ロボットと加工機のインターロック信号 — 干渉領域外はプログラムでなく位置から出す（サンプル）

最終更新: 2026-09-23 ／カテゴリ: サンプル・タイミングチャート／この記事は日本語のみです。

PLC で動く加工機（専用機）から、ロボットが加工済みのワークを取り出すときの信号のやり取りです。いちばん取り違えやすいのは干渉領域外の 1 本で、作り方を誤ると、ロボットが中にいるのに加工機が扉を閉めます。図は取り出し 1 回ぶんで、治具のクランプを開くやり取りと、次のワークの投入は省いています。

この信号は 1 系統の配線なので、天絡や入力ユニットの故障はすぐには見つかりません。人の安全には使わず、安全柵の扉スイッチと非常停止は安全リレー（安全 PLC）に入れます。

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ブラウザで動く無料のエディタが新しいタブで開き、このチャートが読み込まれます。インストールも登録も要らず、入力した内容はどこにも送信されません。書き換えても、このページのサンプルは変わりません。JSON は、エディタで開き直したり AI に渡したりするときの元データです。

ロボットと加工機の取出インターロックのタイミングチャート。bUnloadWait（取出待ち）が ON の状態で bDoorOpenEnd（扉開端）が ON になり、bUnloadPermit（取出許可）が ON。それを受けてロボットが入り bRobotClear（干渉領域外）が OFF、3.5 秒後に出て ON に戻る。干渉領域外の ON を受けて bUnloadDone（取出完了）が ON、それを受けて取出待ちが OFF、取出待ちの OFF で取出許可が OFF、それを受けて取出完了が OFF。変化どうしが点線の矢印でつながっている。 — 加工機（マスター）とロボット（スレーブ）。矢印はきっかけになる変化だけを結んでいる。ON のままであることが条件のもの（取出待ち・自動運転中）と、ロボットが中で動く 3.5 秒は、行の説明に書いた。

1. 登場する信号

信号	出す側	意味
`bUnloadWait`	加工機（内部）	取出待ち。加工完了で ON、取出完了で OFF にする記憶
`bDoorOpenEnd`	加工機（内部）	扉の開端センサ
`bUnloadPermit`	加工機 → ロボット	取出許可
`bRobotClear`	ロボット → 加工機	干渉領域外。ハンドと持っているワークが、扉の閉まる範囲と加工室の外にいるとき ON
`bUnloadDone`	ロボット → 加工機	取出完了。ワークを持って干渉領域を出たことを知らせる

このほか、自動運転中・異常・ロボット原位置などもやり取りするのがふつうです（この図では省いています）。

2. 図の読み方

1 目盛りは 0.5 秒です。ロボットが中にいる 3.5 秒（扉の前から治具まで 1 秒、掴んで持ち上げるまで 1 秒、引き抜いて出るまで 1.5 秒）は試運転で測って直す値で、それ以外の変化の間隔は順番を見せるためのものです。

S1 → S3：扉が開端に着くと取出許可が出て、ロボットは許可を確かめてから入ります。取出待ちと自動運転中も許可の条件です（ON のままなので矢印にはなりません）。
S10 → S11：ワークを持って出たら、ロボットは取出完了を出します。
S11 → S14：取出完了で取出待ちを消し、それで取出許可が落ち、ロボットは取出完了を落とします。要求と完了の 4 つの変化と同じ形で、このあと加工機は投入待ちに進みます。

