JP7329301B2 - 安全信号出力装置、安全システム及び監視無効化方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として、電気信号の入力を監視して安全信号を出力する安全信号出力装置に関する。

従来から、図６に示すような、ロボット等を備える装置１００と、装置１００を制御するための制御装置１１０と、を備えるロボットシステムが知られている。制御装置１１０は、装置１００を停止（非常停止）させるための安全機構１２０を含む。特許文献１は、この種のロボットシステムに関する構成を開示する。

特許文献１の構成は、ロボット等の動作を制御する制御盤と、ロボット等のティーチング等の操作を行う操作箱と、を備える。制御盤は、ロボット等の動作を制御する非常停止回路及び電源回路を有する。制御盤には、非常停止回路に並列に電源回路をＯＮ，ＯＦＦするリレーが設けられている。非常停止回路は、コネクタ及びリード線を介して操作箱の中に設けられたＢ接点スイッチに接続されている。操作箱が制御盤に装着されている場合、非常停止回路は、操作箱の中のＢ接点スイッチによって動作する。一方、操作箱が制御盤から外されている場合、リレーのＢ接点により非常停止回路が短絡するので、非常停止回路から非常停止信号が出る状態にならない。

特開平０７－０６５９０８号公報

上記特許文献１の構成では、操作箱が制御盤から外されたとき、ロボット等の運転（非常停止の無効化）を実現することができる。しかし、制御盤に接続された状態の操作箱においてＢ接点スイッチが故障して常時閉じ状態になった場合、操作箱を制御盤から外した状態と変わらなくなってしまい、必要な場合に非常停止を行うことができない。

また、スイッチ（例えば、圧力スイッチ）が開いた状態を確認した上で、その後にスイッチが閉じた状態にならないと動作させないような安全回路が備えられる構成の場合には、安全回路について単純な短絡による動作無効手段は採用することができない。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、簡単な構成で、電気信号の監視を適切に無効化することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の安全信号出力装置が提供される。即ち、この安全信号出力装置は、第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視し、監視結果に基づいて安全信号を出力する。前記安全信号出力装置は、前記第１装置とは異なる第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備える。前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備える。前記安全信号出力装置は、前記第１端子と前記第３端子に対して、タイミングを互いに異ならせた電気信号をそれぞれ出力する。複数系統のうち少なくとも１系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力されない場合に、前記安全信号出力装置は、安全信号を出力しない。複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、以下の（１）～（３）のように動作する。（１）前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力される第１状態のときは、前記安全信号出力装置は安全信号を出力する。（２）前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される第２状態のときは、前記安全信号出力装置は安全信号を出力する。（３）複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合でも、前記第１状態及び前記第２状態の何れとも異なるときは、前記安全信号出力装置は安全信号を出力しない。

これにより、コネクタの第１端子と第４端子を電気的に接続し、第３端子と第２端子を電気的に接続することで、電気信号の監視を適切に無効化することができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の安全信号出力装置における監視無効化方法が提供される。即ち、この安全信号出力装置は、第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視する。前記安全信号出力装置は、前記第１装置とは異なる第２装置が出力する複数系統の電気信号を監視することができる。前記安全信号出力装置は、前記第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備える。前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備える。前記安全信号出力装置は、監視結果に基づいて安全信号を出力する。監視無効化方法では、前記コネクタでの電気信号の監視を無効化する。複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子又は前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子又は前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される状態で、安全信号を出力する構成である。前記方法では、前記コネクタに装着部材を装着して、前記第１端子と前記第４端子とを電気的に接続し、前記第３端子と前記第２端子とを電気的に接続する。

これにより、装着部材をコネクタへ接続する単純な構成で、電気信号の監視を適切に無効化することができる。

本発明によれば、簡単な構成で、電気信号の監視を適切に無効化することができる。

本発明の一実施形態に係る安全システムの模式図。 ２重化された圧力スイッチの状態を監視するために安全信号出力装置が出力するパルス信号と、圧力スイッチから安全信号出力装置に入力されるパルス信号の関係を示すグラフ。 外部軸装置を使用せず、第２コネクタに短絡部材が取り付けられた様子を示す図。 第２コネクタに関する監視が短絡部材によって無効化される場合のパルス信号を示すグラフ。 ロボット本体及び外部軸装置において圧力スイッチが開いた状態でのパルス信号を示すグラフ。 ロボットシステムの模式図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る安全システム１の模式図である。

