JP7775706B2 - エンコーダーの故障診断方法、ロボット監視装置およびロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、エンコーダーの故障診断方法、ロボット監視装置およびロボットシステムに関するものである。

特許文献１には、モーターの動作を検出するエンコーダーを有するモーター制御装置が開示されている。このモーター制御装置は、モーター制御部と、駆動部と、遮断部と、安全制御部と、を備える。モーター制御部は、モーターを駆動するための動作指令信号と、エンコーダーからのフィードバック信号と、に基づいてモーターの動作に関する指令値を生成する。駆動部は、指令値に基づいてモーターに駆動電流を供給する。遮断部は、モーター制御部から駆動部への駆動信号の伝達を遮断する。安全制御部は、故障が発生したと判断されたとき、遮断部を介して駆動信号の遮断処理を実行する。この遮断処理は、エンコーダーからのフィードバック信号により算出されるフィードバック値と、指令値の生成過程において算出された制御計算値と、の比較結果に基づいて実行される。

具体的には、フィードバック値と制御計算値との差分が許容範囲を逸脱している場合、フィードバック信号と、本来あるべきサーボモーターの動作状態と、が乖離していることを意味する。この場合、特許文献１に記載の安全制御部は、何らかの故障が生じていると判断し、遮断処理を実行する。

このような遮断処理を実行する安全制御部を備えることにより、エンコーダーの安全性能に縛られることなく、モーター制御装置の安全性能を高めることができる。

特開２０１８－１３６６９６号公報

特許文献１に記載の故障検出方法では、サーボ機構による追従制御から外れたことを捉えて、安全制御部による故障の判断を行う。このため、モーターが動いている場合は有効に機能するが、モーターの回転軸が停止している状態ではエンコーダーの故障を検出することができないという課題がある。

本発明の適用例に係るエンコーダーの故障診断方法は、
関節部を有するロボットアームの前記関節部に設けられるモーターの回転軸の回転を検出し、エンコーダー値を出力する機能を有するエンコーダーの故障を診断する方法であって、
前記モーターの動力信号を取得する工程と、
前記エンコーダー値を取得する工程と、
前記動力信号が、前記モーターが停止していると判断するための停止判断条件を満たすとき、前記モーターが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する工程と、
前記モーター停止信号が出力されていて、かつ、前記エンコーダー値から、前記モーターの回転軸が回転していると判断されるとき、前記エンコーダーが故障していると判断する工程と、
を有し、
前記動力信号は、前記モーターに供給されるパルス幅変調電圧または前記モーターに流れるコイル電流であることを特徴とする。

本発明の適用例に係るロボット監視装置は、
関節部を備えるロボットアームと、前記関節部に設けられるモーターと、前記モーターの回転軸の回転を検出し、エンコーダー値を出力する機能を有するエンコーダーと、を備えるロボットの動作を監視するロボット監視装置であって、
前記モーターの動力信号を取得する動力信号取得部と、
前記エンコーダー値を取得するエンコーダー値取得部と、
前記動力信号が、前記モーターが停止していると判断するための停止判断条件を満たすとき、前記モーターが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する機能を有するモーター停止判断部と、
前記モーター停止信号が出力されていて、かつ、前記エンコーダー値から、前記モーターの回転軸が回転していると判断されるとき、前記エンコーダーが故障していると判断する機能を有するエンコーダー故障判断部と、
を備え、
前記動力信号は、前記モーターに供給されるパルス幅変調電圧または前記モーターに流れるコイル電流であることを特徴とする。

本発明の適用例に係るロボットシステムは、
前記ロボットと、
前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラーと、
本発明の適用例に係るロボット監視装置と、
を有することを特徴とする。

第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。 図１に示すロボットの概略図である。 図１のロボットシステムの主要部を示すブロック図である。 図３に示すブロック図の部分拡大図である。 図３に示す第１関節部の詳細ブロック図である。 第１実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法を説明するためのフローチャートである。 ３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの波形、等価電圧ＥＶｕ、ＥＶｖ、ＥＶｗの波形、および、３相のコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの波形の一例を示す図である。 インバーター部におけるスイッチング素子のスイッチングシーケンスが１２個のステップＮｏ．１～１２に分けられている例において、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルに励磁される磁極を示す表である。 第２実施形態に係るロボットシステムの主要部を示すブロック図の部分拡大図である。

以下、本発明のエンコーダーの故障診断方法、ロボット監視装置およびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係るロボットシステムについて説明する。

図１は、第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットの概略図である。図３は、図１のロボットシステムの主要部を示すブロック図である。

図１に示すロボットシステム１は、例えば、各種ワーク（対象物）に対する作業で用いられる。作業の例としては、搬送、組立、検査等が挙げられる。

図１および図３に示すように、ロボットシステム１は、基台４、ロボットアーム１０、駆動部４０１～４０６および駆動制御部３０１～３０６を備えるロボット２と、ロボット２の動作を制御するロボット制御装置８と、を有する。

図１および図２に示す基台４は、水平な床１０１に載置されている。なお、基台４は、床１０１ではなく、壁、天井、架台等に載置されていてもよい。

図１および図２に示すロボットアーム１０は、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６を備えている。第６アーム１６の先端には、図示しないエンドエフェクターを着脱可能に取り付けることができ、そのエンドエフェクターでワークを把持等することができる。エンドエフェクターで把持等するワークとしては、特に限定されず、例えば、電子部品、電子機器等が挙げられる。なお、本明細書では、第６アーム１６を基準にしたときの基台４側を「基端側」とし、基台４を基準にしたときの第６アーム１６側を「先端側」とする。

エンドエフェクターとしては、特に限定されないが、ワークを把持するハンド、ワークを吸着する吸着ヘッド等が挙げられる。

なお、第６アーム１６とエンドエフェクターとの間には、図示しない力検出部が設けられていてもよい。力検出部は、エンドエフェクターに加わる力を検出する。力検出部としては、例えば、互いに直交する３軸のそれぞれの軸方向の力成分（並進力成分）と、その３軸のそれぞれの軸周りの力成分（回転力成分）と、を検出可能な６軸力覚センサー等が挙げられる。

さらに、ロボットシステム１は、上記の他に、例えば、画像センサー、深度センサー、慣性センサー、超音波センサー、ライトカーテン、ミリ波レーダー、レーザースキャナー等を備えていてもよい。

図３に示すロボット制御装置８は、ロボットコントローラー８１と、ロボット監視装置８２と、動力遮断部８５と、動力遮断部８５を介して交流電源９に接続されたコンバーター部８６と、を備える。ロボット制御装置８は、後述するように、駆動制御部３０１～３０６の動作を制御して、ロボット２の動作を制御する。

１．１．ロボット
ロボット２は、基台４と、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６とが、基端側から先端側に向かってこの順に連結された単腕の６軸垂直多関節ロボットである。以下では、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６をそれぞれ「アーム」とも言う。アーム１１～１６の長さは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

１．１．１．ロボットアーム
図２に示すように、基台４と第１アーム１１とは、第１関節部１７１を介して連結されている。第１アーム１１は、基台４に対し、鉛直軸と平行な第１回動軸Ｏ１を回動中心として回動可能となっている。第１関節部１７１は、図３に示すように、モーター４０１Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０１と、角度センサー４１１と、を備えている。第１アーム１１は、駆動部４０１の駆動により回動する。モーター４０１Ｍは、第１アーム１１を回動させる駆動力を発生する。

第１アーム１１と第２アーム１２とは、第２関節部１７２を介して連結されている。第２アーム１２は、第１アーム１１に対し、水平面と平行な第２回動軸Ｏ２を回動中心として回動可能となっている。第２関節部１７２は、図３に示すように、モーター４０２Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０２と、角度センサー４１２と、を備えている。第２アーム１２は、駆動部４０２の駆動により回動する。モーター４０２Ｍは、第２アーム１２を回動させる駆動力を発生する。

第２アーム１２と第３アーム１３とは、第３関節部１７３を介して連結されている。第３アーム１３は、第２アーム１２に対し、水平面と平行な第３回動軸Ｏ３を回動中心として回動可能となっている。第３関節部１７３は、図３に示すように、モーター４０３Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０３と、角度センサー４１３と、を備えている。第３アーム１３は、駆動部４０３の駆動により回動する。モーター４０３Ｍは、第３アーム１３を回動させる駆動力を発生する。