3. この形にしている理由

干渉領域外は、ロボットコントローラの干渉領域の機能で、外にいるとき ON で出す ロボットのプログラムの途中で出力を ON / OFF する作りだと、手動運転やティーチングでロボットを加工機に入れても信号は変わりません。位置から出す機能（名前はメーカーごとに違います）を使えば、手で入れても OFF になります。多くの機種では判定がツール先端の 1 点なので、領域の箱はハンドとワークが張り出すぶん広げて設定します。形で判定するのは安全機能（位置監視）の側で、別の機能です。向きを「外にいるとき ON」にしておくと、断線や電源断のように信号が消える故障は「中にいる」と同じに見え、加工機は動かない側に倒れます。向きはロボット側の設定で確かめます。論理が逆のまま試運転に来ることがあります。ネットワークで受けるなら、通信異常のときに入力をクリアする設定にするか、通信正常のビットと AND をとります。直前の値を保持する設定のままだと、通信が切れても ON が残ります。
ロボットのいる場所に入ってくる動きには、いつも干渉領域外を条件に入れる 扉閉、主軸や加工ユニットの起動、軸の移動がそうです。ハンドシェイクの順番だけに頼ると、順番の外でロボットが入っていても、加工機は扉を閉めてしまいます。クランプやチャックは、ロボットが中にいる間はロボットからの要求（クランプ開要求など）でだけ動かし、それ以外のときは干渉領域外を条件にします。自動運転中に「取出許可が OFF なのに干渉領域外が OFF になった」ときは異常にし、手動中は「ロボット進入中」と表示するだけにします（手で入れるたびに異常が出ると、監視ごと外されます）。
取出許可は「取出待ち」の記憶を条件にし、ロボット側の進入禁止にもつなぐ 扉開端だけを条件にすると、取出完了が落ちた時点でも扉は開いたままなので、許可がもう一度出て、ロボットがまた入りに来ます。加工完了で立てて取出完了で消す記憶（図の bUnloadWait）を条件に入れます。手動に切り替えられた、アラームで止まった、というときは途中でも許可を落とします。干渉領域の機能には多くの機種で進入を禁止する入力があり、ここに取出許可をつなぐと、手で動かしても領域の境界で止まります。加工機だけを動かすときは鍵付きの切り離しスイッチで、この入力を禁止に固定します。入ったあとで許可が落ちたときにロボットが止まるのか出てくるのかは、ロボット側で決めて仕様書に書いておきます。決まっていないと、試運転で初めて分かります。
取出完了は「ワークを持って出た」の意味にする 干渉領域外だけでは、ワークを持って出たのか、掴み損ねて空で出たのかが分かりません。掴み損ねたときは完了を出さず、ロボット側の異常にします。掴んだ時点で完了を出すと、ロボットがまだ中にいるうちに加工機が次へ進みます。

4. ロボットが来ない・出てこないとき

取出許可 ON → 干渉領域外 OFF：上限を置かず、「ロボット待ち」と表示するだけにします。ロボットがもう 1 台の加工機を回っている、ワークの供給を待っている、は普通に起きます
干渉領域外 OFF → 干渉領域外 ON：10 秒（中にいる 3.5 秒のおよそ 3 倍）。超えたら異常として止め、扉は閉めません
干渉領域外 ON → 取出完了 ON：1 秒。来なければ、空で出てきたとみなして異常にします
取出完了が来たとき、許可のあとで干渉領域外が一度も OFF になっていなければ異常です。信号が ON に張り付いています

加工機の異常はロボットへ「異常」の信号で伝え、取出許可を落とします。中で止まったロボットを原位置へ戻して再開する手順は、この図とは別に、タイミングチャートかフローチャートで描きます。

5. ほかの設備への読み替え

設備	取出許可の条件（取出待ちのほかに）	干渉領域外にあたる信号の呼び名
PLC で動く専用機（この図）	扉開端	干渉領域外
工作機械（NC 旋盤・マシニングセンタ）	扉開端・主軸停止・刃物台や主軸頭が退避位置。加工機側の信号は、工作機械メーカーのロボット接続の仕様（外部 I/O と M コード）に合わせる	干渉領域外・退避完了
射出成形機	型開完了。エジェクタの前進・後退は、ロボットが型の中に入ってからの入れ子のやり取り。信号は規格や成形機メーカーの信号表で決まっていることが多い	型閉許可
プレス	上死点停止（一行程のとき。連続運転ではクランク角の範囲）	退避完了

1 回の進入で取出と投入をまとめて行う（ダブルハンドで交換する）なら、ロボットが出るのは交換のあとの 1 回です。完了を取出と投入に分けるなら、取出完了の意味は「古いワークを治具から外した」に変わり、加工機が次へ進むのは、干渉領域外が ON になって投入完了が来てからです。分けておくと、途中で止まったときに、どちらまで済んだかが加工機から分かります。

エディタでの書き換え方は、ハンドシェイクのサンプルの「自分の設備に合わせる」と同じです。

このサンプルを作ったツール

Timing Chart Editor — 上の図とサンプルの JSON は、このエディタで作って書き出したものです。
Flowchart Editor — チャートの矢印を、待ちと処理の順番に置き換えます。