特許 7548002 ロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20240903BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 J

B25J19/06

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020216485

(22)【出願日】2020-12-25

(65)【公開番号】P2022102023

(43)【公開日】2022-07-07

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大輔

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１２１３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０９１０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０２１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４４４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５８４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／２１３１６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８ － １９／４１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１アームおよび第２アームと、前記第１アームの位置を検出する第１位置検出部と、前記第２アームの位置を検出する第２位置検出部と、を有するロボットアームと、
前記第１位置検出部および前記第２位置検出部が出力した位置情報に基づいて前記ロボットアームの駆動を制御する駆動制御部と、
前記位置情報に基づいて、前記ロボットアームの作動が正常か否かを判断する監視部と、
前記駆動制御部および前記第１位置検出部と、前記駆動制御部および前記第２位置検出部と、をそれぞれ接続し、半二重通信を行う第１通信線と、
前記監視部および前記駆動制御部と、前記監視部および前記第１位置検出部と、前記監視部および前記第２位置検出部と、をそれぞれ接続し、半二重通信を行う第２通信線と、を備え、
前記駆動制御部は、前記第１通信線を介した前記第１位置検出部との第１通信と、前記第２通信線を介した前記第２位置検出部との第２通信とを、時間的に重複して行うことを特徴とするロボットシステム。

【請求項2】

前記第１通信と前記第２通信とは、制御周期が半周期ずれている請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記第１通信の開始時間と、前記第２通信の開始時間とは、一致しており、かつ、前記第１通信の終了時間と、前記第２通信の終了時間とは、一致している請求項１または２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記監視部は、前記ロボットアームの作動が正常ではないと判断した場合、前記ロボットアームの作動を停止させる請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記第２通信線は、二重化されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記ロボットアームは、前記第１アームおよび前記第２アームよりも手先側に位置する第３アームと、前記第３アームの位置を検出する第３位置検出部と、を備え、
前記第３位置検出部には、前記第１通信線および前記第２通信線のうちの一方のみが接続されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記第２通信線は、二重化されており、
前記第３位置検出部には、前記第１通信線が接続されている請求項６に記載のロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、工場では人件費の高騰や人材不足により、各種ロボットやそのロボット周辺機器によって、人手で行われてきた作業の自動化が加速している。例えば特許文献１に記載されたロボットは、ロボットアームと、ロボットアームを駆動するエンコーダーが内蔵された複数のモーターと、各モーターにそれぞれ接続されたサーボドライブと、各サーボドライブへの通電条件を制御するコントローラーと、各モーターの作動を監視する速度監視器と、を備える。

【0003】

また、特許文献１では、速度監視器は、各サーボドライブと１本の配線でそれぞれ接続されている。また、コントローラーは、各サーボドライブのうちの１つと配線で接続され、かつ、各サーボドライブがそれぞれ直列接続となるよう複数の配線で接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－３５４８５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の構成では、速度監視器が各サーボドライブと１本の配線でそれぞれ接続されているため、配線の本数が多くなってしまう。さらに、特許文献１の構成では、コントローラーおよび速度監視器が各モーターの位置情報を取得し終わるまでに時間がかかってしまう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のロボットシステムは、第１アームおよび第２アームと、前記第１アームの位置を検出する第１位置検出部と、前記第２アームの位置を検出する第２位置検出部と、を有するロボットアームと、
前記第１位置検出部および前記第２位置検出部が出力した位置情報に基づいて前記ロボットアームの駆動を制御する駆動制御部と、
前記位置情報に基づいて、前記ロボットアームの作動が正常か否かを判断する監視部と、
前記駆動制御部および前記第１位置検出部と、前記駆動制御部および前記第２位置検出部と、をそれぞれ接続し、半二重通信を行う第１通信線と、
前記監視部および前記駆動制御部と、前記監視部および前記第１位置検出部と、前記監視部および前記第２位置検出部と、をそれぞれ接続し、半二重通信を行う第２通信線と、を備え、
前記駆動制御部は、前記第１通信線を介した前記第１位置検出部との第１通信と、前記第２通信線を介した前記第２位置検出部との第２通信とを、時間的に重複して行うことを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明のロボットシステムの第１実施形態の概略構成図である。

【図2】図１に示すロボットシステムの機能ブロック図である。

【図3】図１に示すエンコーダーの機能ブロック図である。

【図4】図１に示す駆動制御部および監視部の機能ブロック図である。

【図5】図１に示すエンコーダー、駆動制御部および監視部の接続方式を説明するための図である。

【図6】図１に示すエンコーダー、駆動制御部および監視部の通信タイミングを示すタイミングチャートである。

【図7】本発明のロボットシステムの第２実施形態が備えるエンコーダー、駆動制御部および監視部の接続方式を説明するための図である。

【図8】図７に示すエンコーダーの機能ブロック図である。

【図9】図７に示す駆動制御部および監視部の機能ブロック図である。

【図10】図７に示すエンコーダー、駆動制御部および監視部の通信タイミングを示すタイミングチャートである。

【図11】本発明のロボットシステムの第３実施形態が備えるエンコーダー、駆動制御部および監視部の接続方式を説明するための図である。

【図12】本発明のロボットシステムの第４実施形態が備えるエンコーダー、駆動制御部および監視部の通信タイミングを示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明のロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0009】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットシステムの第１実施形態の概略構成図である。図２は、図１に示すロボットシステムの機能ブロック図である。図３は、図１に示すエンコーダーの機能ブロック図である。図４は、図１に示す駆動制御部および監視部の機能ブロック図である。図５は、図１に示すエンコーダー、駆動制御部および監視部の接続方式を説明するための図である。図６は、図１に示すエンコーダー、駆動制御部および監視部の通信タイミングを示すタイミングチャートである。

【0010】

また、図１では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」とも言う。また、ｚ軸回りの方向およびｚ軸に平行な軸回りの方向を「ｕ方向」とも言う。

【0011】

また、以下では、説明の便宜上、図１中のｚ軸の矢印の先端側、すなわち、上側を「上」または「上方」とも言い、基端側、すなわち、下側を「下」または「下方」とも言う。また、ロボットアーム２０については、図１中の基台２１側を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター２５側を「先端」と言う。また、図１中のｚ軸方向、すなわち、上下方向を「鉛直方向」とし、ｘ軸方向およびｙ軸方向を「水平方向」とする。

【0012】

図１および図２に示すロボットシステム１００は、例えば、電子部品および電子機器等のワークの保持、搬送、組立ておよび検査等の作業で用いられる装置である。ロボットシステム１００は、ロボット２と、ロボット２に対して動作プログラムを教示する教示装置３と、を備える。