第３アーム１３と第４アーム１４とは、第４関節部１７４を介して連結されている。第４アーム１４は、第３アーム１３に対し、第３アーム１３の中心軸と平行な第４回動軸Ｏ４を回動中心として回動可能となっている。第４関節部１７４は、図３に示すように、モーター４０４Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０４と、角度センサー４１４と、を備えている。第４アーム１４は、駆動部４０４の駆動により回動する。モーター４０４Ｍは、第４アーム１４を回動させる駆動力を発生する。

第４アーム１４と第５アーム１５とは、第５関節部１７５を介して連結されている。第５アーム１５は、第４アーム１４に対し、第４アーム１４の中心軸と直交する第５回動軸Ｏ５を回動中心として回動可能となっている。第５関節部１７５は、図３に示すように、モーター４０５Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０５と、角度センサー４１５と、を備えている。第５アーム１５は、駆動部４０５の駆動により回動する。モーター４０５Ｍは、第５アーム１５を回動させる駆動力を発生する。

第５アーム１５と第６アーム１６とは、第６関節部１７６を介して連結されている。第６アーム１６は、第５アーム１５に対し、第５アーム１５の先端部の中心軸と平行な第６回動軸Ｏ６を回動中心として回動可能となっている。第６関節部１７６は、図３に示すように、モーター４０６Ｍおよび図示しない減速機を有する駆動部４０６と、角度センサー４１６と、を備えている。第６アーム１６は、駆動部４０６の駆動により回動する。モーター４０６Ｍは、第６アーム１６を回動させる駆動力を発生する。

角度センサー４１１～４１６としては、例えば、ロータリーエンコーダー等の各種エンコーダーが挙げられる。角度センサー４１１～４１６は、駆動部４０１～４０６のモーター４０１Ｍ～４０６Ｍの出力軸または減速機の出力軸の回動角度を検出する。なお、本明細書では、モーター４０１Ｍ～４０６Ｍの出力軸または減速機の出力軸の回転を検出することを、「モーターの回転軸の回転を検出する」という。

１．１．２．駆動部
駆動部４０１～４０６のモーター４０１Ｍ～４０６Ｍとしては、例えば、３相ブラシレスモーター等が挙げられる。

駆動部４０１～４０６の減速機としては、例えば、複数の歯車で構成された遊星ギア型の減速機、波動減速機等が挙げられる。

駆動部４０１～４０６および角度センサー４１１～４１６は、それぞれ、ロボット制御装置８と電気的に接続されている。

駆動制御部３０１～３０６は、例えばサーボドライバーであり、ロボット制御装置８から出力された動作指令値に基づいて、駆動部４０１～４０６の動作を制御する。

図４は、図３に示すブロック図の部分拡大図である。なお、図４では、いずれもアーム同士の間に位置する関節部である第１関節部１７１から第６関節部１７６のうち、第１関節部１７１のみを詳細に図示している。

第１関節部１７１には、モーター４０１Ｍおよび角度センサー４１１を含む駆動部４０１、ならびに、駆動制御部３０１が設けられている。以下、図４に基づき、駆動部４０１および駆動制御部３０１の動作について説明するが、以下の説明は、駆動部４０２～４０６および駆動制御部３０２～３０６についても同様である。

図４に示す角度センサー４１１は、エンコーダー４２１を含む。エンコーダー４２１は、例えばモーター４０１Ｍの回転軸に接続されている。なお、角度センサー４１１は、複数のエンコーダー４２１を備えていてもよい。これにより、モーター４０１Ｍの回転軸の角度位置の検出において冗長化を図ることができる。

図４に示すモーター４０１Ｍは、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗを有する。そして、駆動制御部３０１とＵ相コイル４０１ｕとがＵ相動力線Ｌ１ｕを介して接続され、駆動制御部３０１とＶ相コイル４０１ｖとがＶ相動力線Ｌ１ｖを介して接続され、駆動制御部３０１とＷ相コイル４０１ｗとがＷ相動力線Ｌ１ｗを介して接続されている。

エンコーダー４２１は、例えば、セーフティーエンコーダーであってもよいが、非セーフティーエンコーダーであってもよい。前者のセーフティーエンコーダーとは、例えば、ＩＳＯ １０２１８－１：２０１１「ロボット及びロボティックデバイス－産業用ロボットのための安全要求事項－第１部」等のロボット安全規格に規定されている安全要求事項に対応する認証済みのエンコーダーを指す。この安全要求事項では、エンコーダーの故障を検出することが求められている。なお、ロボット安全規格は、上記の規格に限定されない。

一方、後者の非セーフティーエンコーダーとは、このような安全要求事項に対応する認証を受けていないエンコーダーを指す。ただし、非セーフティーエンコーダーは、すでにロボットに用いられるサーボモーターのエンコーダーとして多くの実績があるため、品質が安定しており、かつ安価である。このため、非セーフティーエンコーダーを用いることにより、エンコーダー４２１を容易に調達することができ、かつ、ロボットシステム１を安定的に稼働させることができる。そして、本実施形態によれば、非セーフティーエンコーダーを用いた場合でも、後述するロボット監視装置８２が有する機能によって、エンコーダー４２１の故障を検出することができるので、ロボットシステム１の安全性能を十分に高めることができる。

エンコーダー４２１は、アブソリュートエンコーダーであっても、インクリメンタルエンコーダーであってもよい。アブソリュートエンコーダーは、回転軸の回転角度の絶対位置を検出可能なエンコーダーである。インクリメンタルエンコーダーは、回転軸の回転角度の位置変位を検出可能なエンコーダーである。

エンコーダー４２１は、モーター４０１Ｍの回転軸の角度位置を表すエンコーダー値Ｅを位置フィードバックとして出力する。駆動制御部３０１およびロボットコントローラー８１は、エンコーダー値Ｅを受信する。

ロボットコントローラー８１は、例えば、モーター４０１Ｍの回転軸の目標角度位置を表す動作指令値Ｍを駆動制御部３０１に向けて出力する。なお、動作指令値Ｍは、モーター４０１Ｍの回転軸の目標角度位置を変化させない場合、つまり、モーター４０１Ｍに停止状態を保持させる場合も出力される。

１．１．３．駆動制御部
駆動制御部３０１は、動作指令値Ｍおよびエンコーダー値Ｅに基づいて、エンコーダー値Ｅが動作指令値Ｍで指定された目標角度位置に近づくように、モーター４０１Ｍの駆動を制御する駆動パルス電圧を生成する。そして、この駆動パルス電圧がモーター４０１Ｍに出力され、モーター４０１Ｍの駆動が制御される。これにより、第１関節部１７１が所望の角度に制御され、基台４に対する第１アーム１１の姿勢が所望の姿勢に制御される。

図４に示す駆動制御部３０１は、インバーター部３１２と、制御回路３１４と、を備える。

インバーター部３１２は、６つのスイッチング素子３１３を有し、３並列のプッシュプル方式のインバーター回路である。６つのスイッチング素子３１３は、制御回路３１４から出力される制御信号により、オンとオフとが制御される。これにより、インバーター部３１２は、３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをモーター４０１Ｍに向けて出力する。

制御回路３１４は、動作指令値Ｍおよびエンコーダー値Ｅに基づいて、各スイッチング素子３１３に制御信号を出力する。本実施形態では、インバーター部３１２をＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）するためのＰＷＭ信号が制御信号となる。具体的には、３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの位相が１２０°ずつずれた正弦波通電波形となるように、ＰＷＭ信号の等価電圧の波形が設定されている。このようなＰＷＭ信号により、制御回路３１４は、スイッチング素子３１３のオンとオフのタイミングを制御する。その結果、スイッチング素子３１３によって、コンバーター部８６から供給される電流が制御され、インバーター部３１２から３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが出力される。

３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの位相差と時間変化によって、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗにコイル電流が流れ、モーター４０１Ｍのローターが回転する。