図１に示す安全システム１は、ロボット本体（第１装置）１０と、外部軸装置（第２装置）２０と、安全信号出力装置３０と、を備える。ロボット本体１０及び外部軸装置２０は、所定の作業を行う。本実施形態において、ロボット本体１０及び外部軸装置２０は塗装作業に適用されるが、他の作業のために用いることもできる。

ロボット本体１０は、塗装ブースに設置される。ロボット本体１０は図示しないアームを有している。このアームは、複数の図略の電動モータによって駆動される。アームの先端にはスプレーガンが取り付けられており、これによって、ワークに対してスプレーガンの位置及び向きを制御しながら塗装することができる。

外部軸装置２０は、塗装ブースに設置される。外部軸装置２０は、ロボット本体１０の電動モータとは別の電動モータを駆動して、例えば、ワークを直線的に移動させる。これにより、例えば細長い形状のワークに対して効率良く塗装を行うことができる。

ロボット本体１０及び外部軸装置２０の何れにおいても、図略の電動モータ等の周囲は、塗装ブースに対して露出しないようにカバー等により覆われている。図示しないエア配管を通じて、カバーの内部に塗装ブース外の空気が常時供給され、正圧に保たれている。以下、この空間を正圧空間と呼ぶことがある。これにより、塗料及び溶剤等を用いる塗装作業に対する防爆が実現されている。

ロボット本体１０は、圧力スイッチ１１，１２を備える。圧力スイッチ１１，１２は、ロボット本体１０の正圧空間に配置される。圧力スイッチ１１，１２は、検出した圧力が所定値以上であると接点を閉じ、所定値未満であると接点を開くように構成されている。例えばエア配管の異常によって正圧空間の圧力が低下した場合は、圧力スイッチ１１，１２が開く。これにより、エア配管によって所定の圧力が保たれているか否かを検出することができる。

外部軸装置２０は、圧力スイッチ２１，２２を備える。圧力スイッチ２１，２２は、外部軸装置２０の正圧空間に配置される。圧力スイッチ２１，２２の構成及び機能は、ロボット本体１０の圧力スイッチ１１，１２と同様であるので、詳細な説明は省略する。

ロボット本体１０の圧力スイッチ１１，１２は、２重化のために２つ設けられている。外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２についても同様である。

ロボット本体１０の圧力スイッチ１１，１２は、安全信号出力装置３０と、第１コネクタ４１を介して電気的に接続されている。ロボット本体１０と第１コネクタ４１の間には、信号の入出力が可能なケーブルが接続されている。外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２は、安全信号出力装置３０と、第２コネクタ（コネクタ）４２を介して電気的に接続されている。外部軸装置２０と第２コネクタ４２の間には、信号の入出力が可能なケーブルが接続されている。

第１コネクタ４１は、複数の端子を備える。複数の端子には、少なくとも、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子が含まれる。図１には、第１コネクタ４１の第１端子～第４端子に相当する番号の数字が付されている。以下、第１コネクタ４１のそれぞれの端子について説明する。

第１端子は、安全信号出力装置３０がロボット本体１０の圧力スイッチ１１に対してパルス信号を出力するための端子である。

第２端子は、ロボット本体１０の圧力スイッチ１１からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。

第３端子は、安全信号出力装置３０がロボット本体１０の圧力スイッチ１２に対してパルス信号を出力するための端子である。

第４端子は、ロボット本体１０の圧力スイッチ１２からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。

第２コネクタ４２も第１コネクタ４１と同様に、複数の端子を備える。複数の端子には、少なくとも、第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子が含まれる。図１には、第２コネクタ４２の第１端子～第４端子に相当する番号の数字が付されている。以下、第２コネクタ４２のそれぞれの端子について説明する。

