特許 7587042 サーボシステムおよび多関節ロボット

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】サーボシステムおよび多関節ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20241112BHJP

   G05B 19/414 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 J

G05B19/414 R

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023531240

(86)(22)【出願日】2021-06-30

(86)【国際出願番号】 JP2021024743

(87)【国際公開番号】W WO2023276043

(87)【国際公開日】2023-01-05

【審査請求日】2023-10-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 進一

【審査官】杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５１８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８９８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６１７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４８４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４６５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０７４８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８０１９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ ～ ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８ ～ １９／４１６

１９／４２ ～ １９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多関節ロボットの関節を動かす複数のサーボモータである第一サーボモータを駆動制御する第一モータ制御部と、
前記多関節ロボットによる作業の必要に応じて設けられる周辺機器および前記第一モータ制御部とそれぞれ通信可能な第一通信制御部と、
前記第一通信制御部と前記第一モータ制御部との間で通信を行う第一サーボネットワーク部と、
前記周辺機器が設けられる場合に前記第一通信制御部と前記周辺機器に設けられる第二通信制御部との間で通信を行う第二サーボネットワーク部と、
を備え、
前記第一サーボネットワーク部における通信周期は、前記第二サーボネットワーク部における通信周期と比べて短く設定されているサーボシステム。

【請求項2】

前記第一サーボネットワーク部は、前記第一通信制御部と前記第一モータ制御部との間がバス接続されている請求項１に記載のサーボシステム。

【請求項3】

前記第二サーボネットワーク部は、前記第一通信制御部に直接接続される通信制御部を介して前記周辺機器に設けられる前記第二通信制御部がディジーチェーン接続されている請求項１または請求項２に記載のサーボシステム。

【請求項4】

前記第一モータ制御部および前記第一通信制御部は、前記第一サーボモータを駆動する第一サーボアンプに設けられている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のサーボシステム。

【請求項5】

前記第一通信制御部は、前記多関節ロボットの動作を制御するモーションコントローラと通信可能に設けられている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のサーボシステム。

【請求項6】

前記第一通信制御部と前記モーションコントローラとの間は、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓの通信規格によって通信可能である請求項５に記載のサーボシステム。

【請求項7】

前記周辺機器は、前記周辺機器の可動部を動かす少なくとも一つのサーボモータである第二サーボモータを駆動制御する第二モータ制御部を備える請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のサーボシステム。

【請求項8】

前記周辺機器は、前記第一通信制御部との間で通信を行う第二通信制御部を備え、
前記第二モータ制御部および前記第二通信制御部は、前記第二サーボモータを駆動する第二サーボアンプに設けられている請求項７に記載のサーボシステム。

【請求項9】

前記周辺機器は、ユニット化されている請求項１～請求項８のいずれか一項に記載のサーボシステム。

【請求項10】

前記周辺機器は、前記多関節ロボットのアーム先端部に取り付けられるエンドエフェクタである請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のサーボシステム。

【請求項11】

前記周辺機器は、作業対象物を搬送する搬送機器である請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のサーボシステム。

【請求項12】

前記周辺機器は、作業対象物に供給品を供給する供給機器である請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のサーボシステム。

【請求項13】

関節を動かす複数のサーボモータである第一サーボモータを駆動制御する第一モータ制御部と、
作業の必要に応じて設けられる周辺機器および前記第一モータ制御部とそれぞれ通信可能な第一通信制御部と、
前記第一通信制御部と前記第一モータ制御部との間で通信を行う第一サーボネットワーク部と、
前記周辺機器が設けられる場合に前記第一通信制御部と前記周辺機器に設けられる第二通信制御部との間で通信を行う第二サーボネットワーク部と、
を備え、
前記第一サーボネットワーク部における通信周期は、前記第二サーボネットワーク部における通信周期と比べて短く設定されている多関節ロボット。