また、本実施形態では、駆動制御部３０１がパルス幅検出部３１６ｕ、３１６ｖ、３１６ｗを備える。

パルス幅検出部３１６ｕは、Ｕ相分岐線Ｌ２ｕと、入力側抵抗Ｒ１と、シャント抵抗Ｒ２と、フォトカプラーＰＣと、アンプＡＭＰと、パルス幅計測部ＰＷＣと、を有する。パルス幅検出部３１６ｕは、駆動パルス電圧Ｖｕのパルス幅ＰＷｕを計測する機能を有する。

Ｕ相分岐線Ｌ２ｕは、モーター４０１ＭのＵ相動力線Ｌ１ｕとグランド電位ＧＮＤとを接続する信号線である。入力側抵抗Ｒ１およびシャント抵抗Ｒ２は、Ｕ相分岐線Ｌ２ｕにおいて、Ｕ相動力線Ｌ１ｕ側からこの順で直列に接続されている抵抗素子である。

フォトカプラーＰＣの入力端子は、シャント抵抗Ｒ２と並列に接続されている。図４に示すフォトカプラーＰＣは、発光素子３１６Ｌおよび受光素子３１６Ｐを有する。Ｕ相分岐線Ｌ２ｕに供給される駆動パルス電圧Ｖｕとグランド電位ＧＮＤとの電位差に基づいて、発光素子３１６Ｌが発光し、その光を受光した受光素子３１６Ｐが光電流を発生させる。アンプＡＭＰは、光電流を電圧信号に変換する。これにより、フォトカプラーＰＣの入出力間を電気的に絶縁しつつ、駆動パルス電圧Ｖｕのパルス幅ＰＷｕに対応したパルス状の電圧信号をパルス幅計測部ＰＷＣに入力することができる。

発光素子３１６Ｌとしては、例えば、発光ダイオードが挙げられる。受光素子３１６Ｐとしては、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスターが挙げられる。なお、フォトカプラーＰＣには、図４に示すような２個の発光素子３１６Ｌを有する両極性対応型のフォトカプラーが好ましく用いられる。また、フォトカプラーＰＣに代えて、デジタルアイソレーターを用いるようにしてもよい。

パルス幅計測部ＰＷＣは、アンプＡＭＰから出力されたパルス状の電圧信号を受け、パルス幅ＰＷｕを計測する。これにより、間接的に、駆動パルス電圧Ｖｕのパルス幅ＰＷｕを計測することができる。パルス幅計測部ＰＷＣとしては、例えば、電圧信号のパルス幅を計測する機能を有するカウンター等が挙げられる。

パルス幅検出部３１６ｖは、Ｖ相分岐線Ｌ２ｖと、入力側抵抗Ｒ１と、シャント抵抗Ｒ２と、フォトカプラーＰＣと、アンプＡＭＰと、パルス幅計測部ＰＷＣと、を有する。パルス幅検出部３１６ｖは、駆動パルス電圧Ｖｖのパルス幅ＰＷｖを計測する機能を有する。

Ｖ相分岐線Ｌ２ｖは、モーター４０１ＭのＶ相動力線Ｌ１ｖとグランド電位ＧＮＤとを接続する信号線である。パルス幅検出部３１６ｖのＶ相分岐線Ｌ２ｖ以外の要素については、パルス幅検出部３１６ｕと同様である。

パルス幅検出部３１６ｗは、Ｗ相分岐線Ｌ２ｗと、入力側抵抗Ｒ１と、シャント抵抗Ｒ２と、フォトカプラーＰＣと、アンプＡＭＰと、パルス幅計測部ＰＷＣと、を有する。パルス幅検出部３１６ｗは、駆動パルス電圧Ｖｗのパルス幅ＰＷｗを計測する機能を有する。

Ｗ相分岐線Ｌ２ｗは、モーター４０１ＭのＷ相動力線Ｌ１ｗとグランド電位ＧＮＤとを接続する信号線である。パルス幅検出部３１６ｗのＷ相分岐線Ｌ２ｗ以外の要素については、パルス幅検出部３１６ｕと同様である。

以上のパルス幅検出部３１６ｕ、３１６ｖ、３１６ｗは、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗについて計測したパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗをロボット監視装置８２に出力する。

１．２．ロボット制御装置
ロボット制御装置８は、ロボットコントローラー８１と、ロボット監視装置８２と、動力遮断部８５と、コンバーター部８６と、を備えている。

１．２．１．ロボットコントローラー
図３に示すように、ロボットコントローラー８１は、駆動制御部３０１～３０６の動作を制御して、ロボット２の動作を制御する。具体的には、ロボットコントローラー８１は、角度センサー４１１～４１６や図示しない力検出部、画像センサー、深度センサー等の検出結果に基づいて、図４に示すように、駆動制御部３０１～３０６に動作指令値Ｍを出力する。そして、駆動制御部３０１～３０６を介して駆動部４０１～４０６の動作条件、例えば角速度や回転角度等をそれぞれ制御する。

ロボットコントローラー８１のハードウェア構成は、特に限定されないが、図３では、プロセッサー９１２、メモリー９１４、および、外部インターフェース９１６を有している。これらは、内部バスを介して互いに通信可能に接続されている。

プロセッサー９１２としては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等が挙げられる。プロセッサー９１２は、メモリー９１４に記憶された各種プログラムを実行することにより、ロボットコントローラー８１の機能を実現する。

なお、プロセッサー９１２は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等であってもよい。

メモリー９１４としては、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリーや、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー等が挙げられる。なお、メモリー９１４は、非着脱式に限らず、着脱式であってもよい。

メモリー９１４は、各種プログラムの他、外部インターフェース９１６で受け付けた各種データやロボット２から出力された各種データを格納する。

外部インターフェース９１６としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ－２３２Ｃ、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ等が挙げられる。

１．２．２．ロボット監視装置
ロボット監視装置８２のハードウェア構成は、特に限定されないが、図３では、プロセッサー９２２、メモリー９２４、および、外部インターフェース９２６を有している。これらは、内部バスを介して互いに通信可能に接続されている。

メモリー９２４および外部インターフェース９２６は、前述したメモリー９１４および外部インターフェース９１６と同様である。

プロセッサー９２２としては、例えばＣＰＵ等が挙げられる。プロセッサー９２２は、メモリー９２４に記憶された各種プログラムを実行することにより、ロボット監視装置８２の機能を実現する。なお、プロセッサー９２２は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等であってもよい。

ロボット監視装置８２は、ロボットコントローラー８１から独立してロボット２の動作を監視することにより、ロボットシステム１の機能安全における信頼性をより高めることができる。

１．２．３．動力遮断部
図５は、図３に示す第１関節部１７１の詳細ブロック図である。第１関節部１７１の構成は、第２関節部１７２、第３関節部１７３、第４関節部１７４、第５関節部１７５および第６関節部１７６の構成と同様である。したがって、以下の説明では、図４、図５等に基づいて第１関節部１７１を代表に説明し、その他の関節部の説明は省略する。

動力遮断部８５は、交流電源９と第１関節部１７１との間を電気的に接続する電力供給路９１に設けられる。駆動制御部３０１～３０６は、それぞれ電力供給路９１から電力供給を受ける。このため、動力遮断部８５が電力供給路９１を遮断することにより、駆動制御部３０１～３０６への電力供給が遮断され、駆動部４０１～４０６の動作を停止させることができる。

図５に示す動力遮断部８５は、遮断信号Ｂに基づいて電力供給路９１を遮断する。このため、動力遮断部８５が動作することにより、駆動制御部３０１～３０６の全てに対する電力供給が遮断される。

１．２．４．コンバーター部
コンバーター部８６は、動力遮断部８５と第１関節部１７１との間の電力供給路９１に設けられる。図４に示すコンバーター部８６は、ブリッジダイオード８６２および平滑コンデンサー８６４を有し、交流を直流に変換するＡＣ－ＤＣコンバーターである。そして、コンバーター部８６は、直流電圧をインバーター部３１２に供給する。なお、電源の種類によっては、コンバーター部８６が省略されていてもよいし、他のコンバーター部で置き換えられていてもよい。

１．３．ロボット監視装置の機能
図５に示すロボット監視装置８２は、動力信号取得部８２２と、エンコーダー値取得部８２４と、モーター停止判断部８２６と、エンコーダー故障判断部８２８と、遮断信号出力部８３０と、を備える。