第１端子は、安全信号出力装置３０が外部軸装置２０の圧力スイッチ２１に対してパルス信号を出力するための端子である。

第２端子は、外部軸装置２０の圧力スイッチ２１からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。

第３端子は、安全信号出力装置３０が外部軸装置２０の圧力スイッチ２２に対してパルス信号を出力するための端子である。

第４端子は、外部軸装置２０の圧力スイッチ２２からのパルス信号を安全信号出力装置３０に入力するための端子である。

ロボット本体１０及び外部軸装置２０の動作は、図示しない制御装置が出力する制御信号に基づいて制御される。ロボット本体１０及び外部軸装置２０のそれぞれにおいて、電動モータ等を駆動するための電力は、安全信号出力装置３０が安全信号を出力していることを条件に電源から供給される。安全信号出力装置３０が安全信号を出力しなくなると、ロボット本体１０及び外部軸装置２０に対する電力の供給が直ちに遮断される。安全信号出力装置３０が安全信号を出力しなくなると、前述の制御装置は、ロボット本体１０及び外部軸装置２０の電動モータの動作を直ちに停止する。これにより、ロボット本体１０及び外部軸装置２０を素早く非常停止状態とすることができる。

塗装作業の内容によっては、外部軸装置２０が不要で、ロボット本体１０だけで塗装作業を問題なく行うことができる場合もある。この場合は、外部軸装置２０を省略することができる。

安全信号出力装置３０は、判定回路（判定部）３１，３２を有する。判定回路３１，３２は、論理回路から構成されている。判定回路３１，３２のそれぞれは、ロボット本体１０の正圧空間の圧力と、外部軸装置２０の正圧空間の圧力と、に関して、電気信号を監視する。

最初に、ロボット本体１０の正圧空間の圧力に関する電気信号の監視について説明する。

判定回路３１は、第１コネクタ４１の第１端子に適宜のパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第１コネクタ４１の第２端子から入力されるか否かを判定する。パルス信号は、電気信号の一種である。判定回路３１が第１コネクタ４１の第１端子に出力するパルス信号は、例えば、電圧レベルがＨからＬへ短時間だけ切り換わる矩形パルス信号とすることができる。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ１１に故障等の異常がなく、ロボット本体１０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第１端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第２端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。

判定回路３１は、第１コネクタ４１の第３端子にパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第１コネクタ４１の第４端子から入力されるか否かを判定する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ１２に故障等の異常がなく、ロボット本体１０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第３端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第４端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。

判定回路３１は、図２（ａ）に示すように第１コネクタ４１の第１端子及び第３端子にパルス信号を周期的に反復して出力する。また、判定回路３１は、第２端子及び第４端子の電圧レベルを監視する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。このようにして、ロボット本体１０から入力される２系統の電気信号の監視を行うことができる。

図２（ａ）には、第１コネクタ４１の第１端子及び第３端子へ判定回路３１，３２が出力するパルス波形と、第２端子及び第４端子から判定回路３１，３２に入力されるパルス波形の関係が示されている。このグラフに示すように、判定回路３１又は３２から第１コネクタ４１の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１又は３２に入力され、かつ、判定回路３１又は３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１又は３２に入力されれば、圧力スイッチ１１，１２の監視に関して正常である。

次に、外部軸装置２０の正圧空間の圧力に関する電気信号の監視について説明する。

判定回路３１は、第２コネクタ４２の第１端子にパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第２コネクタ４２の第２端子から入力されるか否かを判定する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ２１に故障等の異常がなく、外部軸装置２０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第１端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第２端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。

判定回路３１は、第２コネクタ４２の第３端子にパルス信号を出力する。また、判定回路３１は、この出力に対応するパルス信号が第２コネクタ４２の第４端子から入力されるか否かを判定する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。圧力スイッチ２２に故障等の異常がなく、外部軸装置２０の正圧空間が所定圧力以上であれば、判定回路３１又は３２が第３端子に出力したパルス信号と同じタイミングで切り換わるパルス信号が、第４端子から判定回路３１又は３２に入力されることになる。

判定回路３１は、図２（ｂ）に示すように第２コネクタ４２の第１端子及び第３端子にパルス信号を周期的に反復して出力する。また、判定回路３１は、第２端子及び第４端子の電圧レベルを監視する。判定回路３２も判定回路３１と同様に動作する。このようにして、外部軸装置２０から入力される２系統の電気信号の監視を行うことができる。

