費電力状態で実行されることを特徴とする請求項１に記載の自動機械の制御装置。
【請求項３】
前記異常検出部によって前記ブレーキの異常が検出された場合に、所定の異常対応処理を実行する異常対応処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の自動機械の制御装置。
【請求項４】
前記異常対応処理部は、
通常状態よりも消費電力の少ないスリープモードへ移行し、前記異常検出部が前記ブレーキの異常を検出した場合に、前記スリープモードから復帰したうえで前記異常対応処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の自動機械の制御装置。
【請求項５】
前記異常対応処理部は、
前記異常対応処理を実行した後、再度前記スリープモードへ移行することを特徴とする請求項４に記載の自動機械の制御装置。
【請求項６】
前記異常対応処理部は、
前記ブレーキの異常が検出されたモータに関する情報を所定の記憶部へ記憶する処理を前記異常対応処理として実行し、前記異常検出部および前記異常対応処理部を含む一部の処理部に対して電源が供給された低消費電力状態から当該低消費電力状態よりも多くの処理部に対して電源が供給された状態となった後に、前記記憶部へ記憶された前記モータに関する情報を所定の表示部へ表示させることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【請求項７】
前記異常対応処理部は、
所定の表示灯を点灯させる処理を前記異常対応処理として実行することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【請求項８】
前記異常検出部は、
前記モータの電源が遮断された時点における前記モータの回転位置を保持する第１レジスタと、
前記モータの電源が遮断された後、周期的に取得される前記モータの回転位置を順次保持する第２レジスタと、
所定の閾値を保持する第３レジスタと、
前記第１レジスタによって保持された前記モータの回転位置と前記第２レジスタによって保持された前記モータの回転位置との差を出力する偏差回路と、
前記偏差回路からの出力と前記第３レジスタによって保持された前記所定の閾値とを比較し、前記偏差回路からの出力が前記所定の閾値を超えた場合に、前記ブレーキの異常を示す異常発生信号を出力する比較器と
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【請求項９】
前記異常検出部は、
複数系統から入力される前記モータの回転位置のうち１つを選択して出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された前記モータの回転位置に基づいて前記異常検出処理を実行するプロセッサと
を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の自動機械の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１３８４４（Ｐ２０１２−２１３８４４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２００１（Ｐ２０１１−８２００１）
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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