動力信号取得部８２２は、駆動制御部３０１から出力されたパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗを動力信号として取得する。なお、動力信号は、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ（パルス幅変調電圧）の計測値であれば、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗに限定されず、他の計測値であってもよい。

エンコーダー値取得部８２４は、エンコーダー４２１から出力されたエンコーダー値Ｅを取得する。

モーター停止判断部８２６は、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗに関する判断条件であって、モーター４０１Ｍが停止していると判断するための停止判断条件をあらかじめ保有している。動力信号取得部８２２が取得したパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗが前述した停止判断条件を満たすとき、モーター停止判断部８２６は、モーター４０１Ｍが停止していると判断する。そして、モーター４０１Ｍが停止していると判断したとき、モーター停止判断部８２６は、モーター停止信号を出力する。

エンコーダー故障判断部８２８は、エンコーダー４２１から出力されたエンコーダー値Ｅに関する判断条件であって、モーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断するための判断条件をあらかじめ保有している。前述したモーター停止信号が出力されていて、かつ、エンコーダー値Ｅからモーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるとき、エンコーダー故障判断部８２８は、エンコーダー４２１が故障していると判断する。

遮断信号出力部８３０は、エンコーダー故障判断部８２８が出力した判断結果に基づいて、遮断信号Ｂを出力する。

なお、上記の説明では、ロボット監視装置８２が駆動制御部３０１から出力された動力信号およびエンコーダー４２１から出力されたエンコーダー値Ｅを取得することについてのみ説明したが、ロボット監視装置８２は、他の駆動制御部３０２～３０６から出力された動力信号および他のエンコーダーから出力されたエンコーダー値も、同様に取得するよう構成されていてもよい。

１．４．エンコーダーの故障診断方法
次に、第１実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法について説明する。なお、以下の説明では、前述したロボット監視装置８２の機能を用いた方法を例に説明する。また、以下の説明では、第１関節部１７１に設けられたエンコーダー４２１の故障診断方法を代表に説明するが、第２関節部１７２から第６関節部１７６に設けられたエンコーダーの故障診断方法も、以下と同様である。

図６は、第１実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法を説明するためのフローチャートである。

図６に示すエンコーダーの故障診断方法は、動力信号取得工程Ｓ１０２と、エンコーダー値取得工程Ｓ１０４と、モーター停止判断工程Ｓ１０６と、エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８と、動力遮断工程Ｓ１１０と、を有する。

１．４．１．動力信号取得工程
動力信号取得工程Ｓ１０２では、動力信号取得部８２２が、動力信号として、駆動制御部３０１から出力された駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ（パルス幅変調電圧）のパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗを取得する。具体的には、動力信号取得部８２２は、パルス幅検出部３１６ｕ、３１６ｖ、３１６ｗが検出するパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗを取得する。

１．４．２．エンコーダー値取得工程
エンコーダー値取得工程Ｓ１０４では、エンコーダー値取得部８２４が、エンコーダー４２１から出力されたエンコーダー値Ｅを取得する。エンコーダー値Ｅは、モーター４０１Ｍの回転軸の回転情報である。

１．４．３．モーター停止判断工程
モーター停止判断工程Ｓ１０６では、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗが停止判断条件を満たすか否か、モーター停止判断部８２６が判断する。停止判断条件は、例えば、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗについての範囲であり、満たされることによってモーター４０１Ｍが停止しているとみなせる条件である。パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗが停止判断条件を満たしているとき、モーター停止判断部８２６は、モーター４０１Ｍが停止していると判断する。モーター４０１Ｍが停止していると判断したとき、モーター停止判断部８２６は、モーター停止信号を出力する。一方、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗが停止判断条件を満たしていないとき、モーター停止判断部８２６は、モーター４０１Ｍが停止しておらず、回転していると判断する。この場合、フローを動力信号取得工程Ｓ１０２に戻す。また、この場合、本方法とは別の方法で、エンコーダー４２１の故障診断を行うようにしてもよい。

本実施形態では、停止判断条件として、（ａ）パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗの相互関係、（ｂ）パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗの時間変化等が挙げられる。以下、（ａ）、（ｂ）の停止判断条件について順次説明する。

（ａ）パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗの相互関係
駆動制御部３０１では、制御回路３１４から出力されたＰＷＭ信号により、インバーター部３１２がＰＷＭ制御される。これにより、インバーター部３１２からは、互いに位相が異なる３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが出力される。したがって、３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、同時刻でのデューティー比が互いに異なる。

図７は、３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの波形、等価電圧ＥＶｕ、ＥＶｖ、ＥＶｗの波形、および、３相のコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの波形、の一例を示す図である。

図７に示す等価電圧ＥＶｕ、ＥＶｖ、ＥＶｗの波形は、図７に示す３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗからそれぞれのデューティー比を算出し、そのデューティー比から換算される等価電圧の時間変化を表す波形である。図７に示すように、３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの波形は、それぞれ時間とともにデューティー比が変化するパルス波である。インバーター部３１２がＰＷＭ制御されることにより、この時間変化が等価的には正弦波状に変化するため、図７に示す等価電圧ＥＶｕ、ＥＶｖ、ＥＶｗの波形は、正弦波状の波形となる。これにより、モーター４０１Ｍのローターを滑らかに回転させることができる。

デューティー比は、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのオン・オフ周期に対する、オン時間の比である。このため、デューティー比が大きいほど、等価電圧ＥＶｕ、ＥＶｖ、ＥＶｗの振幅が大きくなる。そして、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの同時刻におけるデューティー比が少なくとも２つの間で異なっていれば、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗのいずれかにコイル電流が流れ、ローターを回転させることができる。

そこで、停止判断条件（ａ）では、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗを、駆動制御部３０１において同時刻に検出された駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのデューティー比と定義する。そして、停止判断条件（ａ）は、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗに関する下記式（１）である。

５０％－α＜ＰＷｕ＜５０％＋α、かつ、５０％－α＜ＰＷｖ＜５０％＋α、かつ、５０％－α＜ＰＷｗ＜５０％＋α … （１）

上記式（１）は、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗがそれぞれ５０％前後にあることを規定している。パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗがそれぞれ５０％前後にある場合、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗのいずれにもほとんどコイル電流が流れない。したがって、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗが上記式（１）を満たすとき、モーター４０１Ｍが停止していると判断することができる。上記式（１）では、停止判断条件に幅を持たせているので、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗの意図しない揺らぎによって故障診断プロセスが不安定化するのを防止することができる。

なお、上記式（１）中のαは、モーター４０１Ｍの構造や大きさ等、様々な因子によって変わる。これは、モーター４０１Ｍが停止しているとみなせるときでも、デューティー比が揺れることがあり、しかも、その揺れ幅はこれらの因子によって異なるためである。したがって、αは、実験やシミュレーション等を通じて見出すようにすればよい。一例として、αは、５％以下とされ、好ましくは１％以下とされる。

（ｂ）パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗの時間変化
３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが所定の周波数で変化することにより、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗに流れるコイル電流が順次変化する。つまり、コイル電流が流れるコイルが変化することで、モーター４０１Ｍのローターが回転する。

そこで、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗの変化量をＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗとする。そして、停止判断条件（ｂ）は、この変化量ＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗに関する下記式（２）である。

－β＜ＴＰＷｕ＜＋β、かつ、－β＜ＴＰＷｖ＜＋β、かつ、－β＜ＴＰＷｗ＜＋β … （２）

上記式（２）は、変化量ＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗが微小量であることを規定している。変化量ＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗが微小量であれば、コイル電流が流れるコイルがほとんど変化しないので、モーター４０１Ｍのローターがほとんど回転しない。したがって、変化量ＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗが上記式（２）を満たすとき、モーター４０１Ｍが停止していると判断することができる。上記式（２）では、停止判断条件に幅を持たせているので、変化量ＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗの意図しない揺らぎによって故障診断プロセスが不安定化するのを防止することができる。

なお、上記式（２）中のβは、コイル電流が変化するスイッチングシーケンスに応じて適宜設定される。したがって、βは、実験やシミュレーション等を通じて見出すようにすればよい。一例として、βは、スイッチングシーケンスの最小ステップ幅の半分未満とされる。例えば、３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの変化周期を３６０°としたとき、最小ステップ幅は３０°とされるため、βを１５°未満とするのが好ましい。