【請求項14】

前記周辺機器は、アーム先端部に取り付けられるエンドエフェクタである請求項１３に記載の多関節ロボット。

【請求項15】

前記周辺機器は、作業対象物を搬送する搬送機器である請求項１３に記載の多関節ロボット。

【請求項16】

前記周辺機器は、作業対象物に供給品を供給する供給機器である請求項１３に記載の多関節ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、サーボシステムおよび多関節ロボットに関する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のステッピングモータ制御装置は、接続手段と、制御手段とを備え、複数のモータを少なくとも２つの演算装置により制御する。接続手段は、マスター側の演算装置の処理能力にほとんど影響を与えずにスレーブ側の演算装置がマスター側の演算装置のハードウエアを使用可能にする。制御手段は、マスター側の演算装置から与えられたコマンドによりスレーブ側の演算装置を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－８０１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数のサーボモータを用いて関節を動かす多関節ロボットには、周辺機器が設けられる場合がある。この場合、サーボシステムでは、関節を動かすサーボモータを制御するための通信と、周辺機器を制御するための通信とが行われる。これらの通信が同一の通信ネットワークにおいて混在すると、関節を動かすサーボモータを制御するための通信は、周辺機器を制御するための通信によって影響を受ける可能性がある。上述されていることは、多関節ロボットにおいて上記の通信が行われる場合についても同様に言える。

【0005】

このような事情に鑑みて、本明細書は、関節を動かすサーボモータを制御するための通信の通信性能を確保可能なサーボシステムおよび多関節ロボットを開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書は、多関節ロボットの関節を動かす複数のサーボモータである第一サーボモータを駆動制御する第一モータ制御部と、前記多関節ロボットによる作業の必要に応じて設けられる周辺機器および前記第一モータ制御部とそれぞれ通信可能な第一通信制御部と、を備えるサーボシステムを開示する。

【0007】

また、本明細書は、関節を動かす複数のサーボモータである第一サーボモータを駆動制御する第一モータ制御部と、作業の必要に応じて設けられる周辺機器および前記第一モータ制御部とそれぞれ通信可能な第一通信制御部と、を備える多関節ロボットを開示する。

【発明の効果】

【0008】

上記のサーボシステムによれば、第一通信制御部は、周辺機器および第一モータ制御部とそれぞれ通信可能である。よって、サーボシステムは、関節を動かすサーボモータを制御するための通信と、周辺機器を制御するための通信とを分離することができ、関節を動かすサーボモータを制御するための通信の通信性能を確保することができる。サーボシステムについて上述されていることは、第一モータ制御部および第一通信制御部を備える多関節ロボットについても同様に言える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】サーボシステムの制御ブロックの一例を示すブロック図である。

【図2】多関節ロボットの一例を示す斜視図である。

【図3】周辺機器の一例を示す斜視図である。

【図4】周辺機器の他の一例を示す斜視図である。

【図5】収納ケースの所定位置に供給品が配置されている状態の一例を示す平面図である。

【図6】供給品が作業対象物の被組み付け部の所定部位に組み付けられている状態の一例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

１．実施形態
１－１．サーボシステム１０の構成例
図１に示すように、サーボシステム１０は、第一モータ制御部２１と、第一通信制御部３１とを備える。第一モータ制御部２１は、多関節ロボット５０の関節５０ｊを動かす複数のサーボモータである第一サーボモータ２１ｍを駆動制御する。多関節ロボット５０は、サーボモータによって関節５０ｊを動かすものであれば良く、種々の形態をとり得る。また、関節５０ｊの数は、限定されず、多関節ロボット５０は、関節５０ｊの数に応じた第一サーボモータ２１ｍを備えることができる。

【0011】

第一サーボモータ２１ｍの駆動制御は、公知の種々の制御をとり得る。例えば、第一サーボモータ２１ｍの駆動制御には、第一サーボモータ２１ｍの位置制御、速度制御、電流制御などが含まれる。例えば、第一モータ制御部２１は、移動指令（位置指令）と、第一サーボモータ２１ｍの位置を検出する位置検出器（例えば、エンコーダなど）から取得した位置情報とに基づいて、第一サーボモータ２１ｍの位置制御、速度制御および電流制御を行う。移動指令（位置指令）は、後述する第一通信制御部３１を介してモーションコントローラＭＣ０から取得することができる。

【0012】

位置制御、速度制御および電流制御は、公知の種々の制御をとり得る。例えば、第一モータ制御部２１は、比例制御、積分制御および微分制御のうちの少なくとも一つを用いたフィードバック制御を行うことができる。第一モータ制御部２１は、フィードフォワード制御を行うこともできる。また、第一モータ制御部２１は、位置制御、速度制御および電流制御の制御値に基づいて、第一サーボモータ２１ｍの駆動信号を生成することができる。