【0013】

まず、ロボット２について説明する。
ロボット２は、図示の構成では、水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットである。図１に示すように、ロボット２は、基台２１と、基台２１に接続されたロボットアーム２０と、エンドエフェクター２５と、力検出部２６と、これら各部の作動を制御する駆動制御部８Ａと、を有する。

【0014】

基台２１は、ロボットアーム２０を支持する部分である。基台２１には、後述する駆動制御部８Ａが内蔵されている。また、基台２１の任意の部分には、ロボット座標系の原点が設定されている。なお、図１に示すｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、ロボット座標系の軸である。

【0015】

ロボットアーム２０は、アーム２２と、アーム２３と、作業ヘッドであるアーム２４と、を備えている。

【0016】

なお、ロボット２は、図示の構成に限定されず、アームの数は、２つであってもよく、４つ以上であってもよい。

【0017】

また、ロボット２は、アーム２２を基台２１に対して回転させる駆動ユニット４と、アーム２３をアーム２２に対して回転させる駆動ユニット５と、アーム２４のシャフト２４１をアーム２３に対して回転させるｕ駆動ユニット６と、シャフト２４１をアーム２３に対してｚ軸方向に移動させるｚ駆動ユニット７と、を備えている。

【0018】

図１および図２に示すように、駆動ユニット４は、アーム２２の筐体２２０内に内蔵されており、駆動力を発生するモーター４１と、モーター４１の駆動力を減速する減速機４２と、モーター４１または減速機４２の回転軸の回転量を検出する第１エンコーダー９Ａとを有している。ここで、回転量とは、一回転内における基準位置からの角度および回転数のいずれか一方、または両方を意味する。

【0019】

駆動ユニット５は、アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター５１と、モーター５１の駆動力を減速する減速機５２と、モーター５１または減速機５２の回転軸の回転量を検出する第２エンコーダー９Ｂとを有している。

【0020】

ｕ駆動ユニット６は、アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター６１と、モーター６１の駆動力を減速する減速機６２と、モーター６１または減速機６２の回転軸の回転量を検出する第３エンコーダー９Ｃとを有している。

【0021】

ｚ駆動ユニット７は、アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター７１と、モーター７１の駆動力を減速する減速機７２と、モーター７１または減速機７２の回転軸の回転量を検出する第４エンコーダー９Ｄとを有している。

【0022】

モーター４１、モーター５１、モーター６１およびモーター７１としては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いることができる。モーター４１、モーター５１、モーター６１およびモーター７１は、それぞれ、対応する図示しないモータードライバーに接続されており、モータードライバーを介して駆動制御部８Ａにより制御される。

【0023】

また、減速機４２、減速機５２、減速機６２および減速機７２としては、例えば、遊星ギア型の減速機、波動歯車装置等を用いることができる。

【0024】

基台２１は、例えば、ボルト等によって力検出部２６を介して図示しない床面に固定されている。基台２１の上端部にはアーム２２が連結されている。アーム２２は、基台２１に対して鉛直方向に沿う第１軸Ｏ１回りに回転可能となっている。アーム２２を回転させる駆動ユニット４が駆動すると、アーム２２が基台２１に対して第１軸Ｏ１回りに水平面内で回転する。また、この回転の際、第１エンコーダー９Ａにより、基台２１に対するアーム２２の回転量を検出することができる。

【0025】

また、アーム２２の先端部には、アーム２３が連結されている。アーム２３は、アーム２２に対して鉛直方向に沿う第２軸Ｏ２回りに回転可能となっている。第１軸Ｏ１の軸方向と第２軸Ｏ２の軸方向とは同一である。すなわち、第２軸Ｏ２は、第１軸Ｏ１と平行である。アーム２３を回転させる駆動ユニット５が駆動すると、アーム２３がアーム２２に対して第２軸Ｏ２回りに水平面内で回転する。この回転の際、第２エンコーダー９Ｂにより、アーム２２に対するアーム２３の回転量を検出することができる。

【0026】

また、アーム２３の先端部には、アーム２４が設置、支持されている。アーム２４は、シャフト２４１を有している。シャフト２４１は、アーム２３に対して、鉛直方向に沿う第３軸Ｏ３回りに回転可能であり、かつ、上下方向に移動可能となっている。このシャフト２４１は、ロボットアーム２０の最も先端のアームである。

【0027】

シャフト２４１を回転させるｕ駆動ユニット６が駆動すると、シャフト２４１は、ｚ軸回りに回転する。この回転の際、第３エンコーダー９Ｃにより、アーム２３に対するシャフト２４１の回転量が検出できるようになっている。

【0028】

また、シャフト２４１をｚ軸方向に移動させるｚ駆動ユニット７が駆動すると、シャフト２４１は、上下方向、すなわち、ｚ軸方向に移動する。この移動の際、第４エンコーダー９Ｄにより、アーム２３に対するシャフト２４１のｚ軸方向の移動量を検出することができる。

【0029】

また、ロボット２では、シャフト２４１の先端を制御点ＴＣＰとし、この制御点ＴＣＰを原点とした先端座標系が設定されている。また、この先端座標系は、前述したロボット座標系とキャリブレーションが済んでおり、先端座標系での位置をロボット座標系に変換することができる。これにより、制御点ＴＣＰの位置を、ロボット座標系で特定することができる。

【0030】

また、シャフト２４１の先端部には、各種のエンドエフェクターが着脱可能に連結される。エンドエフェクターとしては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するもの、検査に使用するもの等が挙げられる。本実施形態では、エンドエフェクター２５が着脱可能に連結される。

【0031】

なお、エンドエフェクター２５は、本実施形態では、ロボット２の構成要素になっていないが、エンドエフェクター２５の一部または全部がロボット２の構成要素になっていてもよい。

【0032】

図１に示すように、力検出部２６は、ロボット２に加わる力、すなわち、ロボットアーム２０および基台２１に加わる力を検出するものである。力検出部２６は、本実施形態では、基台２１の下方、すなわち、ｚ軸負方向に設けられており、基台２１を下方から支持している。

【0033】

力検出部２６は、例えば、水晶等の圧電体で構成され、外力を受けると電荷を出力する複数の素子を有する構成とすることができる。また、駆動制御部８Ａは、この電荷量に応じて、ロボットアーム２０が受けた外力の値に変換することができる。また、このような圧電体であると、設置する向きに応じて、外力を受けた際に電荷を発生させることができる向きを調整可能である。