図８は、インバーター部３１２におけるスイッチング素子３１３のスイッチングシーケンスが１２個のステップＮｏ．１～１２に分けられている例において、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗに励磁される磁極を示す表である。図８に示すように、ステップが１つ遷移すると、磁極が変化する。これは、ローターが３０°回転することに相当する。したがって、モーター４０１Ｍが停止しているとみなすための、変化量ＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗの振れ幅は、スイッチングシーケンスの最小ステップ幅未満であることが好ましい。

なお、モーター停止判断工程Ｓ１０６で用いる停止判断条件は、上記（ａ）と（ｂ）の双方を含んでいてもよい。

また、上記停止判断条件は、モーター４０１Ｍに対して電力が供給されていることを前提にした条件になっており、モーター停止判断部８２６は、この停止判断条件を満たした場合に、モーター４０１Ｍが停止していると判断する。このため、モーター停止判断部８２６は、エンコーダー４２１として非セーフティーエンコーダーを用いた場合であっても、モーター４０１Ｍへの電力が遮断されていない状態でモーター４０１Ｍが停止していることを検出することができる。これにより、ロボット監視装置８２では、欧州安全規格、ＥＮ ＩＳＯ１３８４９－１：２００８カテゴリー３ ＰＬｄで定義されている安全機能のうち、ＳＯＳ（Ｓａｆｅｌｙ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｔｏｐ、停止監視）機能や、ＳＳ２（Ｓａｆｅｌｙ ｓｔｏｐ ２、遮断しない制御停止）機能を実現することができる。

１．４．４．エンコーダー故障判断工程
エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、エンコーダー値Ｅからモーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるか否か、エンコーダー故障判断部８２８が判断する。このときの判断条件としては、エンコーダー値Ｅが変化しないことが挙げられるが、判断条件は、エンコーダー値Ｅの揺れを見込んで適宜設定される。揺れ幅は、例えば、実験やシミュレーション等を通じて見出すことができる。

そして、前述したモーター停止信号が出力されていて、かつ、エンコーダー値Ｅからモーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるとき、エンコーダー故障判断部８２８は、エンコーダー４２１が故障していると判断する。このように判断できる理由は、モーター停止信号が出力されているにも関わらず、エンコーダー値Ｅがそれを反映していないからである。モーター停止信号は、モーター４０１Ｍの回転軸の回転を担う駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて出力された信号である。換言すれば、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、モーター４０１Ｍの回転状態を確実に反映している動力信号の１つである。よって、モーター停止信号が出力されているにも関わらず、エンコーダー値Ｅがモーター４０１Ｍの回転軸の停止を反映していない場合、エンコーダー４２１が故障している蓋然性が高いといえる。

一方、モーター停止信号が出力されていて、かつ、エンコーダー値Ｅからもモーター４０１Ｍの回転軸が停止していると判断されるとき、エンコーダー故障判断部８２８は、エンコーダー４２１が正常であると判断する。この場合、フローを動力信号取得工程Ｓ１０２に戻す。また、この場合、本方法とは別の方法で、エンコーダー４２１の故障診断を行うようにしてもよい。

上記のようなプロセスでエンコーダー４２１の故障を判断することができれば、モーター４０１Ｍの回転軸が停止しているときでも、エンコーダー４２１の故障を検出することができる。また、このような故障診断機能を有するロボット監視装置８２は、エンコーダー４２１として非セーフティーエンコーダーを用いた場合でも、ロボット安全規格に規定されている安全要求事項に対応する安全機能を提供することができる。

エンコーダー４２１が故障していると判断した場合、エンコーダー故障判断部８２８は、必要に応じて、その判断結果をロボットコントローラー８１に出力する。ロボットコントローラー８１は、判断結果に基づいて、エンコーダー４２１が故障していることをユーザーに報知してもよい。

１．４．５．動力遮断工程
また、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法は、図６に示すように、任意の工程である動力遮断工程Ｓ１１０を有している。

動力遮断工程Ｓ１１０では、エンコーダー故障判断部８２８から出力された判断結果に基づいて、遮断信号出力部８３０が遮断信号Ｂを出力する。つまり、エンコーダー４２１が故障しているという判断結果が出力された場合に、遮断信号Ｂが出力される。

図５に示す動力遮断部８５は、この遮断信号Ｂを受信して、電力供給路９１を遮断する。これにより、駆動部４０１～４０６の動作を停止させることができる。その結果、エンコーダー４２１が故障していると判断された状態で、駆動部４０１～４０６が動作し続けるのを防止することができ、ロボットシステム１の安全性能を高めることができる。

１．５．第１実施形態が奏する効果
以上のように、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法は、ロボットアーム１０の第１関節部１７１に設けられるモーター４０１Ｍの回転軸の回転を検出し、エンコーダー値Ｅを出力する機能を有するエンコーダー４２１の故障を診断する方法であって、動力信号取得工程Ｓ１０２と、エンコーダー値取得工程Ｓ１０４と、モーター停止判断工程Ｓ１０６と、エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８と、を有する。

動力信号取得工程Ｓ１０２では、モーター４０１Ｍに供給される駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗ（パルス幅変調信号に基づく動力信号）を取得する。エンコーダー値取得工程Ｓ１０４では、エンコーダー値Ｅを取得する。モーター停止判断工程Ｓ１０６では、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗが、モーター４０１Ｍが停止していると判断するための停止判断条件を満たすとき、モーター４０１Ｍが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する。エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、モーター停止信号が出力されていて、かつ、エンコーダー値Ｅから、モーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるとき、エンコーダー４２１が故障していると判断する。

このような構成によれば、モーター４０１Ｍの回転軸が停止しているときでも、動作指令値Ｍに基づくことなく、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいてモーター４０１Ｍの停止を判断することができる。つまり、ロボット監視装置８２は、動力信号からモーター４０１Ｍが停止していることの裏付けを取ることができ、モーター４０１Ｍの回転軸が停止しているときでも、エンコーダー４２１の故障を検出することができる。これにより、エンコーダー４２１として非セーフティーエンコーダーを用いた場合であっても、ロボット安全規格に規定されている安全要求事項に対応する安全機能を提供可能なロボット監視装置８２を実現することができる。その結果、ロボットシステム１において低コスト化と高い安全性能とを両立することができる。

また、モーター４０１Ｍは、特に、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相で構成される３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗで駆動されるブラシレスモーターであることが好ましい。これにより、駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのデューティー比を調整することによって、モーター４０１Ｍの駆動を容易に制御することができる。なお、モーター４０１Ｍ以外のモーターについても、同様にブラシレスモーターであることが好ましい。

また、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法では、動力信号取得工程Ｓ１０２で取得する動力信号が、Ｕ相に関する駆動パルス電圧Ｖｕのパルス幅ＰＷｕ、Ｖ相に関する駆動パルス電圧Ｖｖのパルス幅ＰＷｖ、および、Ｗ相に関する駆動パルス電圧Ｖｗのパルス幅ＰＷｗ、を含んでいる。

これにより、モーター停止判断工程Ｓ１０６では、モーター４０１Ｍの回転状態を確実に反映している動力信号に基づいて、モーター４０１Ｍが停止しているか否かを判断することができる。つまり、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗは、モーター４０１Ｍの回転状態を直接的に反映しているといえるため、これらを判断材料として用いることにより、動作指令値Ｍを参照することなく、モーター４０１Ｍが停止しているか否かを確実に判断することができる。これにより、エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、エンコーダー４２１が故障しているか否かの判断の信頼性が高められる。

また、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法では、動力信号取得工程Ｓ１０２で取得する動力信号が、Ｕ相に関する駆動パルス電圧Ｖｕのパルス幅ＰＷｕの変化量ＴＰＷｕ、Ｖ相に関する駆動パルス電圧Ｖｖのパルス幅ＰＷｖの変化量ＴＰＷｖ、および、Ｗ相に関する駆動パルス電圧Ｖｗのパルス幅ＰＷｗの変化量ＴＰＷｗ、を含んでいてもよい。