【0013】

例えば、第一サーボモータ２１ｍの駆動信号は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御におけるパルスのＯＮ幅とＯＦＦ幅の比であるデューティ比で表すことができる。ＰＷＭ制御では、電力変換器（例えば、インバータなど）のスイッチング素子が閉状態のときに対応する相にモータ電流が流れ、スイッチング素子が閉状態の時間（ＯＮ幅）に応じてモータ電流が増減する。つまり、スイッチング素子の閉状態の時間（ＯＮ幅）が長くなるほどモータ電流は大きくなり、スイッチング素子の閉状態の時間（ＯＮ幅）が短くなるほどモータ電流は小さくなる。

【0014】

第一通信制御部３１は、多関節ロボット５０による作業の必要に応じて設けられる周辺機器６０および第一モータ制御部２１とそれぞれ通信可能である。周辺機器６０は、多関節ロボット５０による作業に必要なものであれば良く、種々の形態をとり得る。後述するように、例えば、周辺機器６０は、多関節ロボット５０のアーム先端部５０ｔに取り付けられるエンドエフェクタ６１であっても良い。また、周辺機器６０は、作業対象物Ｗ１を搬送する搬送機器６２であっても良い。さらに、周辺機器６０は、作業対象物Ｗ１に供給品Ｐ１を供給する供給機器６３であっても良い。

【0015】

第一通信制御部３１は、周辺機器６０および第一モータ制御部２１とそれぞれ通信可能であれば良く、種々の形態をとり得る。本実施形態のサーボシステム１０は、第一サーボネットワーク部４１と、第二サーボネットワーク部４２とを具備可能である。第一サーボネットワーク部４１は、第一通信制御部３１と第一モータ制御部２１との間で通信を行う。第二サーボネットワーク部４２は、周辺機器６０が設けられる場合に第一通信制御部３１と周辺機器６０に設けられる第二通信制御部３２との間で通信を行う。

【0016】

よって、本実施形態の第一通信制御部３１は、第一サーボネットワーク部４１を用いて第一モータ制御部２１と通信することができる。また、第一通信制御部３１は、周辺機器６０が設けられる場合に、第二サーボネットワーク部４２を用いて周辺機器６０に設けられる第二通信制御部３２と通信することができる。よって、本実施形態のサーボシステム１０は、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信と、周辺機器６０を制御するための通信とを分離することが容易である。

【0017】

なお、第一通信制御部３１と第一モータ制御部２１との間の通信は、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信に含まれる。第一通信制御部３１と周辺機器６０に設けられる第二通信制御部３２との間の通信は、周辺機器６０を制御するための通信に含まれる。また、第一サーボネットワーク部４１の通信規格と第二サーボネットワーク部４２の通信規格は、同じであっても良く、異なっていても良い。

【0018】

関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍの制御は、周辺機器６０の制御と比べて、高速な応答が求められる場合が多い。そのため、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信は、周辺機器６０を制御するための通信と比べて、同等若しくは高速な通信性能が必要な場合が多い。そこで、第一サーボネットワーク部４１における通信周期は、第二サーボネットワーク部４２における通信周期と同等に若しくは当該通信周期と比べて短く設定されていると良い。これにより、本実施形態のサーボシステム１０は、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信の通信性能を確保し易くなる。

【0019】

第一通信制御部３１と第一モータ制御部２１との間の接続は、公知の種々の接続形態をとり得る。例えば、本実施形態の第一サーボネットワーク部４１は、第一通信制御部３１と第一モータ制御部２１との間がバス接続されている。バス接続では、第一通信制御部３１に対して、第一サーボモータ２１ｍが並列接続される。このように、第一サーボネットワーク部４１は、第一サーボモータ２１ｍを駆動制御して関節５０ｊを制御するための専用のサーボネットワークを形成することができる。

【0020】

同様に、第一通信制御部３１と周辺機器６０に設けられる第二通信制御部３２との間の接続は、公知の種々の接続形態をとり得る。図１に示すように、例えば、本実施形態の第二サーボネットワーク部４２は、第一通信制御部３１に直接接続される通信制御部３０を介して、周辺機器６０に設けられる第二通信制御部３２がディジーチェーン接続されている。