図２（ｂ）には、外部軸装置２０を第２コネクタ４２に接続した状態で、第２コネクタ４２の第１端子及び第３端子へ例えば判定回路３１が出力するパルス波形と、第２端子及び第４端子から当該判定回路３１に入力されるパルス波形と、の関係が示されている。このグラフに示すように、判定回路３１又は３２から第２コネクタ４２の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１又は３２に入力され、かつ、判定回路３１又は３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１又は３２に入力されれば、圧力スイッチ２１，２２の監視に関して正常である。

図２（ｂ）に示すように、判定回路３１が第２コネクタ４２の第１端子に出力するパルス信号のタイミングと、第３端子に出力するパルス信号のタイミングと、は互いに異なっている。判定回路３２に関しても同様である。この詳細は後述する。

判定回路３１，３２は２重化のために２つ設けられており、それぞれが安全信号を出力することができる。この結果、安全信号出力装置３０は、安全信号を２系統で出力することができる。２系統のうち１つでも安全信号が出力されない場合は上述の非常停止状態とすることで、信頼性を高めることができる。

次に、外部軸装置２０が用いられない場合の監視の無効化について説明する。

外部軸装置２０を使用するかしないかは、前述のとおり任意である。安全信号出力装置３０は、外部軸装置２０を使用する場合と使用しない場合の両方に適用することができる。

外部軸装置２０を使用しない場合に、第２コネクタ４２から外部軸装置２０を単純に取り外したままであると、図１において圧力スイッチ２１，２２が開き状態になるのと実質的に変わらないので、判定回路３１，３２は安全信号を出力できない（言い換えれば、ロボット本体１０を動かすことができない）。

本実施形態の安全システム１において、外部軸装置２０を使用しない場合には、図３に示すように、安全信号出力装置３０の第２コネクタ４２に短絡部材（装着部材）５０を取り付けることができる。短絡部材５０は、安全システム１を構成する部材である。

短絡部材５０は、第２コネクタ４２に対して着脱可能である。短絡部材５０が第２コネクタ４２に取り付けられた図３の状態では、第２コネクタ４２の第１端子が第４端子に電気的に接続され、第３端子が第２端子に電気的に接続される。

従って、短絡部材５０が第２コネクタ４２に装着された状態では、図４に示すように、判定回路３１，３２が第２コネクタ４２の第１端子に出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が、第４端子から判定回路３１，３２に入力される。また、判定回路３１，３２が第２コネクタ４２の第３端子に出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が、第２端子から判定回路３１，３２に入力される。

外部軸装置２０が第２コネクタ４２に接続される場合も、短絡部材５０が第２コネクタ４２に接続される場合も、判定回路３１，３２は、第２コネクタ４２の第１端子及び第３端子に対して、互いにタイミング（言い換えれば、位相）が異なるパルス信号を周期的に出力する。

従って、第２コネクタ４２の第２端子から判定回路３１，３２にパルス信号が入力された場合に、当該パルス信号が、図１の状態で判定回路３１，３２が第１端子に出力したパルス信号に基づくものか、図３の状態で判定回路３１，３２が第３端子に出力したパルス信号に基づくものかを、パルス信号のタイミングに基づいて容易に判定することができる。

また、第２コネクタ４２の第４端子から判定回路３１，３２にパルス信号が入力された場合に、当該パルス信号が、図１の状態で判定回路３１，３２が第３端子に出力したパルス信号に基づくものか、図３の状態で判定回路３１，３２が第１端子に出力したパルス信号に基づくものかを、パルス信号のタイミングに基づいて容易に判定することができる。

以上をまとめると、判定回路３１，３２のそれぞれは、以下の［１］を満たし、かつ、［２］又は［３］を満たす場合は、安全信号を出力する。そうでない場合は、安全信号を出力しない。
［１］判定回路３１，３２から第１コネクタ４１の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１，３２に入力され、かつ、判定回路３１，３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１，３２に入力されること（図２（ａ））。
［２］判定回路３１，３２から第２コネクタ４２の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１，３２に入力され、かつ、判定回路３１，３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１，３２に入力されること（図２（ｂ））。
［３］判定回路３１，３２から第２コネクタ４２の第１端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第４端子から判定回路３１，３２に入力され、かつ、判定回路３１，３２から第３端子へ出力したパルス信号と同じタイミングのパルス信号が第２端子から判定回路３１，３２に入力されること（図４）。