動力信号がパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗを含む場合と同様、動力信号がこのようなパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗの変化量ＴＰＷｕ、ＴＰＷｖ、ＴＰＷｗを含むことにより、モーター停止判断工程Ｓ１０６では、モーター４０１Ｍの回転状態を確実に反映している動力信号に基づいて、モーター４０１Ｍが停止しているか否かを判断することができる。これにより、エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、エンコーダー４２１が故障しているか否かの判断の信頼性が高められる。

また、本実施形態に係るロボット監視装置８２は、ロボットアーム１０の第１関節部１７１に設けられるモーター４０１Ｍと、モーター４０１Ｍの回転軸の回転を検出し、エンコーダー値Ｅを出力する機能を有するエンコーダー４２１と、を備えるロボット２の動作を監視する。ロボット監視装置８２は、動力信号取得部８２２と、エンコーダー値取得部８２４と、モーター停止判断部８２６と、エンコーダー故障判断部８２８と、を備える。動力信号取得部８２２は、モーター４０１Ｍに供給される駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのパルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗ（パルス幅変調信号に基づく動力信号）を取得する。エンコーダー値取得部８２４は、エンコーダー値Ｅを取得する。また、パルス幅ＰＷｕ、ＰＷｖ、ＰＷｗが、モーター４０１Ｍが停止していると判断するための停止判断条件を満たすとき、モーター停止判断部８２６は、モーター４０１Ｍが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する。さらに、モーター停止信号が出力されていて、かつ、エンコーダー値Ｅから、モーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるとき、エンコーダー故障判断部８２８は、エンコーダー４２１が故障していると判断する。

このような構成によれば、モーター４０１Ｍの回転軸が停止しているときでも、動作指令値Ｍに基づくことなく、エンコーダー４２１の故障を検出可能なロボット監視装置８２を実現することができる。これにより、エンコーダー４２１として非セーフティーエンコーダーを用いた場合であっても、ロボット安全規格に規定されている安全要求事項に対応する安全機能を提供可能なロボット監視装置８２を実現することができる。その結果、ロボットシステム１において低コスト化と高い安全性能とを両立することができる。

また、本実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の動作を制御するロボットコントローラー８１と、ロボット監視装置８２と、を有する。

このようなロボットシステム１は、エンコーダー４２１として非セーフティーエンコーダーを用いた場合であっても、ロボット安全規格に規定されている安全要求事項に対応する安全機能を提供可能なシステムとなる。また、この安全機能は、ロボットコントローラー８１に依拠することなく、ロボット監視装置８２において実現される。したがって、安全性能の高いロボットシステム１を実現することができる。

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法、ロボット監視装置およびロボットシステムについて説明する。

図９は、第２実施形態に係るロボットシステム１Ａの主要部を示すブロック図の部分拡大図である。なお、図９では、いずれもアーム同士の間に位置する関節部である第１関節部１７１から第６関節部１７６のうち、第１関節部１７１のみを詳細に図示している。また、図９では、前記第１実施形態と同様の構成について、同一の符号を付している。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第２実施形態に係るロボットシステム１Ａは、駆動制御部３０１Ａが、モーター４０１Ｍに流れるコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗに基づく動力信号を検出するように構成されていること以外、第１実施形態に係るロボットシステム１と同様である。

２．１．駆動制御部
図９に示す駆動制御部３０１Ａは、電流値検出部３１７ｕ、３１７ｖ、３１７ｗを備える。

電流値検出部３１７ｕは、シャント抵抗Ｒ３と、Ｕ相電流検出線Ｌ３ｕと、絶縁型Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣと、を有する。電流値検出部３１７ｕは、Ｕ相動力線Ｌ１ｕに流れるコイル電流ＣＣｕの電流値Ｉｕを計測する機能を有する。

シャント抵抗Ｒ３は、Ｕ相動力線Ｌ１ｕに挿入されている抵抗素子である。絶縁型Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣは、Ｕ相電流検出線Ｌ３ｕを介して、シャント抵抗Ｒ３と並列に接続されている。絶縁型Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣとしては、例えば、ΔΣ型モジュレーター、絶縁素子（フォトカプラー）、デジタルフィルター等の要素を内蔵したデバイスが挙げられる。

なお、シャント抵抗Ｒ３および絶縁型Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣに代えて、例えば、コア付電流センサー、コアレス電流センサーのような各種電流センサーを用いるようにしてもよい。

電流値検出部３１７ｖは、シャント抵抗Ｒ３と、Ｖ相電流検出線Ｌ３ｖと、絶縁型Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣと、を有する。電流値検出部３１７ｖは、Ｖ相動力線Ｌ１ｖに流れるコイル電流ＣＣｖの電流値Ｉｖを計測する機能を有する。

電流値検出部３１７ｗは、シャント抵抗Ｒ３と、Ｗ相電流検出線Ｌ３ｗと、絶縁型Ａ／Ｄ変換部ＡＤＣと、を有する。電流値検出部３１７ｗは、Ｗ相動力線Ｌ１ｗに流れるコイル電流ＣＣｗの電流値Ｉｗを計測する機能を有する。

以上の電流値検出部３１７ｕ、３１７ｖ、３１７ｗは、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをロボット監視装置８２に出力する。

２．２．エンコーダーの故障診断方法
次に、第２実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法について説明する。なお、以下の説明では、図６に基づいて、前述したロボット監視装置８２の機能を用いた方法を例に説明する。また、以下の説明では、第１関節部１７１に設けられたエンコーダー４２１の故障診断方法を代表に説明するが、第２関節部１７２から第６関節部１７６に設けられたエンコーダーの故障診断方法も、以下と同様である。

２．２．１．動力信号取得工程
動力信号取得工程Ｓ１０２では、動力信号取得部８２２が、動力信号として、駆動制御部３０１Ａから出力されたコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを取得する。具体的には、動力信号取得部８２２は、電流値検出部３１７ｕ、３１７ｖ、３１７ｗが検出する電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを取得する。

２．２．２．エンコーダー値取得工程
エンコーダー値取得工程Ｓ１０４では、第１実施形態と同様、エンコーダー値取得部８２４が、エンコーダー４２１から出力されたエンコーダー値Ｅを取得する。

２．２．３．モーター停止判断工程
モーター停止判断工程Ｓ１０６では、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが停止判断条件を満たすか否か、モーター停止判断部８２６が判断する。停止判断条件は、例えば、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗについての範囲であり、満たされることによってモーター４０１Ｍが停止しているとみなせる条件である。電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが停止判断条件を満たしているとき、モーター停止判断部８２６は、モーター４０１Ｍが停止していると判断する。モーター４０１Ｍが停止していると判断したとき、モーター停止判断部８２６は、モーター停止信号を出力する。一方、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが停止判断条件を満たしていないとき、モーター停止判断部８２６は、モーター４０１Ｍが停止していないと判断する。この場合、フローを動力信号取得工程Ｓ１０２に戻す。また、この場合、本方法とは別の方法で、エンコーダー４２１の故障診断を行うようにしてもよい。

本実施形態では、停止判断条件として、（ｃ）電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの相互関係、（ｄ）電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの時間変化等が挙げられる。以下、（ｃ）、（ｄ）の停止判断条件について順次説明する。

（ｃ）電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの相互関係
駆動制御部３０１Ａでは、制御回路３１４から出力されたＰＷＭ信号により、インバーター部３１２がＰＷＭ制御される。これにより、インバーター部３１２からは、互いに位相が異なる３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが出力される。そして、Ｕ相動力線Ｌ１ｕ、Ｖ相動力線Ｌ１ｖおよびＷ相動力線Ｌ１ｗには、互いに位相が異なるコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗが流れる。したがって、３相のコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗは、同時刻での電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが互いに異なる。

図７には、３相のコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの波形の一例を示している。図７に示すように、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの波形は、等価電圧ＥＶｕ、ＥＶｖ、ＥＶｗと同様、正弦波状の波形である。そして、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの同時刻における電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがいずれも微小量であれば、モーター４０１Ｍのローターを停止させることができる。

そこで、停止判断条件（ｃ）は、同時刻に検出された電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに関する下記式（３）とできる。
｜Ｉｕ｜＜γ、かつ、｜Ｉｖ｜＜γ、かつ、｜Ｉｗ｜＜γ … （３）