【0021】

これにより、周辺機器６０の増減に応じた第二サーボネットワーク部４２の構成変更が容易になる。図１に示す例では、二つの周辺機器６０が図示されている。よって、同図に示す第二サーボネットワーク部４２では、第一通信制御部３１、通信制御部３０、第二通信制御部３２および第二通信制御部３２の順に接続されており、二つの第二通信制御部３２がディジーチェーン接続されている。

【0022】

このように、本実施形態では、周辺機器６０に設けられる第二通信制御部３２は、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御する第一サーボネットワーク部４１と異なる第二サーボネットワーク部４２に設けられる。よって、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信は、周辺機器６０を制御するための通信による影響を受け難くなる。例えば、周辺機器６０の増加に伴って周辺機器６０を制御するための通信量が増加しても、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信が遅延する不具合などが生じ難くなる。

【0023】

通信制御部３０および第二通信制御部３２は、第一通信制御部３１と通信可能であれば良く、種々の形態をとり得る。通信制御部３０および第二通信制御部３２は、種々の制御装置に設けることができる。例えば、通信制御部３０は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に形成することができる。第二通信制御部３２は、通信用のＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）に形成することができる。また、例えば、第二サーボネットワーク部４２は、公知の汎用のサーボネットワーク（例えば、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）IIIなど）を用いて形成することができる。通信制御部３０は、周辺機器６０が設けられる場合に設けられ、第一通信制御部３１との間の通信および第二通信制御部３２との間の通信を制御する。

【0024】

第二サーボネットワーク部４２の途中に設けられる第二通信制御部３２は、第二サーボネットワーク部４２における通信のうち、自己を送信先または送信元とする通信の送受信を行う。また、当該第二通信制御部３２は、第二サーボネットワーク部４２における通信のうち、他の第二通信制御部３２を送信先または送信元とする通信を隣接する第二通信制御部３２に送信して中継する。さらに、第二サーボネットワーク部４２の終端に設けられる第二通信制御部３２は、自己を送信先または送信元とする通信の送受信を行う。通信制御部３０および第二通信制御部３２は、所定の伝送周期で、マスタ・スレーブ方式によって通信することができる。

【0025】

なお、第一モータ制御部２１および第一通信制御部３１は、種々の制御装置に設けることができる。例えば、第一モータ制御部２１は、モータ制御用のＦＰＧＡに形成することができる。第一通信制御部３１は、通信用のＦＰＧＡに形成することができる。また、図１に示すように、本実施形態では、第一モータ制御部２１および第一通信制御部３１は、第一サーボモータ２１ｍを駆動する第一サーボアンプＳＡ１に設けられている。第一サーボアンプＳＡ１は、公知のサーボアンプを用いることができる。第一サーボアンプＳＡ１は、第一モータ制御部２１によって生成された第一サーボモータ２１ｍの駆動信号に基づいたモータ電流を電力変換器から第一サーボモータ２１ｍに供給する。これにより、第一サーボモータ２１ｍが駆動する。

【0026】

図１に示すように、第一通信制御部３１は、多関節ロボット５０の動作を制御するモーションコントローラＭＣ０と通信可能に設けられている。モーションコントローラＭＣ０は、公知のモーションコントローラを用いることができる。モーションコントローラＭＣ０は、公知のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えており、上位の制御装置から取得した指令値に基づいて、第一サーボモータ２１ｍの移動指令（位置指令）を算出する。

【0027】

第一通信制御部３１は、モーションコントローラＭＣ０から受信した第一サーボモータ２１ｍの移動指令（位置指令）を第一モータ制御部２１に送信する。第一通信制御部３１は、第一モータ制御部２１から第一サーボモータ２１ｍの制御情報を受信して、受信した第一サーボモータ２１ｍの制御情報をモーションコントローラＭＣ０に送信することもできる。