【0034】

次に、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄについて説明する。
なお、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄは、回転量を検出する対象のモーターが異なること以外は同様の構成であるため、以下、第１エンコーダー９Ａについて代表的に説明する。

【0035】

図３に示すように、第１エンコーダー９Ａは、制御部９１と、制御部９２と、検出部９３と、Ｉ／Ｏインターフェース９４と、Ｉ／Ｏインターフェース９５と、Ｉ／Ｏインターフェース９６と、Ｉ／Ｏインターフェース９７と、コネクター９８と、コネクター９９と、を備える。

【0036】

制御部９１および制御部９２は、プロセッサーと、メモリーと、を有する。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。メモリーは、プロセッサーが実行可能な各種プログラム等を保存する。メモリーとしては、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、揮発領域と不揮発領域とを有するメモリー等が挙げられる。

【0037】

検出部９３は、例えば、モーター４１の回転軸に接続された図示しないスケールと、スケールの回転を読み取る図示しない光学素子と、を有する。検出部９３は、スケールの回転量に応じた信号を制御部９１および制御部９２に出力する。なお、検出部９３における検出方式は、光学式、磁気式等、特に問わない。

【0038】

また、本実施形態では、検出部９３は、異なる検出方式での検出結果を制御部９１および制御部９２に出力する。これにより、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄの信頼性を高めることができる。

【0039】

制御部９１および制御部９２は、検出部９３から出力された信号を受信し、モーター４１の回転量を算出する。この算出結果が、アーム２２の位置情報である。

【0040】

Ｉ／Ｏインターフェース９４は、第１通信線１０Ａを介して駆動制御部８Ａと通信を行い、要求信号を受信し、制御部９１に入力する。要求信号とは、駆動制御部８Ａが出力し、位置信号を要求する信号である。

【0041】

Ｉ／Ｏインターフェース９５は、第１通信線１０Ａを介して駆動制御部８Ａと通信を行い、制御部９１から出力された応答信号、すなわち、位置信号を出力信号として駆動制御部８Ａに送信する。

【0042】

Ｉ／Ｏインターフェース９６は、第２通信線１０Ｂを介して監視部８Ｂと通信を行い、要求信号を受信し、制御部９２に入力する。

【0043】

Ｉ／Ｏインターフェース９７は、第２通信線１０Ｂを介して監視部８Ｂと通信を行い、制御部９２から出力された応答信号、すなわち、位置信号を出力信号として監視部８Ｂに送信する。

【0044】

Ｉ／Ｏインターフェース９４～Ｉ／Ｏインターフェース９７は、駆動制御部８Ａまたは監視部８Ｂとパケット通信を行う。この通信方式は、シリアル通信である。すなわち、第１通信線１０Ａおよび第２通信線１０Ｂは、送受信を時分割で行う半二重通信を行うものである。これにより、第１通信線１０Ａおよび第２通信線１０Ｂが、パラレル通信を行う構成に比べ、第１通信線１０Ａおよび第２通信線１０Ｂの配線数を減らすことができる。

【0045】

コネクター９８は、第１通信線１０Ａが接続される接続部である。また、コネクター９８は、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0046】

コネクター９９は、第２通信線１０Ｂが接続される接続部である。また、コネクター９９は、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0047】

次に、駆動制御部８Ａについて説明する。
図４に示すように、駆動制御部８Ａは、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄから受信した位置情報に基づいて、ロボットアーム２０の作動を制御する。具体的には、制御部８１１と、制御部８１２と、インバーター８１３と、電源回路８１４と、Ｉ／Ｏインターフェース８１５と、Ｉ／Ｏインターフェース８１６と、Ｉ／Ｏインターフェース８１７と、Ｉ／Ｏインターフェース８１８と、コネクター８１９と、コネクター８２０と、コネクター８２１と、を有する。

【0048】

制御部８１１および制御部８１２は、それぞれ、プロセッサーと、メモリーと、を有する。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵで構成され、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。メモリーは、プロセッサーが実行可能な各種プログラム等を保存する。

【0049】

制御部８１１は、アーム２２～アーム２４の位置制御および速度制御を行う。すなわち、要求信号を生成、出力し、応答信号を受信する。制御部８１１は、受信した応答信号を制御部８１２に出力する。

【0050】

制御部８１２は、例えば、教示装置３から入力された教示情報に基づいて、ロボットアーム２０の経路計画およびロボットアーム２０の軌道を生成する。そして、制御部８１２は、制御部８１１から入力された各アーム位置情報と、メモリーに記憶されているプログラムに基づいて、アーム２２～アーム２４を目標位置までどのように動作させるか、また、どの程度の速度で駆動するかを決定し、その位置指令および速度指令に関する信号を制御部８１１に出力する。

【0051】

そして、制御部８１１は、入力された位置指令および速度指令に基づいて、電源回路８１４から供給される電力をインバーター８１３で交流に変換し、モーター４１、モーター５１、モーター６１、およびモーター７１への通電条件を制御する。

【0052】

なお、制御部８１２は、位置指令および速度指令に関する信号を制御部８１１に出力するとともに、監視部８Ｂに出力する。

【0053】

Ｉ／Ｏインターフェース８１５は、第１通信線１０Ａを介して第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行い、位置情報を要求する要求信号をそれぞれ送信する。なお、Ｉ／Ｏインターフェース８１５が送信する要求信号は、制御部８１１で生成されるものであり、位置情報を駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂに送信するよう第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄに要求する信号である。

【0054】

Ｉ／Ｏインターフェース８１６は、第１通信線１０Ａを介して第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行い、位置情報の応答信号を受信し、制御部８１１に出力する。

【0055】

Ｉ／Ｏインターフェース８１７は、第２通信線１０Ｂを介して第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行い、位置情報を要求する要求信号をそれぞれ送信する。

【0056】

Ｉ／Ｏインターフェース８１８は、第２通信線１０Ｂを介して第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行い、位置情報の応答信号を受信し、制御部８１１に出力する。

【0057】

コネクター８１９は、第１通信線１０Ａが接続される接続部である。また、コネクター８１９は、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0058】

コネクター８２０は、第２通信線１０Ｂが接続される接続部である。また、コネクター８２０は、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0059】

コネクター８２１は、モーターへの信号線や、電力線等が接続される複数のポートを有する接続部である。

【0060】

図１および図２に示すように、駆動制御部８Ａは、本実施形態では、基台２１に内蔵されている。ただし、この構成に限定されず、基台２１の外側の任意の位置に設置される構成であってもよい。