上記式（３）は、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがそれぞれ微小量であることを規定している。電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがそれぞれ微小量であれば、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗのいずれにもほとんどコイル電流が流れない。したがって、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが上記式（３）を満たすとき、モーター４０１Ｍが停止していると判断することができる。上記式（３）では、停止判断条件に幅を持たせているので、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの意図しない揺らぎによって故障診断プロセスが不安定化するのを防止することができる。

なお、上記式（３）中のγは、モーター４０１Ｍの構造や大きさ等、様々な因子によって変わる。これは、モーター４０１Ｍが停止しているとみなせるときでも、デューティー比が揺れてコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗが流れることがあり、しかも、その揺れ幅はこれらの因子によって異なるためである。したがって、γは、実験やシミュレーション等を通じて見出すようにすればよい。一例として、γは、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの最大値の１０％以下とされ、好ましくは５％以下とされる。

（ｄ）電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの時間変化
３相の駆動パルス電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが所定の周波数で変化することにより、Ｕ相コイル４０１ｕ、Ｖ相コイル４０１ｖおよびＷ相コイル４０１ｗに流れるコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗが順次変化する。つまり、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗが流れるコイルが変化することで、モーター４０１Ｍのローターが回転する。

そこで、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの変化量をＴＩｕ、ＴＩｖ、ＴＩｗとする。そして、停止判断条件（ｄ）は、この変化量ＴＩｕ、ＴＩｖ、ＴＩｗに関する下記式（４）とできる。

－δ＜ＴＩｕ＜＋δ、かつ、－δ＜ＴＩｖ＜＋δ、かつ、－δ＜ＴＩｗ＜＋δ … （４）

上記式（４）は、変化量ＴＩｕ、ＴＩｖ、ＴＩｗが微小量であることを規定している。変化量ＴＩｕ、ＴＩｖ、ＴＩｗが微小量であれば、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗが流れるコイルがほとんど変化しないので、モーター４０１Ｍのローターがほとんど回転しない。したがって、変化量ＴＩｕ、ＴＩｖ、ＴＩｗが上記式（４）を満たすとき、モーター４０１Ｍが停止していると判断することができる。上記式（４）では、停止判断条件に幅を持たせているので、変化量ＴＩｕ、ＴＩｖ、ＴＩｗの意図しない揺らぎによって故障診断プロセスが不安定化するのを防止することができる。

なお、上記式（４）中のδは、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗが変化するスイッチングシーケンスに応じて適宜設定される。したがって、δは、実験やシミュレーション等を通じて見出すようにすればよい。一例として、δは、スイッチングシーケンスの最小ステップ幅の半分未満とされる。例えば、３相のコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの変化周期を３６０°としたとき、最小ステップ幅は３０°とされるため、δを１５°未満とするのが好ましい。

なお、モーター停止判断工程Ｓ１０６で用いる停止判断条件は、上記（ｃ）と（ｄ）の双方を含んでいてもよい。

２．２．４．エンコーダー故障判断工程
エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、第１実施形態と同様、エンコーダー値Ｅから、モーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるか否か、エンコーダー故障判断部８２８が判断する。

２．２．５．動力遮断工程
また、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法も、第１実施形態と同様、任意の工程である動力遮断工程Ｓ１１０を有している。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

２．３．第２実施形態が奏する効果
以上のように、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法は、動力信号取得工程Ｓ１０２と、エンコーダー値取得工程Ｓ１０４と、モーター停止判断工程Ｓ１０６と、エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８と、を有する。

動力信号取得工程Ｓ１０２では、モーター４０１Ｍに流れるコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ（コイル電流に基づく動力信号）を取得する。エンコーダー値取得工程Ｓ１０４では、エンコーダー値Ｅを取得する。モーター停止判断工程Ｓ１０６では、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが、モーター４０１Ｍが停止していると判断するための停止判断条件を満たすとき、モーター４０１Ｍが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する。エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、モーター停止信号が出力されていて、かつ、エンコーダー値Ｅから、モーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるとき、エンコーダー４２１が故障していると判断する。

このような構成によれば、モーター４０１Ｍの回転軸が停止しているときでも、動作指令値Ｍに基づくことなく、コイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗに基づいてモーター４０１Ｍの停止を判断することができる。このため、ロボット監視装置８２は、動力信号からモーター４０１Ｍが停止していることの裏付けを取ることができ、モーター４０１Ｍの回転軸が停止しているときでも、エンコーダー４２１の故障を検出することができる。これにより、エンコーダー４２１として非セーフティーエンコーダーを用いた場合であっても、ロボット安全規格に規定されている安全要求事項に対応する安全機能を提供可能なロボット監視装置８２を実現することができる。その結果、ロボットシステム１において低コスト化と高い安全性能とを両立することができる。

また、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法では、動力信号取得工程Ｓ１０２で取得する動力信号が、Ｕ相に関するコイル電流ＣＣｕの電流値Ｉｕ、Ｖ相に関するコイル電流ＣＣｖの電流値Ｉｖ、および、Ｗ相に関するコイル電流ＣＣｗの電流値Ｉｗ、を含んでいてもよい。

これにより、モーター停止判断工程Ｓ１０６では、モーター４０１Ｍの回転状態を確実に反映している動力信号に基づいて、モーター４０１Ｍが停止しているか否かを判断することができる。つまり、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、モーター４０１Ｍの回転状態を直接的に反映しているといえるため、これらを判断材料として用いることにより、動作指令値Ｍを参照することなく、モーター４０１Ｍが停止しているか否かを確実に判断することができる。これにより、エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、エンコーダー４２１が故障しているか否かの判断の信頼性が高められる。

また、本実施形態に係るエンコーダーの故障診断方法では、動力信号取得工程Ｓ１０２で取得する動力信号が、Ｕ相に関するコイル電流ＣＣｕの電流値Ｉｕの変化量ＴＩｕ、Ｖ相に関するコイル電流ＣＣｖの電流値Ｉｖの変化量ＴＩｖ、および、Ｗ相に関するコイル電流ＣＣｗの電流値Ｉｗの変化量ＴＩｗ、を含んでいる。

動力信号が電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを含む場合と同様、動力信号がこのような電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの変化量ＴＩｕ、ＴＩｖ、ＴＩｗを含むことにより、モーター停止判断工程Ｓ１０６では、モーター４０１Ｍの回転状態を確実に反映している動力信号に基づいて、モーター４０１Ｍが停止しているか否かを判断することができる。これにより、エンコーダー故障判断工程Ｓ１０８では、エンコーダー４２１が故障しているか否かの判断の信頼性が高められる。

また、本実施形態に係るロボット監視装置８２は、モーター４０１Ｍと、エンコーダー４２１と、を備えるロボット２の動作を監視する。ロボット監視装置８２は、動力信号取得部８２２と、エンコーダー値取得部８２４と、モーター停止判断部８２６と、エンコーダー故障判断部８２８と、を備える。動力信号取得部８２２は、モーター４０１Ｍに流れるコイル電流ＣＣｕ、ＣＣｖ、ＣＣｗの電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ（コイル電流に基づく動力信号）を取得する。エンコーダー値取得部８２４は、エンコーダー値Ｅを取得する。また、電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが、モーター４０１Ｍが停止していると判断するための停止判断条件を満たすとき、モーター停止判断部８２６は、モーター４０１Ｍが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する。さらに、モーター停止信号が出力されていて、かつ、エンコーダー値Ｅから、モーター４０１Ｍの回転軸が回転していると判断されるとき、エンコーダー故障判断部８２８は、エンコーダー４２１が故障していると判断する。

このような構成によれば、モーター４０１Ｍの回転軸が停止しているときでも、動作指令値Ｍに基づくことなく、エンコーダー４２１の故障を検出可能なロボット監視装置８２を実現することができる。これにより、エンコーダー４２１として非セーフティーエンコーダーを用いた場合であっても、ロボット安全規格に規定されている安全要求事項に対応する安全機能を提供可能なロボット監視装置８２を実現することができる。その結果、ロボットシステム１において低コスト化と高い安全性能とを両立することができる。

以上、本発明のエンコーダーの故障診断方法、ロボット監視装置およびロボットシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、これらの本発明は、前記実施形態に限定されない。

例えば、本発明のロボット監視装置およびロボットシステムは、前記実施形態の各部の構成を、同様の機能を有する任意の構成に置換したものであってもよく、前記実施形態に他の任意の構成物が付加されたものであってもよい。