【0028】

また、モーションコントローラＭＣ０は、周辺機器６０の駆動指令を算出することもできる。第一通信制御部３１は、モーションコントローラＭＣ０から受信した周辺機器６０の駆動指令を通信制御部３０を介して第二通信制御部３２に送信する。第一通信制御部３１は、通信制御部３０を介して第二通信制御部３２から周辺機器６０の駆動情報を受信して、受信した周辺機器６０の駆動情報をモーションコントローラＭＣ０に送信することもできる。

【0029】

第一通信制御部３１とモーションコントローラＭＣ０との間の接続は、公知の種々の接続形態をとり得る。例えば、第一通信制御部３１とモーションコントローラＭＣ０との間において公知の汎用のサーボネットワークを形成することが想定される。しかしながら、この場合、第一通信制御部３１とモーションコントローラＭＣ０との間の通信において、通信制御部３０に相当する制御装置が必要になる。

【0030】

そこで、第一通信制御部３１とモーションコントローラＭＣ０との間は、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）の通信規格によって通信可能に接続されていると良い。また、通信規格は、ＰＣＩに限定されず、ＰＣＩ－Ｘ、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓなどの通信規格であっても良い。特に、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓは、シリアル転送方式の拡張インターフェース規格であり、比較的高速なデータ通信を行うことができる。よって、第一通信制御部３１とモーションコントローラＭＣ０との間は、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓの通信規格によって通信可能に接続されていると良い。

【0031】

なお、周辺機器６０には、種々の駆動装置を設けることができる。例えば、周辺機器６０は、周辺機器６０の可動部６０ｍを動かす少なくとも一つのサーボモータである第二サーボモータ２２ｍを備えることができる。可動部６０ｍは、サーボモータによって動くものであれば良く、限定されない。また、第二サーボモータ２２ｍの数は、限定されず、周辺機器６０は、可動部６０ｍを動かすのに必要な数の第二サーボモータ２２ｍを備えることができる。

【0032】

この場合、周辺機器６０は、第二サーボモータ２２ｍを駆動制御する第二モータ制御部２２を備えることができる。第二サーボモータ２２ｍの駆動制御は、公知の種々の制御をとり得る。例えば、第一サーボモータ２１ｍの駆動制御と同様に、第二モータ制御部２２は、第二サーボモータ２２ｍの位置制御、速度制御、電流制御などを行い、第二サーボモータ２２ｍの駆動信号を生成することができる。

【0033】

例えば、第二モータ制御部２２は、第二サーボモータ２２ｍの駆動指令（位置指令）と、第二サーボモータ２２ｍの位置を検出する位置検出器（例えば、エンコーダなど）から取得した位置情報とに基づいて、第二サーボモータ２２ｍの位置制御、速度制御および電流制御を行う。既述したように、第二サーボモータ２２ｍの駆動指令（位置指令）は、第一通信制御部３１、通信制御部３０および第二通信制御部３２を介して、モーションコントローラＭＣ０から取得することができる。

【0034】

なお、第二通信制御部３２と第二モータ制御部２２との間の接続は、公知の種々の接続形態をとり得る。例えば、周辺機器６０が複数の第二サーボモータ２２ｍを備える場合、第一サーボネットワーク部４１と同様に、第二通信制御部３２と第二モータ制御部２２との間は、バス接続することができる。

【0035】

また、第二モータ制御部２２および第二通信制御部３２は、種々の制御装置に設けることができる。例えば、第二モータ制御部２２は、モータ制御用のＦＰＧＡに形成することができる。既述したように、第二通信制御部３２は、通信用のＦＰＧＡに形成することができる。さらに、図１に示すように、本実施形態では、第二モータ制御部２２および第二通信制御部３２は、第二サーボモータ２２ｍを駆動する第二サーボアンプＳＡ２に設けられている。第二サーボアンプＳＡ２は、公知のサーボアンプを用いることができる。第二サーボアンプＳＡ２は、第二モータ制御部２２によって生成された第二サーボモータ２２ｍの駆動信号に基づいたモータ電流を電力変換器から第二サーボモータ２２ｍに供給する。これにより、第二サーボモータ２２ｍが駆動する。