【0061】

次に、監視部８Ｂについて説明する。
図４に示すように、監視部８Ｂは、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄから受信した位置情報が、正常か否かを判断する機能を有する。監視部８Ｂは、制御部８２２と、制御部８２３と、電源監視回路８２４と、電源遮断回路８２５と、Ｉ／Ｏインターフェース８２６と、Ｉ／Ｏインターフェース８２７と、コネクター８２８と、を有する。

【0062】

制御部８２２および制御部８２３は、それぞれ、プロセッサーと、メモリーと、を有する。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵで構成され、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。メモリーは、プロセッサーが実行可能な各種プログラム等を保存する。

【0063】

制御部８２２は、Ｉ／Ｏインターフェース８２６を介して受信した位置情報に基づいて、制御点ＴＣＰの位置および制御点ＴＣＰの速度を計算する。また、制御部８２２は、Ｉ／Ｏインターフェース８２６を介して受信した位置情報と、駆動制御部８Ａの制御部８１２から入力された位置指令の情報と、が一致しているか否かを判断する。すなわち、制御部８２２は、各アーム２２～アーム２４に対する位置指令に基づいて、各アーム２２～アーム２４が指令通りに移動したか否かを判断する。一致していないと判断した場合、ロボットの作動が正常ではないと見做し、電源遮断回路８２５に対して、ロボットアーム２０に対する電力の供給を停止するよう指令を送信する。また、制御部８２２は、算出した制御点ＴＣＰの速度が所定速度以下であるか否かを判断する。制御点ＴＣＰの速度が所定速度を超えたと判定した場合、ロボットの作動が正常ではないと見做し、電源遮断回路８２５に対して、ロボットアーム２０に対する電力の供給を停止するよう指令を送信する。

【0064】

このように監視部８Ｂは、ロボットアーム２０の作動が正常ではないと判断した場合、ロボットアーム２０の作動を停止させる。これにより、安全性を高めることができる。

【0065】

制御部８２３は、Ｉ／Ｏインターフェース８２７を介して受信した位置情報に基づいて、制御点ＴＣＰの位置および制御点ＴＣＰの速度を計算する。また、制御部８２３は、Ｉ／Ｏインターフェース８２７を介して受信した位置情報と、駆動制御部８Ａの制御部８１２から入力された位置指令の情報と、が一致しているか否かを判断する。この判断およびその後の制御動作は、制御部８２２と同様である。また、２つの制御部８２２および制御部８２３は、互いに正常であるか監視を行う。

【0066】

このように、２つの制御部８２２および制御部８２３で、ロボットアーム２０の作動が正常であるか否かを監視する。これにより、ロボット２を作動させる際の安全性を高めることができる。

【0067】

電源監視回路８２４は、電源から供給された電力が正常であるか否かを判断する。電源監視回路８２４は、電源から供給された電力が正常ではないと判断した場合、電源遮断回路８２５に対して、ロボットアーム２０に対する電力の供給を停止するよう指令を送信する。これにより、ロボットアーム２０の各部に例えば過剰な電力が供給されるのを防止することができる。よって、ロボット２を作動させる際の安全性を高めることができる。

【0068】

Ｉ／Ｏインターフェース８２６は、第２通信線１０Ｂを介して第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行い、位置情報の応答信号を受信し、制御部８２２に出力する。

【0069】

Ｉ／Ｏインターフェース８２７は、第２通信線１０Ｂを介して第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行い、位置情報の応答信号を受信し、制御部８２３に出力する。

【0070】

コネクター８２８は、第２通信線１０Ｂが接続される接続部である。また、コネクター８２８は、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0071】

次に、教示装置３について説明する。
図１および図２に示すように、教示装置３は、ロボットアーム２０の作動を制御する機能を有し、プロセッサー３１と、記憶部３２と、通信部３３と、表示部３４とを有する。教示装置３としては、特に限定されず、例えば、タブレット、パソコン、スマートフォン等が挙げられる。

【0072】

プロセッサー３１は、ＣＰＵ等で構成され、記憶部３２に記憶されている教示プログラム等の各種プログラムを読み出し、実行する。なお、教示プログラムは、教示装置３で生成されたものであってもよく、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の外部記録媒体から記憶されたものであってもよく、ネットワーク等を介して記憶されたものであってもよい。

【0073】

プロセッサー３１で生成された信号は、通信部３３を介してロボット２の駆動制御部８Ａに送信される。これにより、ロボットアーム２０が所定の作業を所定の条件で実行したりすることができる。また、プロセッサー３１は、図１に示す表示部３４の駆動を制御する。

【0074】

記憶部３２は、プロセッサー３１が実行可能な各種プログラム等を保存する。記憶部３２としては、例えば、ＲＡＭ等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、着脱式の外部記憶装置等が挙げられる。

【0075】

通信部３３は、例えば有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ等の外部インターフェースを用いて駆動制御部８Ａとの間で信号の送受信を行う。

【0076】

表示部３４は、表示画面を有する各種ディスプレイで構成されている。本実施形態では、一例としてタッチパネル式、すなわち、表示部３４が表示機能と入力操作機能とを備える構成として説明する。オペレーターが表示画面を触ると、プロセッサー３１は、所定の表示に切り替えたりする制御を行う。

【0077】

ただし、このような構成に限定されず、別途、入力操作部を備える構成であってもよい。この場合、入力操作部としては、例えば、マウス、キーボード等が挙げられる。また、タッチパネルと、マウス、キーボードを併用する構成であってもよい。

【0078】

ここで、図５に示すように、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄ、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂは、それぞれ、第１通信線１０Ａおよび第２通信線１０Ｂによって、接続されている。第１通信線１０Ａは、バス１０１Ａと、バス１０１Ａに接続された配線１０２Ａ、配線１０３Ａ、配線１０４Ａ、配線１０５Ａおよび配線１０６Ａと、を有する。第２通信線１０Ｂは、バス１０１Ｂと、バス１０１Ｂに接続された配線１０２Ｂ、配線１０３Ｂ、配線１０４Ｂ、配線１０５Ｂ、配線１０６Ｂおよび配線１０７Ｂと、を有する。

【0079】

配線１０２Ａは、バス１０１Ａと駆動制御部８Ａとを接続する。配線１０３Ａは、バス１０１Ａと第１エンコーダー９Ａとを接続する。配線１０４Ａは、バス１０１Ａと第２エンコーダー９Ｂとを接続する。配線１０５Ａは、バス１０１Ａと第３エンコーダー９Ｃとを接続する。配線１０６Ａは、バス１０１Ａと第４エンコーダー９Ｄとを接続する。