なお、図２（ｂ）と図４とでグラフを比較すると、両者は、第２コネクタ４２の第２端子から判定回路３１，３２に入力されるパルス信号と、第４端子から判定回路３１，３２に入力されるパルス信号と、が入れ替わっている点で共通する。これに着目すると、上記の「［２］又は［３］」の条件は、以下の［Ａ］の条件で言い換えることができる。
［Ａ］第２コネクタ４２の第２端子から判定回路３１，３２に入力したパルス信号と、第４端子から判定回路３１，３２に入力したパルス信号とが、互いに入れ替わっていること。

この構成とすることにより、安全信号出力装置３０においてハードウェア的な特別な構成を殆ど追加することなく、単純な構成の短絡部材５０を第２コネクタ４２に取り付ける作業によって、第２コネクタ４２側の監視を無効化することができる。ソフトウェア的に設定を変更するのではなく、物理的に存在する部品である短絡部材５０を用いて監視の有効／無効を意図的に切り換えるので、作業が確実であり、切換ミスを減らすことができる。第２コネクタ４２に対して外部軸装置２０と短絡部材５０とを同時に装着できない構成とすることで、外部軸装置２０を第２コネクタ４２に接続する場合は、確実に監視を有効にすることができる。

ここで、圧力スイッチ１１，１２，２１，２２の少なくとも何れかが短絡故障した場合を考える。この状況では、圧力スイッチ１１，１２，２１，２２が正常で、かつ圧力が所定値以上である場合と区別することができない。これを考慮して、本実施形態の安全システム１では、外部軸装置２０が第２コネクタ４２に接続されている場合であって、安全信号出力装置３０が安全信号を出力しない非常停止状態になったとき、判定回路３１，３２は何れも、圧力スイッチ１１，１２の両方がいったん図５（ａ）のように開かれてから両方が閉じ、かつ、圧力スイッチ２１，２２の両方がいったん図５（ｂ）のように開かれてから両方が閉じないと、安全信号を出力しない。これにより、圧力スイッチ１１，１２，２１，２２に短絡故障が発生しているか否かの判断を可能とし、機能安全上のニーズに応えることができる。ただし、第２コネクタ４２に短絡部材５０が接続されているとき（パルス信号が入れ替わっているとき）は、判定回路３１，３２は何れも、圧力スイッチ１１，１２の両方がいったん開かれてから両方が閉じることで、圧力スイッチ１１，１２についての判定のみで安全信号を出力することになる。このように、本実施形態では、外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２が短絡故障している場合は安全信号を出力しない一方で、圧力スイッチ２１，２２に関する判定を短絡部材５０によって意図的に無効化している場合は安全信号を出力可能とすることができる。

以上に説明したように、本実施形態の安全信号出力装置３０は、ロボット本体１０から第１コネクタ４１を介して入力する２系統の電気信号を監視し、監視結果に基づいて安全信号を出力する。安全信号出力装置３０は、ロボット本体１０とは異なる外部軸装置２０を電気的に接続可能な第２コネクタ４２を備える。第２コネクタ４２は、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備える。安全信号出力装置３０は、第２コネクタ４２の第１端子と第３端子に対して、タイミングを互いに異ならせたパルス信号をそれぞれ出力する。第１コネクタ４１側の２系統のうち少なくとも１系統で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力されない場合に、安全信号出力装置３０は、安全信号を出力しない。第１コネクタ４１側の２系統の両方で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力された場合に、安全信号出力装置３０は、以下の（Ａ）～（Ｃ）のとおり動作する。（Ａ）第２コネクタ４２の第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子から安全信号出力装置３０に入力され、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第４端子から安全信号出力装置３０に入力される第１状態（図２（ｂ））のときは、安全信号を出力する。（Ｂ）第２コネクタ４２の第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第４端子から安全信号出力装置３０に入力され、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子から安全信号出力装置３０に入力される第２状態（図４）のときは、安全信号を出力する。（Ｃ）２系統の両方で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力された場合でも、第１状態及び第２状態の何れとも異なるときは、安全信号を出力しない。