また、本発明のエンコーダーの故障診断方法は、前記実施形態に任意の目的の工程が付加されたものであってもよい。

１…ロボットシステム、１Ａ…ロボットシステム、２…ロボット、４…基台、８…ロボット制御装置、９…交流電源、１０…ロボットアーム、１１…第１アーム、１２…第２アーム、１３…第３アーム、１４…第４アーム、１５…第５アーム、１６…第６アーム、８１…ロボットコントローラー、８２…ロボット監視装置、８５…動力遮断部、８６…コンバーター部、９１…電力供給路、１０１…床、１７１…第１関節部、１７２…第２関節部、１７３…第３関節部、１７４…第４関節部、１７５…第５関節部、１７６…第６関節部、３０１…駆動制御部、３０１Ａ…駆動制御部、３０２…駆動制御部、３０３…駆動制御部、３０４…駆動制御部、３０５…駆動制御部、３０６…駆動制御部、３１２…インバーター部、３１３…スイッチング素子、３１４…制御回路、３１６Ｌ…発光素子、３１６Ｐ…受光素子、３１６ｕ…パルス幅検出部、３１６ｖ…パルス幅検出部、３１６ｗ…パルス幅検出部、３１７ｕ…電流値検出部、３１７ｖ…電流値検出部、３１７ｗ…電流値検出部、４０１…駆動部、４０１Ｍ…モーター、４０１ｕ…Ｕ相コイル、４０１ｖ…Ｖ相コイル、４０１ｗ…Ｗ相コイル、４０２…駆動部、４０２Ｍ…モーター、４０３…駆動部、４０３Ｍ…モーター、４０４…駆動部、４０４Ｍ…モーター、４０５…駆動部、４０５Ｍ…モーター、４０６…駆動部、４０６Ｍ…モーター、４１１…角度センサー、４１２…角度センサー、４１３…角度センサー、４１４…角度センサー、４１５…角度センサー、４１６…角度センサー、４２１…エンコーダー、８２２…動力信号取得部、８２４…エンコーダー値取得部、８２６…モーター停止判断部、８２８…エンコーダー故障判断部、８３０…遮断信号出力部、８６２…ブリッジダイオード、８６４…平滑コンデンサー、９１２…プロセッサー、９１４…メモリー、９１６…外部インターフェース、９２２…プロセッサー、９２４…メモリー、９２６…外部インターフェース、ＡＤＣ…絶縁型Ａ／Ｄ変換部、ＡＭＰ…アンプ、Ｂ…遮断信号、ＣＣｕ…コイル電流、ＣＣｖ…コイル電流、ＣＣｗ…コイル電流、Ｅ…エンコーダー値、ＥＶｕ…等価電圧、ＥＶｖ…等価電圧、ＥＶｗ…等価電圧、ＧＮＤ…グランド電位、Ｉｕ…電流値、Ｉｖ…電流値、Ｉｗ…電流値、Ｌ１ｕ…Ｕ相動力線、Ｌ１ｖ…Ｖ相動力線、Ｌ１ｗ…Ｗ相動力線、Ｌ２ｕ…Ｕ相分岐線、Ｌ２ｖ…Ｖ相分岐線、Ｌ２ｗ…Ｗ相分岐線、Ｌ３ｕ…Ｕ相電流検出線、Ｌ３ｖ…Ｖ相電流検出線、Ｌ３ｗ…Ｗ相電流検出線、Ｍ…動作指令値、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸、ＰＣ…フォトカプラー、ＰＷＣ…パルス幅計測部、ＰＷｕ…パルス幅、ＰＷｖ…パルス幅、ＰＷｗ…パルス幅、Ｒ１…入力側抵抗、Ｒ２…シャント抵抗、Ｒ３…シャント抵抗、Ｓ１０２…動力信号取得工程、Ｓ１０４…エンコーダー値取得工程、Ｓ１０６…モーター停止判断工程、Ｓ１０８…エンコーダー故障判断工程、Ｓ１１０…動力遮断工程、ＴＩｕ…変化量、ＴＩｖ…変化量、ＴＩｗ…変化量、ＴＰＷｕ…変化量、ＴＰＷｖ…変化量、ＴＰＷｗ…変化量、Ｖｕ…駆動パルス電圧、Ｖｖ…駆動パルス電圧、Ｖｗ…駆動パルス電圧

Claims (3)

1. 関節部を有するロボットアームの前記関節部に設けられるモーターの回転軸の回転を検
   出し、エンコーダー値を出力する機能を有するエンコーダーの故障を診断する方法であっ
   て、
   前記モーターの動力信号を取得する工程と、
   前記エンコーダー値を取得する工程と、
   前記動力信号が、前記モーターが停止していると判断するための停止判断条件を満たす
   とき、前記モーターが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する工程と、
   前記モーター停止信号が出力されていて、かつ、前記エンコーダー値から、前記モータ
   ーの回転軸が回転していると判断されるとき、前記エンコーダーが故障していると判断す
   る工程と、
   を有し、
   前記動力信号は、前記モーターに供給されるパルス幅変調電圧または前記モーターに流
   れるコイル電流であり、
   前記モーターは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相で構成される３相の前記パルス幅変調電圧で駆
   動されるブラシレスモーターであり、
   前記動力信号は、
   （ａ）前記Ｕ相に関する前記パルス幅変調電圧のパルス幅、前記Ｖ相に関する前記パルス
   幅変調電圧のパルス幅、および、前記Ｗ相に関する前記パルス幅変調電圧のパルス幅、
   （ｂ）前記Ｕ相に関する前記パルス幅変調電圧のパルス幅の変化量、前記Ｖ相に関する前
   記パルス幅変調電圧のパルス幅の変化量、および、前記Ｗ相に関する前記パルス幅変調電
   圧のパルス幅の変化量、
   （ｃ）前記Ｕ相に関する前記コイル電流の波形変化量、前記Ｖ相に関する前記コイル電流
   の波形変化量、および、前記Ｗ相に関する前記コイル電流の波形変化量、
   のいずれかを含むことを特徴とするエンコーダーの故障診断方法。
2. 関節部を備えるロボットアームと、前記関節部に設けられるモーターと、前記モーター
   の回転軸の回転を検出し、エンコーダー値を出力する機能を有するエンコーダーと、を備
   えるロボットの動作を監視するロボット監視装置であって、
   前記モーターの動力信号を取得する動力信号取得部と、
   前記エンコーダー値を取得するエンコーダー値取得部と、
   前記動力信号が、前記モーターが停止していると判断するための停止判断条件を満たす
   とき、前記モーターが停止していると判断し、モーター停止信号を出力する機能を有する
   モーター停止判断部と、
   前記モーター停止信号が出力されていて、かつ、前記エンコーダー値から、前記モータ
   ーの回転軸が回転していると判断されるとき、前記エンコーダーが故障していると判断す
   る機能を有するエンコーダー故障判断部と、
   を備え、
   前記動力信号は、前記モーターに供給されるパルス幅変調電圧または前記モーターに流
   れるコイル電流であり、
   前記モーターは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相で構成される３相の前記パルス幅変調電圧で駆
   動されるブラシレスモーターであり、
   前記動力信号は、
   （ａ）前記Ｕ相に関する前記パルス幅変調電圧のパルス幅、前記Ｖ相に関する前記パルス
   幅変調電圧のパルス幅、および、前記Ｗ相に関する前記パルス幅変調電圧のパルス幅、
   （ｂ）前記Ｕ相に関する前記パルス幅変調電圧のパルス幅の変化量、前記Ｖ相に関する前
   記パルス幅変調電圧のパルス幅の変化量、および、前記Ｗ相に関する前記パルス幅変調電
   圧のパルス幅の変化量、
   （ｃ）前記Ｕ相に関する前記コイル電流の波形変化量、前記Ｖ相に関する前記コイル電流
   の波形変化量、および、前記Ｗ相に関する前記コイル電流の波形変化量、
   のいずれかを含むことを特徴とするロボット監視装置。
3. 前記ロボットと、
   前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラーと、
   請求項２に記載のロボット監視装置と、
   を有することを特徴とするロボットシステム。