【0080】

配線１０２Ｂは、バス１０１Ｂと駆動制御部８Ａとを接続する。配線１０３Ｂは、バス１０１Ｂと第１エンコーダー９Ａとを接続する。配線１０４Ｂは、バス１０１Ｂと第２エンコーダー９Ｂとを接続する。配線１０５Ｂは、バス１０１Ｂと第３エンコーダー９Ｃとを接続する。配線１０６Ｂは、バス１０１Ｂと第４エンコーダー９Ｄとを接続する。配線１０７Ｂは、バス１０１Ｂと監視部８Ｂとを接続する。

【0081】

次に、図６に示すタイミングチャートを用いて、図５を参照しつつ、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄ、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂの通信タイミングについて説明する。なお、図６中「ｒｅｑ」は、要求信号を示し、「ｒｅｓｐ」は、応答信号を示す。また、監視部８Ｂのタイミングチャートにおける「ｒｅｑ」は、実際には駆動制御部８Ａが監視部８Ｂに応答信号を送信するように要求し、エンコーダーに送信するが、説明をわかりやすくするために、監視部８Ｂのタイミングチャートに示している。

【0082】

また、図６、図７、図１０～図１２中、「Ｊ１」は、第１エンコーダー９Ａのことを示し、「Ｊ２」は、第２エンコーダー９Ｂのことを示し、「Ｊ３」は、第３エンコーダー９Ｃのことを示し、「Ｊ４」は、第４エンコーダー９Ｄのことを示している。また、図６中、「ｐｒｏｃ」は、応答信号を生成する処理を示す。

【0083】

まず、時間Ｔ１において、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第３エンコーダー９Ｃに対し、位置情報を要求する要求信号の送信を開始する。また、時間Ｔ１において、駆動制御部８Ａは、第２通信線１０Ｂを介して第１エンコーダー９Ａに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を開始する。要求信号を送信し始めて完了するまでの所要時間は、例えば、５ｕｓ程度である。

【0084】

次いで、時間Ｔ２において、第１エンコーダー９Ａおよび第３エンコーダー９Ｃに対する要求信号の送信が完了し、第１エンコーダー９Ａおよび第３エンコーダー９Ｃが、位置情報に関する信号の生成を開始する。そして、例えば１０ｕｓ後の時間Ｔ３において、第１エンコーダー９Ａが監視部８Ｂに対する応答信号の送信を開始し、第３エンコーダー９Ｃが駆動制御部８Ａに対する応答信号の送信を開始する。

【0085】

時間Ｔ３において、監視部８Ｂが第１エンコーダー９Ａからの応答信号の受信を開始するとともに、駆動制御部８Ａが第３エンコーダー９Ｃからの応答信号の受信を開始する。そして、例えば８ｕｓ後の時間Ｔ４において、それぞれ受信が完了する。受信した情報は、メモリーに記憶される。

【0086】

なお、時間Ｔ４から次の処理を実行するまでに例えば８．２５ｕｓの時間を経る。ここまでが制御周期における１／４周期であり、その所要時間は、３１．２５ｕｓである。以降においても、１／４周期ごとの所要時間は同じであり、受信時間、送信時間、処理時間も上記とそれぞれ同じである。

【0087】

次いで、８．２５ｕｓ後の時間Ｔ５において、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第４エンコーダー９Ｄに対し、位置情報を要求する要求信号の送信を開始する。また、時間Ｔ５において、駆動制御部８Ａは、第２通信線１０Ｂを介して第２エンコーダー９Ｂに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を開始する。

【0088】

次いで、時間Ｔ６において、第２エンコーダー９Ｂおよび第４エンコーダー９Ｄに対する要求信号の送信が完了し、第２エンコーダー９Ｂおよび第４エンコーダー９Ｄが、位置情報に関する信号の生成を開始する。そして、時間Ｔ７において、第２エンコーダー９Ｂが監視部８Ｂに対する応答信号の送信を開始し、第４エンコーダー９Ｄが駆動制御部８Ａに対する応答信号の送信を開始する。そして、時間Ｔ８において、それぞれ受信が完了する。受信した情報は、メモリーに記憶される。

【0089】

次いで、８．２５ｕｓ後の時間Ｔ９において、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第１エンコーダー９Ａに対し、位置情報を要求する要求信号の送信を開始する。また、時間Ｔ９において、駆動制御部８Ａは、第２通信線１０Ｂを介して第３エンコーダー９Ｃに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を開始する。

【0090】

次いで、時間Ｔ１０において、第１エンコーダー９Ａおよび第３エンコーダー９Ｃに対する要求信号の送信が完了し、第１エンコーダー９Ａおよび第３エンコーダー９Ｃが、位置情報に関する信号の生成を開始する。そして、時間Ｔ１１において、第３エンコーダー９Ｃが監視部８Ｂに対する応答信号の送信を開始し、第１エンコーダー９Ａが駆動制御部８Ａに対する応答信号の送信を開始する。そして、時間Ｔ１２において、それぞれ受信が完了する。受信した情報は、メモリーに記憶される。

【0091】

次いで、８．２５ｕｓ後の時間Ｔ１３において、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第２エンコーダー９Ｂに対し、位置情報を要求する要求信号の送信を開始する。また、時間Ｔ１３において、駆動制御部８Ａは、第２通信線１０Ｂを介して第４エンコーダー９Ｄに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を開始する。

【0092】

次いで、時間Ｔ１４において、第２エンコーダー９Ｂおよび第４エンコーダー９Ｄに対する要求信号の送信が完了し、第２エンコーダー９Ｂおよび第４エンコーダー９Ｄが、位置情報に関する信号の生成を開始する。そして、時間Ｔ１５において、第２エンコーダー９Ｂが監視部８Ｂに対する応答信号の送信を開始し、第４エンコーダー９Ｄが駆動制御部８Ａに対する応答信号の送信を開始する。そして、時間Ｔ１６において、それぞれ受信が完了する。受信した情報は、メモリーに記憶される。

【0093】

このように、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して、時分割で第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄに要求信号を送信するとともに、第１通信線１０Ａを介して、時分割で第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄから応答信号を受信する。また、監視部８Ｂは、第２通信線１０Ｂを介して、時分割で第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄから応答信号を受信する。すなわち、駆動制御部８Ａ、監視部８Ｂおよび第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄは、半二重通信によって、時分割でそれぞれ通信を行う。これにより、第１通信線１０Ａおよび第２通信線１０Ｂの配線数が増加してしまうのを抑制することができる。