これにより、第２コネクタ４２の第１端子と第４端子を電気的に接続し、第３端子と第２端子を電気的に接続することで、２重化された電気信号の監視を適切に無効化することができる。

また、本実施形態の安全信号出力装置３０は、安全信号を出力しない状態になった場合は、その後に前述の第１状態となった場合でも、第２コネクタ４２の第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子からも第４端子からも安全信号出力装置３０に入力されず、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子からも第４端子からも安全信号出力装置３０に入力されない第３状態を第１状態になる前に検出しない場合は、安全信号を出力しない。

これにより、機能安全上のニーズに適合させることができる。

本実施形態において、短絡部材５０は、第２コネクタ４２に装着された状態で、第２コネクタ４２の第１端子と第４端子とを電気的に接続し、第３端子と第２端子とを電気的に接続する。

これにより、第４端子及び第２端子から安全信号出力装置３０に入力されるパルス信号のタイミングにより、２重化された電気信号の監視を無効化するか否かを明確に判定することができる。

本実施形態では、以下に示す方法で、第２コネクタ４２での電気信号の監視が無効化されている。２系統の両方で電気信号がロボット本体１０から安全信号出力装置３０に入力された場合に、安全信号出力装置３０は、第１端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第２端子又は第４端子から安全信号出力装置３０に入力され、かつ、第３端子へのパルス信号の出力タイミングに時期的に対応したパルス信号が第４端子又は第１端子から安全信号出力装置３０に入力される状態で、安全信号を出力する構成である。この方法では、第２コネクタ４２に短絡部材５０を装着して、第１端子と第４端子とを電気的に接続し、第３端子と第２端子とを電気的に接続する。

これにより、２重化された電気信号の監視を適切に無効化することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

第２コネクタ４２は、少なくとも第１端子、第２端子、第３端子及び第４端子を備えるものであれば良い。第２コネクタ４２の端子数は、４以上であれば任意に変更可能である。第１コネクタ４１についても同様である。

第２コネクタ４２における端子の番号は端子の位置を限定するものではなく、端子の配置は任意である。例えば、第１端子の隣に第４端子が配置されても良い。各端子は互いに離れて位置しても良く、各端子の間に別の目的の端子が配置されても良い。第１コネクタ４１における端子についても同様である。

第２コネクタ４２に対して、外部軸装置２０が備える圧力スイッチ２１，２２以外の電気部品を、２重化した形で接続可能に構成することもできる。

第２コネクタ４２に外部軸装置２０の圧力スイッチ２１，２２を接続するのに代えて、例えば、ロボット本体１０に係るティーチペンダントが備える、２重化されたイネーブルスイッチを接続することもできる。また、ロボット本体１０とは別のロボット本体が備える、２重化された圧力スイッチを第２コネクタ４２に接続することもできる。

安全信号出力装置３０が第２コネクタ４２に加えて第３コネクタを備え、この第３コネクタに、別の装置の２重化された電気部品を接続しても良い。更に、この第３コネクタに短絡部材５０を装着することで、第３コネクタにおける２重化された電気信号の入力監視を無効化できる構成とすることもできる。同様に、安全信号出力装置３０が第４コネクタ、第５コネクタ、・・・を備えるように構成しても良い。

第１コネクタ４１を省略し、ロボット本体１０が安全信号出力装置３０に対して取外し不能に接続されても良い。

第１コネクタ４１においても、判定回路３１，３２が第１端子及び第３端子に対して、例えば図２（ｂ）と同様に、互いにタイミング（位相）を異ならせてパルス信号を出力しても良い。

第２コネクタ４２は、安全信号出力装置３０から適宜の長さのケーブルを介して引き出された端部に配置されて構成されても良い。この場合、安全信号出力装置３０から物理的に離れた位置で（例えば、外部軸装置２０の近くで）、第２コネクタ４２についての接続、接続解除、及び接続確認を行うことができる。従って、利便性を向上させることができる。第２コネクタ４２と同様に、第１コネクタ４１も、安全信号出力装置３０に接続されたケーブルの端部に配置されても良い。