【0036】

１－２．サーボシステム１０の適用例
サーボシステム１０は、多関節ロボット５０を備える種々の作業機に適用することができる。図２～図４に示すように、本実施形態の作業機８０は、多関節ロボット５０と、エンドエフェクタ６１と、搬送機器６２と、供給機器６３と、ベース部７０とを備えている。エンドエフェクタ６１、搬送機器６２および供給機器６３は、周辺機器６０に含まれ、それぞれユニット化されている。また、エンドエフェクタ６１を備える多関節ロボット５０、搬送機器６２および供給機器６３は、ベース部７０の上部に配置されている。

【0037】

図２に示すように、多関節ロボット５０は、アーム５０ａを備えている。アーム５０ａは、複数軸（例えば、五軸）の垂直多関節アームであり、複数（例えば、六つ）のリンク（第一リンク５１ａ～第六リンク５１ｆ）と、各リンクを回転または旋回可能に連結する複数（例えば、五つ）の関節５０ｊ（第一関節５２ａ～第五関節５２ｅ）とを備えている。複数（五つ）の関節５０ｊは、既述した第一サーボモータ２１ｍによって可動する。各関節５０ｊには、第一サーボモータ２１ｍと、第一サーボモータ２１ｍの位置（回転位置）を検出する位置検出器（エンコーダなど）とが設けられている。

【0038】

既述したように、第一サーボモータ２１ｍは、第一モータ制御部２１によって駆動制御される。第一モータ制御部２１および第一通信制御部３１は、第一サーボアンプＳＡ１に設けられている。第一サーボアンプＳＡ１は、ベース部７０の内部に配置されている。また、第一サーボアンプＳＡ１には、位置検出器（エンコーダ）などの検出器から検出信号が入力される。

【0039】

多関節ロボット５０は、周辺機器６０と協働して、種々の作業を行うことができる。周辺機器６０は、多関節ロボット５０による作業に必要なものであれば良く、種々の形態をとり得る。周辺機器６０は、エンドエフェクタ６１、搬送機器６２および供給機器６３のうちの少なくとも一つであっても良い。図２～図４に示すように、本実施形態の作業機８０には、エンドエフェクタ６１、搬送機器６２および供給機器６３の周辺機器６０が設けられている。

【0040】

図２に示すように、多関節ロボット５０のアーム先端部５０ｔである第六リンク５１ｆには、エンドエフェクタ６１が着脱可能に取り付けられている。エンドエフェクタ６１は、例えば、電磁チャック、メカニカルチャック、吸着ノズルなどを用いることができる。エンドエフェクタ６１は、作業対象物Ｗ１および供給品Ｐ１の形状、素材などに合わせて適宜選択される。また、第五リンク５１ｅには、カメラ５０ｃが取り付けられている。カメラ５０ｃは、作業対象物Ｗ１、供給品Ｐ１などを撮像することができる。

【0041】

例えば、エンドエフェクタ６１のメカニカルチャックは、可動部６０ｍであり、第二サーボモータ２２ｍによって可動する。第二サーボモータ２２ｍは、第二モータ制御部２２によって駆動制御される。第二モータ制御部２２および第二通信制御部３２は、第二サーボアンプＳＡ２に設けられている。第二サーボアンプＳＡ２は、ベース部７０の内部に配置されている。また、第二サーボアンプＳＡ２には、位置検出器（エンコーダ）などの検出器から検出信号が入力される。

【0042】

搬送機器６２は、作業対象物Ｗ１を搬送する。図３に示すように、本実施形態の搬送機器６２は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成されている。搬送機器６２は、作業機８０の機内に作業対象物Ｗ１を搬入し、機内の所定位置に作業対象物Ｗ１を位置決めする。搬送機器６２は、多関節ロボット５０による作業が終了した後に、作業対象物Ｗ１を作業機８０の機外に搬出する。なお、搬送機器６２は、多関節ロボット５０による作業において使用される種々の作業対象物Ｗ１を搬送することができ、作業対象物Ｗ１は、限定されない。

【0043】

搬送機器６２のベルトコンベアは、可動部６０ｍであり、第二サーボモータ２２ｍによって可動する。第二サーボモータ２２ｍは、第二モータ制御部２２によって駆動制御される。第二モータ制御部２２および第二通信制御部３２は、第二サーボアンプＳＡ２に設けられている。第二サーボアンプＳＡ２は、搬送機器６２の内部に配置されている。また、第二サーボアンプＳＡ２には、位置検出器（エンコーダ）などの検出器から検出信号が入力される。