【0094】

また、駆動制御部８Ａは、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄからの応答信号を全て受信し終わった後、すなわち、制御周期における１周期が過ぎると、各応答信号に基づいてロボットアーム２０の位置および姿勢を算出し、次の指令を出力する。このような制御を繰り返すことにより、ロボットアーム２０が所望の動作を行うことができる。

【0095】

また、監視部８Ｂは、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄからの応答信号を全て受信し終わった後、すなわち、制御周期における１周期が過ぎると、前述したように、各応答信号に基づいて、制御点ＴＣＰの速度を算出して速度が所定速度以下であるか否かを判断するとともに、各アーム２２～アーム２４が指令通りに移動したか否かを判断する。このような制御を繰り返すことにより、ロボットアーム２０の安全性を確保することができる。

【0096】

また、前述したように、ロボットシステム１００では、駆動制御部８Ａが、第３エンコーダー９Ｃと通信を行っているときに、監視部８Ｂが、第１エンコーダー９Ａと通信を行い、駆動制御部８Ａが、第４エンコーダー９Ｄと通信を行っているときに、監視部８Ｂが、第２エンコーダー９Ｂと通信を行い、駆動制御部８Ａが、第１エンコーダー９Ａと通信を行っているときに、監視部８Ｂが、第３エンコーダー９Ｃと通信を行い、駆動制御部８Ａが、第３エンコーダー９Ｃと通信を行っているときに、監視部８Ｂが、第１エンコーダー９Ａと通信を行う。

【0097】

また、前述したように、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第３エンコーダー９Ｃに対し、位置情報を要求する要求信号を送信する通信と、第２通信線１０Ｂを介して第１エンコーダー９Ａに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を送信する通信と、を時間的に重複して、本実施形態では、同時に行う。

【0098】

また、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第４エンコーダー９Ｄに対し、位置情報を要求する要求信号を送信する通信と、第２通信線１０Ｂを介して第２エンコーダー９Ｂに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を送信する通信とを同時に行う。

【0099】

また、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第１エンコーダー９Ａに対し、位置情報を要求する要求信号を送信する通信と、第２通信線１０Ｂを介して第３エンコーダー９Ｃに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を送信する通信とを同時に行う。

【0100】

また、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介して第２エンコーダー９Ｂに対し、位置情報を要求する要求信号を送信する通信と、第２通信線１０Ｂを介して第４エンコーダー９Ｄに対し、監視部８Ｂに位置情報を送信するよう要求する要求信号の送信を送信する通信とを同時に行う。

【0101】

このように、駆動制御部８Ａが第１通信線１０Ａを介して行う通信を第１通信とし、駆動制御部８Ａが第２通信線１０Ｂを介して行う通信を第２通信としたとき、駆動制御部８Ａは、第１通信と第２通信とを時間的に重複して行う。これにより、第１通信と第２通信とが時間的に重複している分、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂが第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄの全ての位置情報を取得し終わるまでの所要時間を短縮することができる。特に、本発明では、配線数を減らすために、駆動制御部８Ａ、監視部８Ｂおよび第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄは、半二重通信によって、時分割でそれぞれ通信を行う構成である。このような構成の場合、駆動制御部８Ａおよび第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄの通信と、監視部８Ｂおよび第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄの通信と、をそれぞれ時分割で行った場合、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂが第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄの全ての位置情報を取得し終わるまでの所要時間が比較的長くなってしまう。これに対し、本発明では、半二重通信で配線数を減らしたにも関わらず、第１通信と第２通信とを時間的に重複して行うことにより、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂが第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄの全ての位置情報を取得し終わるまでの所要時間を短縮することができる。以上より、本発明によれば、配線数の低減と、通信時間の短縮とを両立することができる。

【0102】

また、第１通信の開始時間と、第２通信の開始時間とは、一致しており、かつ、第１通信の終了時間と、第２通信の終了時間とは、一致している。これにより、通信時間をより効果的に短縮することができる。

【0103】

なお、上記では、第１通信および第２通信の開始時間が一致し、かつ、第１通信および第２通信の終了時間が一致している場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、第１通信および第２通信の一部でも時間的に重複していれば、開始時間および終了時間のうちの一方、または、双方がずれていてもよい。

【0104】

また、第１通信と第２通信とは、制御周期が半周期ずれている。具体的には、図６に示すように、時間Ｔ１～時間Ｔ９までの間、すなわち、制御周期の半周期の間に、監視部８Ｂが第１エンコーダー９Ａおよび第２エンコーダー９Ｂと通信を行い、駆動制御部８Ａが第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行う。このような構成によれば、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂが受信した位置情報を共有することにより、制御周期の半周期の間に、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄの位置情報を取得することができる。その結果、ロボットアーム２０をより正確に駆動することができるとともに、安全性を監視する頻度をより高めることができる。

【0105】

なお、本実施形態では、制御周期は、従来の制御周期の２倍である。複数のエンコーダーの信号を時分割で多重化する場合、エンコーダーの数は通信周期と通信帯域によって制限される。このため、制御周期を２倍にすることで、通信に必要な時間を確保し、エンコーダーの数を増やすことができる。

【0106】

以上説明したように、本発明のロボットシステム１００は、第１アームおよび第２アームを有するロボットアーム２０と、第１アームの位置を検出する第１位置検出部と、第２アームの位置を検出する第２位置検出部と、第１位置検出部および第２位置検出部が出力した位置情報に基づいてロボットアーム２０の駆動を制御する駆動制御部８Ａと、前記位置情報に基づいてロボットアーム２０の作動が正常か否かを判断する監視部８Ｂと、駆動制御部８Ａおよび第１位置検出部と、駆動制御部８Ａおよび第２位置検出部と、をそれぞれ接続し、半二重通信を行う第１通信線１０Ａと、監視部８Ｂおよび駆動制御部８Ａと、監視部８Ｂおよび第１位置検出部と、監視部８Ｂおよび第２位置検出部と、をそれぞれ接続し、半二重通信を行う第２通信線１０Ｂと、を備え、駆動制御部８Ａは、第１通信線１０Ａを介した第１位置検出部との第１通信と、第２通信線１０Ｂを介した第２位置検出部との第２通信とを、時間的に重複して行う。なお、上記「第１アーム」および上記「第２アーム」は、アーム２２～アーム２４のうちの任意の２つを適用することができ、上記「第１位置検出部」および上記「第２位置検出部」は、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄのうち、「第１アーム」および「第２アーム」で選択したアームの位置を検出するものを適用することができる。