ロボット本体１０及び外部軸装置２０が多数配置される工場では、ケーブルが錯綜し易い。これを考慮して、第２コネクタ４２は、外部軸装置２０と安全信号出力装置３０とで電気信号の入力及び出力のうち少なくとも一方を可能にする中継コネクタとして構成しても良い。中継コネクタは、外部軸装置２０と第２コネクタ４２との間の信号経路の中途に、好ましくは、信号経路における外部軸装置２０の近傍に位置することが好ましい。この構成で、短絡部材５０を、対応する外部軸装置２０側のコネクタに対して、ダミーケーブル又はロープ等によって物理的に紐付けておけば、意図しない外部軸装置２０について電気信号の監視の無効化を誤って行う作業ミスを防止することができる。

上記の実施形態においては、安全信号出力装置３０は、２系統の電気信号を監視する２重化に対応したものとしているが、３系統以上の電気信号を監視する多重化に対応したものとすることができる。

上記の実施形態においては、判定回路３１，３２が２重化されているが、２重化せずに、安全信号出力装置３０が１つの判定回路だけを備える構成としても良い。

上記の実施形態においては、安全システム１が使用される装置は、塗装装置としているが、これに限定されない。

上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１ 安全システム
１０ ロボット本体（第１装置）
２０ 外部軸装置（第２装置）
３０ 安全信号出力装置
４２ 第２コネクタ（コネクタ）
５０ 短絡部材（装着部材）

Claims (6)

1. 第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視し、監視結果に基づいて安全信号を出力する安全信号出力装置であって、
   前記第１装置とは異なる第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備え、
   前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備え、
   前記安全信号出力装置は、前記第１端子と前記第３端子に対して、タイミングを互いに異ならせた電気信号をそれぞれ出力し、
   複数系統のうち少なくとも１系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力されない場合に、前記安全信号出力装置は、安全信号を出力せず、
   複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、
   前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力される第１状態のときは、安全信号を出力し、
   前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される第２状態のときは、安全信号を出力し、
   複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合でも、前記第１状態及び前記第２状態の何れとも異なるときは、安全信号を出力しないことを特徴とする安全信号出力装置。
2. 請求項１に記載の安全信号出力装置であって、
   前記安全信号出力装置が前記安全信号を出力しない状態になった場合は、その後に前記第１状態となった場合でも、
   前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子からも前記第４端子からも当該安全信号出力装置に入力されず、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子からも前記第４端子からも当該安全信号出力装置に入力されない第３状態を前記第１状態になる前に検出しない場合は、安全信号を出力しないことを特徴とする安全信号出力装置。
3. 請求項１又は２に記載の安全信号出力装置であって、
   前記コネクタは、当該安全信号出力装置に接続されたケーブルの端部に配置されていることを特徴とする安全信号出力装置。
4. 請求項３に記載の安全信号出力装置であって、
   前記コネクタは、前記第２装置と当該安全信号出力装置との間で電気信号の入力及び出力のうち少なくとも何れかを可能にする中継コネクタであることを特徴とする安全信号出力装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の安全信号出力装置と、
   前記安全信号出力装置の前記コネクタに装着可能な装着部材と、
   を備える安全システムであって、
   前記装着部材は、前記コネクタに装着された状態で、前記第１端子と前記第１端子とを電気的に接続し、前記第３端子と前記第２端子とを電気的に接続することを特徴とする安全システム。
6. 第１装置から入力する複数系統の電気信号を監視し、
   前記第１装置とは異なる第２装置が出力する複数系統の電気信号を監視し、
   前記第２装置を電気的に接続可能なコネクタを備え、
   前記コネクタは、少なくとも、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、を備え、
   監視結果に基づいて安全信号を出力する安全信号出力装置における、前記コネクタでの電気信号の監視を無効化する監視無効化方法であって、
   複数系統のうちすべての系統で電気信号が前記第１装置から当該安全信号出力装置に入力された場合に、前記安全信号出力装置は、前記第１端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第２端子又は前記第４端子から当該安全信号出力装置に入力され、かつ、前記第３端子への電気信号の出力タイミングに時期的に対応した電気信号が前記第４端子又は前記第２端子から当該安全信号出力装置に入力される状態で、安全信号を出力する構成であり、
   前記コネクタに装着部材を装着して、前記第１端子と前記第４端子とを電気的に接続し、前記第３端子と前記第２端子とを電気的に接続することを特徴とする監視無効化方法。

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