【0044】

供給機器６３は、作業対象物Ｗ１に供給品Ｐ１を供給する。図４に示すように、本実施形態の供給機器６３は、複数（例えば、二つ）の収容部６３ａと、複数（例えば、二つ）の搬送部６３ｂとを備えている。複数（二つ）の収容部６３ａは、作業対象物Ｗ１の搬送方向に沿って配置されており、複数（二つ）の収容部６３ａの各々は、供給品Ｐ１を収容している。複数（二つ）の搬送部６３ｂの各々は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成されており、収容部６３ａから排出された供給品Ｐ１を多関節ロボット５０がピックアップ可能な位置まで搬送する。なお、供給機器６３は、多関節ロボット５０による作業において必要な種々の供給品Ｐ１を供給することができ、供給品Ｐ１は、限定されない。

【0045】

複数（二つ）の搬送部６３ｂの各々のベルトコンベアは、可動部６０ｍであり、第二サーボモータ２２ｍによって可動する。第二サーボモータ２２ｍは、第二モータ制御部２２によって駆動制御される。第二モータ制御部２２および第二通信制御部３２は、第二サーボアンプＳＡ２に設けられている。第二サーボアンプＳＡ２は、供給機器６３の内部に配置されている。また、第二サーボアンプＳＡ２には、位置検出器（エンコーダ）などの検出器から検出信号が入力される。

【0046】

第一モータ制御部２１は、第一サーボモータ２１ｍを駆動制御することにより、アーム５０ａを移動させることができ、エンドエフェクタ６１を作業対象物Ｗ１または供給品Ｐ１に向けて移動させることができる。多関節ロボット５０は、エンドエフェクタ６１を用いて、作業対象物Ｗ１に対して種々の作業を行うことができる。例えば、多関節ロボット５０は、カメラ５０ｃによって作業対象物Ｗ１を撮像する。モーションコントローラＭＣ０より上位の制御装置は、作業対象物Ｗ１が撮像された画像を画像処理して、作業対象物Ｗ１の位置および姿勢を認識する。

【0047】

制御装置は、作業対象物Ｗ１の位置および姿勢に基づいて、エンドエフェクタ６１の目標位置（Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標）並びに目標姿勢（回転角度）を算出する。モーションコントローラＭＣ０は、算出されたエンドエフェクタ６１の目標位置（Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標）並びに目標姿勢（回転角度）に基づいて、アーム５０ａの各関節５０ｊ（第一関節５２ａ～第五関節５２ｅ）の目標位置および目標角度を設定する。第一モータ制御部２１は、各関節５０ｊ（第一関節５２ａ～第五関節５２ｅ）の位置が目標位置と一致し且つ角度が目標角度と一致するように、第一サーボモータ２１ｍを駆動制御する。

【0048】

また、多関節ロボット５０は、第二モータ制御部２２がエンドエフェクタ６１の第二サーボモータ２２ｍを駆動制御しつつ、作業対象物Ｗ１に対して種々の作業を行うこともできる。さらに、第二モータ制御部２２が搬送機器６２の第二サーボモータ２２ｍを駆動制御して作業対象物Ｗ１を搬送し、多関節ロボット５０が搬送された作業対象物Ｗ１に対して種々の作業を行うこともできる。また、第二モータ制御部２２が供給機器６３の第二サーボモータ２２ｍを駆動制御して供給品Ｐ１を供給し、多関節ロボット５０が供給された供給品Ｐ１を用いて作業対象物Ｗ１に対して種々の作業を行うこともできる。

【0049】

多関節ロボット５０による作業は、限定されない。供給品Ｐ１をピックアップするピックアップ作業、供給品Ｐ１を作業対象物Ｗ１の所定位置ＡＲ１に配置する配置作業、および、供給品Ｐ１を作業対象物Ｗ１の被組み付け部ＡＭ１の所定部位ＡＰ１に組み付ける組み付け作業のうちの少なくとも一つは、多関節ロボット５０による作業に含まれる。