【0107】

このような構成によれば、第１通信線１０Ａおよび第２通信線１０Ｂが半二重通信を行うため、配線数を減らすことができる。また、半二重通信で配線数を減らしたものの、第１通信と第２通信とを時間的に重複して行うことにより、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂが第１位置検出部および第２位置検出部の双方の位置情報を取得し終わるまでの所要時間を短縮することができる。以上より、本発明によれば、配線数の低減と、通信時間の短縮とを両立することができる。

【0108】

＜第２実施形態＞
図７は、本発明のロボットシステムの第２実施形態が備えるエンコーダー、駆動制御部および監視部の接続方式を説明するための図である。図８は、図７に示すエンコーダーの機能ブロック図である。図９は、図７に示す駆動制御部および監視部の機能ブロック図である。図１０は、図７に示すエンコーダー、駆動制御部および監視部の通信タイミングを示すタイミングチャートである。

【0109】

以下、図７～図１０を参照して本発明のロボットシステムの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

【0110】

図７に示すように、ロボットシステム１００は、第３通信線１０Ｃを有する。第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄ、駆動制御部８Ａおよび監視部８Ｂは、それぞれ、第３通信線１０Ｃによって、接続されている。第３通信線１０Ｃは、バス１０１Ｃと、バス１０１Ｃに接続された配線１０２Ｃ、配線１０３Ｃ、配線１０４Ｃ、配線１０５Ｃ、配線１０６Ｃおよび配線１０７Ｃと、を有する。

【0111】

配線１０２Ｃは、バス１０１Ｃと駆動制御部８Ａとを接続する。配線１０３Ｃは、バス１０１Ｃと第１エンコーダー９Ａとを接続する。配線１０４Ｃは、バス１０１Ｃと第２エンコーダー９Ｂとを接続する。配線１０５Ｃは、バス１０１Ｃと第３エンコーダー９Ｃとを接続する。配線１０６Ｃは、バス１０１Ｃと第４エンコーダー９Ｄとを接続する。配線１０７Ｃは、バス１０１Ｃと監視部８Ｂとを接続する。

【0112】

また、第１エンコーダー９Ａは、第１実施形態で述べた構成に加え、さらに、制御部９１Ａと、Ｉ／Ｏインターフェース９２Ａと、Ｉ／Ｏインターフェース９３Ａと、コネクター９４Ａと、を備える。

【0113】

制御部９１Ａは、プロセッサーと、メモリーと、を有する。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。メモリーは、プロセッサーが実行可能な各種プログラム等を保存する。メモリーとしては、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、揮発領域と不揮発領域とを有するメモリー等が挙げられる。

【0114】

制御部９１Ａは、検出部９３から出力された信号を受信し、モーター４１の回転量を算出する。

【0115】

Ｉ／Ｏインターフェース９２Ａは、第３通信線１０Ｃを介して監視部８Ｂと通信を行い、要求信号を受信し、制御部９１Ａに入力する。

【0116】

Ｉ／Ｏインターフェース９３Ａは、第３通信線１０Ｃを介して監視部８Ｂと通信を行い、制御部９１Ａから出力された応答信号、すなわち、位置信号を送信する。

【0117】

コネクター９４Ａは、第３通信線１０Ｃが接続される接続部である。また、コネクター９４Ａは、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0118】

このような構成は、第２エンコーダー９Ｂ～第４エンコーダー９Ｄに関しても同様である。

【0119】

また、駆動制御部８Ａは、第１実施形態で述べた構成に加え、さらに、コネクター８３６と、Ｉ／Ｏインターフェース８３７と、を備える。

【0120】

コネクター８３６は、第２通信線１０Ｂが接続される接続部である。また、コネクター８３６は、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0121】

Ｉ／Ｏインターフェース８３７は、第２通信線１０Ｂを介して第１エンコーダー９Ａ、第２エンコーダー９Ｂ、第３エンコーダー９Ｃおよび第４エンコーダー９Ｄと通信を行い、位置情報を要求する要求信号をそれぞれ送信する。

【0122】

また、監視部８Ｂは、第１実施形態で述べた構成に加え、さらに、コネクター８３６を有する。コネクター８３６は、第２通信線１０Ｂが接続される接続部である。また、コネクター８３６は、シリアル通信を行う配線に対応する規格のものとされる。

【0123】

また、監視部８Ｂは、第２通信線１０Ｂから受信した位置情報と、第３通信線１０Ｃから受信した位置情報と、を比較する。そして、これらが一致していなければ、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄのいずれかに故障が生じているとみなす。これにより、さらに信頼性を高めることができる。

【0124】

また、図１０に示すように、監視部８Ｂが、第２通信線１０Ｂを用いて第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄと通信を行うタイミングと、第３通信線１０Ｃを用いて第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄと通信を行うタイミングとは、一致している。

【0125】

このように、本実施形態では、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄおよび監視部８Ｂは、それぞれ、第２通信線１０Ｂおよび第３通信線１０Ｃによって接続されている。すなわち、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄおよび監視部８Ｂを接続する配線は、二重化されている。

【0126】

なお、第１エンコーダー９Ａ～第４エンコーダー９Ｄおよび監視部８Ｂがそれぞれ２本の通信線で接続されているということは、第２通信線１０Ｂが二重化されているとも言える。第２通信線が、二重化されていることにより、一方の通信線に断線が生じたとしても、他方の通信線を用いて通信を行い、前記第１実施形態で述べたような制御を行うことができる。従って、信頼性をさらに高めることができる。

【0127】

＜第３実施形態＞
図１１は、本発明のロボットシステムの第３実施形態が備えるエンコーダー、駆動制御部および監視部の接続方式を説明するための図である。

【0128】

以下、図１１を参照して本発明のロボットシステムの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図１１に示すように、本実施形態では、第４エンコーダー９Ｄには、第１通信線１０Ａのみが接続されており、第２通信線１０Ｂおよび第３通信線１０Ｃの接続が省略されている。

【0129】

このように、ロボット２は、第１アームであるアーム２２および第２アームであるアーム２３よりも手先側に位置する第３アームであるアーム２４と、アーム２４の位置を検出する第３位置検出部と、を備え、第３位置検出部には、第１通信線１０Ａおよび第２通信線１０Ｂのうちの一方のみ、図示の構成では、第１通信線１０Ａのみが接続されている。なお、上記「第２位置検出部」は、第３エンコーダー９Ｃまたは第４エンコーダー９Ｄのいずれかを適用することができる。このような構成によれば、配線本数をさらに減らすことができる。特に、手先側のアーム２４は、アーム２２およびアーム２３に比べ、可動範囲が小さいため、位置精度が若干低くてもよい。また、手先側のアーム２４は、アーム２２およびアーム２３に比べ、内部の空間が狭くなっている。このため、アーム２４に関する配線を減らすことにより、ロボットアーム２０の位置精度の低下を可及的に抑制しつつ、配線本数を減らすことができ、手先側のアーム２４を小型にすることができる。

【0130】

また、第２通信線１０Ｂは、二重化されており、第３位置検出部には、第１通信線１０Ａが接続されている。このように、二重化された第２通信線１０Ｂと第３位置検出部との接続を省略することにより、さらに効果的に配線本数を減らすことができる。

【0131】

＜第４実施形態＞
図１２は、本発明のロボットシステムの第４実施形態が備えるエンコーダー、駆動制御部および監視部の通信タイミングを示すタイミングチャートである。

【0132】

本実施形態では、ロボット２は、図示はしないが、６軸ロボットである。すなわち、第１アームと、第２アームと、第３アームと、第４アームと、第５アームと、第６アームと、第１アームの位置を検出する第１位置検出部と、第２アームの位置を検出する第２位置検出部と、第３アームの位置を検出する第３位置検出部と、第４アームの位置を検出する第４位置検出部と、第５アームの位置を検出する第５位置検出部と、第６アームの位置を検出する第６位置検出部と、を備える。

【0133】

また、駆動制御部８Ａ、監視部８Ｂおよび第１位置検出部～第６位置検出部の通信は、図１２に示すようなタイミングで行われる。なお、図１２中、「Ｊ１」は、第１位置検出部を示し、「Ｊ２」は、第２位置検出部を示し、「Ｊ３」は、第３位置検出部を示し、「Ｊ４」は、第４位置検出部を示し、「Ｊ５」は、第５位置検出部を示し、「Ｊ６」は、第６位置検出部を示す。

【0134】

監視部８Ｂが第１位置検出部と通信を行っているとき、駆動制御部８Ａは、第４位置検出部と通信を行う。監視部８Ｂが第２位置検出部と通信を行っているとき、駆動制御部８Ａは、第５位置検出部と通信を行う。監視部８Ｂが第３位置検出部と通信を行っているとき、駆動制御部８Ａは、第６位置検出部と通信を行う。監視部８Ｂが第４位置検出部と通信を行っているとき、駆動制御部８Ａは、第１位置検出部と通信を行う。監視部８Ｂが第５位置検出部と通信を行っているとき、駆動制御部８Ａは、第２位置検出部と通信を行う。監視部８Ｂが第６位置検出部と通信を行っているとき、駆動制御部８Ａは、第４位置検出部と通信を行う。

【0135】

また、駆動制御部８Ａは、第４位置検出部に対する要求信号の送信、第３位置検出部からの応答信号の受信、第５位置検出部に対する要求信号の送信、第４位置検出部からの応答信号の受信、第６位置検出部に対する要求信号の送信、第５位置検出部からの応答信号の受信、第１位置検出部に対する要求信号の送信、第６位置検出部からの応答信号の受信、第２位置検出部に対する要求信号の送信、第１位置検出部からの応答信号の受信、第３位置検出部に対する要求信号の送信、第２位置検出部からの応答信号の受信、を順次行う。

【0136】

このように、本発明によれば、６軸ロボットにおいても配線数を減らしつつ、第１位置検出部～第６位置検出部との通信時間の短縮を図ることができる。特に、異なる位置検出部に対して要求信号の送信および応答信号の受信を繰り返すため、応答信号を生成する処理時間を長く要する場合に、さらに効果的に通信時間の短縮を図ることができる。

【0137】

以上、本発明の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、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、ロボットシステムには、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

【符号の説明】

【0138】

２…ロボット、３…教示装置、４…駆動ユニット、５…駆動ユニット、６…ｕ駆動ユニット、７…ｚ駆動ユニット、８Ａ…駆動制御部、８Ｂ…監視部、９Ａ…第１エンコーダー、９Ｂ…第２エンコーダー、９Ｃ…第３エンコーダー、９Ｄ…第４エンコーダー、１０Ａ…第１通信線、１０Ｂ…第２通信線、１０Ｃ…第３通信線、２０…ロボットアーム、２１…基台、２２…アーム、２３…アーム、２４…アーム、２５…エンドエフェクター、２６…力検出部、３１…プロセッサー、３２…記憶部、３３…通信部、３４…表示部、４１…モーター、４２…減速機、５１…モーター、５２…減速機、６１…モーター、６２…減速機、７１…モーター、７２…減速機、９１…制御部、９１Ａ…制御部、９２…制御部、９２Ａ…Ｉ／Ｏインターフェース、９３…検出部、９３Ａ…Ｉ／Ｏインターフェース、９４…Ｉ／Ｏインターフェース、９４Ａ…コネクター、９５…Ｉ／Ｏインターフェース、９６…Ｉ／Ｏインターフェース、９７…Ｉ／Ｏインターフェース、９８…コネクター、９９…コネクター、１００…ロボットシステム、１０１Ａ…バス、１０１Ｂ…バス、１０１Ｃ…バス、１０２Ａ…配線、１０２Ｂ…配線、１０２Ｃ…配線、１０３Ａ…配線、１０３Ｂ…配線、１０３Ｃ…配線、１０４Ａ…配線、１０４Ｂ…配線、１０４Ｃ…配線、１０５Ａ…配線、１０５Ｂ…配線、１０５Ｃ…配線、１０６Ａ…配線、１０６Ｂ…配線、１０６Ｃ…配線、１０７Ｂ…配線、１０７Ｃ…配線、２２０…筐体、２３０…筐体、２４１…シャフト、８１１…制御部、８１２…制御部、８１３…インバーター、８１４…電源回路、８１５…Ｉ／Ｏインターフェース、８１６…Ｉ／Ｏインターフェース、８１７…Ｉ／Ｏインターフェース、８１８…Ｉ／Ｏインターフェース、８１９…コネクター、８２０…コネクター、８２１…コネクター、８２２…制御部、８２３…制御部、８２４…電源監視回路、８２５…電源遮断回路、８２６…Ｉ／Ｏインターフェース、８２７…Ｉ／Ｏインターフェース、８２８…コネクター、３６…コネクター、８３７…Ｉ／Ｏインターフェース、Ｏ１…第１軸、Ｏ２…第２軸、Ｏ３…第３軸、ＴＣＰ…制御点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】