【0050】

図２に示す多関節ロボット５０は、エンドエフェクタ６１を用いて、搬送機器６２によって搬送され位置決めされた作業対象物Ｗ１をピックアップすることができる。また、多関節ロボット５０は、エンドエフェクタ６１を用いて、供給機器６３によって供給された供給品Ｐ１をピックアップすることもできる。さらに、多関節ロボット５０は、例えば、図５に示す収納ケースＣ１の所定位置ＡＲ１に供給品Ｐ１を配置することもできる。収納ケースＣ１は、作業対象物Ｗ１であり、複数の領域に区分されている。所定位置ＡＲ１は、複数の領域のうちの少なくとも一つの領域（同図では、一つの領域）を示している。

【0051】

例えば、供給品Ｐ１が複数の部品の集合物である場合、多関節ロボット５０は、収納ケースＣ１において、供給品Ｐ１を部品の種類毎に配置することができる。また、多関節ロボット５０は、収納ケースＣ１において、供給品Ｐ１を部品の外形寸法に応じて配置することもできる。さらに、多関節ロボット５０は、収納ケースＣ１において、供給品Ｐ１を作業工程順に配置することもできる。

【0052】

多関節ロボット５０は、図６に示す作業対象物Ｗ１の被組み付け部ＡＭ１の所定部位ＡＰ１に供給品Ｐ１を組み付けることもできる。例えば、多関節ロボット５０は、供給機器６３によって供給された供給品Ｐ１をピックアップして、被組み付け部ＡＭ１の所定部位ＡＰ１に供給品Ｐ１を組み付けることができる。また、多関節ロボット５０は、収納ケースＣ１に配置した供給品Ｐ１をピックアップして、被組み付け部ＡＭ１の所定部位ＡＰ１に供給品Ｐ１を組み付けることもできる。なお、複数の多関節ロボット５０が協働して、被組み付け部ＡＭ１の所定部位ＡＰ１に供給品Ｐ１を組み付けることもできる。

【0053】

本実施形態の周辺機器６０は、多関節ロボット５０のアーム先端部５０ｔに取り付けられるエンドエフェクタ６１、作業対象物Ｗ１を搬送する搬送機器６２、および、作業対象物Ｗ１に供給品Ｐ１を供給する供給機器６３のうちの少なくとも一つである。よって、多関節ロボット５０は、エンドエフェクタ６１、搬送機器６２および供給機器６３のうちの少なくとも一つを使用して作業を行うことができる。また、周辺機器６０は、ユニット化されている。そのため、サーボシステム１０の構成変更が容易である。

【0054】

２．多関節ロボット５０
多関節ロボット５０は、第一モータ制御部２１と、第一通信制御部３１とを備えることもできる。第一モータ制御部２１は、関節５０ｊを動かす複数のサーボモータである第一サーボモータ２１ｍを駆動制御する。第一通信制御部３１は、作業の必要に応じて設けられる周辺機器６０および第一モータ制御部２１とそれぞれ通信可能である。この形態においても、サーボシステム１０について既述されていることが同様に言える。よって、本明細書では、重複する説明が省略されている。

【0055】

３．実施形態の効果の一例
サーボシステム１０によれば、第一通信制御部３１は、周辺機器６０および第一モータ制御部２１とそれぞれ通信可能である。よって、サーボシステム１０は、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信と、周辺機器６０を制御するための通信とを分離することができ、関節５０ｊを動かす第一サーボモータ２１ｍを制御するための通信の通信性能を確保することができる。サーボシステム１０について上述されていることは、第一モータ制御部２１および第一通信制御部３１を備える多関節ロボット５０についても同様に言える。

【符号の説明】

【0056】

１０：サーボシステム、２１：第一モータ制御部、
２１ｍ：第一サーボモータ、２２：第二モータ制御部、
２２ｍ：第二サーボモータ、３０：通信制御部、３１：第一通信制御部、
３２：第二通信制御部、４１：第一サーボネットワーク部、
４２：第二サーボネットワーク部、５０：多関節ロボット、５０ｊ：関節、
５０ｔ：アーム先端部、６０：周辺機器、６０ｍ：可動部、
６１：エンドエフェクタ、６２：搬送機器、６３：供給機器、
ＭＣ０：モーションコントローラ、ＳＡ１：第一サーボアンプ、
ＳＡ２：第二サーボアンプ、Ｗ１：作業対象物、Ｐ１：供給品。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】