特許 7593078 モーター制御用角度センサー、モーター制御システムおよびモーター制御用角度センサーの制御方法

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】モーター制御用角度センサー、モーター制御システムおよびモーター制御用角度センサーの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 31/00 20060101AFI20241126BHJP

   G01B 7/30 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H02P31/00

G01B7/30 H

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020198146

(22)【出願日】2020-11-30

(65)【公開番号】P2022086241

(43)【公開日】2022-06-09

【審査請求日】2023-10-13

(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】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】今井 涼介

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０９０３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２９１１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ３１／００

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

Ｇ０１Ｂ ７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーターの駆動に応じた信号を出力するセンサーと、
演算処理部と、
動作履歴一時記憶部と、
動作履歴保存部と、を有し、
前記演算処理部は、外部装置から定期的に送信されるリクエスト信号に応じて前記セン
サーから出力される信号に基づいて取得した前記モーターの位置および前記位置を取得し
た時刻を含む位置情報データを生成し、生成した前記位置情報データを前記動作履歴一時
記憶部に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合または前記外部装置から異常を知
らせる信号を受信した場合に、前記動作履歴一時記憶部に記憶されている前記位置情報デ
ータを動作履歴保存部に保存し、
ｎ－２回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数に対して直後のｎ－
１回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数の変化量と比べて、ｎ－１
回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数に対して直後のｎ回目の前記
リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数の変化量が変化した場合、前記演算処理
部は、前記リクエスト信号の受信失敗を検出することを特徴とするモーター制御用角度セ
ンサー。

【請求項2】

前記演算処理部は、前記外部装置からのリクエスト信号に応じて前記位置情報データを
生成し、生成した前記位置情報データを前記動作履歴一時記憶部に記憶する請求項１に記
載のモーター制御用角度センサー。

【請求項3】

前記演算処理部は、前記外部装置からのリクエスト信号に応じて前記位置情報データを
生成し、生成した前記位置情報データを前記外部装置に送信する請求項１または２に記載
のモーター制御用角度センサー。

【請求項4】

前記動作履歴一時記憶部は、リングバッファで構成されている請求項１ないし３のいず
れか１項に記載のモーター制御用角度センサー。

【請求項5】

前記モーターの温度を検出する温度センサーを有し、
前記演算処理部は、前記位置および前記時刻に加えて、前記時刻における前記モーター
の温度を含む前記位置情報データを生成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のモ
ーター制御用角度センサー。

【請求項6】

モーターと、
前記モーターの駆動に応じた信号を出力するセンサーと、
演算処理部と、
動作履歴一時記憶部と、
動作履歴保存部と、
前記モーターの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記演算処理部は、前記制御装置から定期的に送信されるリクエスト信号に応じて前記
センサーから出力される信号に基づいて取得した前記モーターの位置および前記位置を取
得した時刻を含む位置情報データを生成し、生成した前記位置情報データを前記動作履歴
一時記憶部に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合または前記制御装置から異常
を知らせる信号を受信した場合に、前記動作履歴一時記憶部に記憶されている前記位置情
報データを動作履歴保存部に保存し、
ｎ－２回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数に対して直後のｎ－
１回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数の変化量と比べて、ｎ－１
回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数に対して直後のｎ回目の前記
リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数の変化量が変化した場合、前記演算処理
部は、前記リクエスト信号の受信失敗を検出することを特徴とするモーター制御システム
。

【請求項7】

モーターと、
前記モーターの駆動に応じた信号を出力するセンサーと、
演算処理部と、
動作履歴一時記憶部と、
動作履歴保存部と、
前記モーターの駆動を制御する制御装置と、を有するモーター制御用角度センサーの制
御方法であって、
前記演算処理部は、前記制御装置から定期的に送信されるリクエスト信号を受信する度
に、前記センサーから出力される信号に基づいて取得した前記モーターの位置および前記
位置を取得した時刻を含む位置情報データを生成し、生成した前記位置情報データを前記
動作履歴一時記憶部に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合または前記制御装置
から異常を知らせる信号を受信した場合に、前記動作履歴一時記憶部に記憶されている前
記位置情報データを動作履歴保存部に保存し、
ｎ－２回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数に対して直後のｎ－
１回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数の変化量と比べて、ｎ－１
回目の前記リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数に対して直後のｎ回目の前記
リクエスト信号に対応する時刻を示すカウント数の変化量が変化した場合、前記演算処理
部は、前記リクエスト信号の受信失敗を検出することを特徴とするモーター制御用角度セ
ンサーの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モーター制御用角度センサー、モーター制御システムおよびモーター制御用角度センサーの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ロボットの動作に異常が発生したときに、制御装置内の故障履歴メモリー部にエラー時の動作履歴を残し、その後のエラー発生原因の解析を容易にするロボット制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平４－１３０５０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような構成では、エラー発生原因の解析を行うためには故障履歴メモリー部を持つロボット制御装置を解析する必要がある。そのため、例えば、ロボットの駆動に用いられるモーターの回転量を検出する角度センサーに異常が生じた場合でも、角度センサーではなくロボット制御装置を解析する必要がある。ロボット制御装置は、角度センサーよりもサイズが大きく、解析のための搬送コストの増加や、解析の柔軟性低下に繋がるという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のモーター制御用角度センサーは、モーターの駆動に応じた信号を出力するセンサーと、
演算処理部と、
動作履歴一時記憶部と、
動作履歴保存部と、を有し、
前記演算処理部は、前記センサーから出力される信号に基づいて取得した前記モーターの位置および前記位置を取得した時刻を含む位置情報データを生成し、生成した前記位置情報データを前記動作履歴一時記憶部に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合または外部装置から異常を知らせる信号を受信した場合に、前記動作履歴一時記憶部に記憶されている前記位置情報データを動作履歴保存部に保存する。

【0006】

本発明のモーター制御システムは、モーターと、
前記モーターの駆動に応じた信号を出力するセンサーと、
演算処理部と、
動作履歴一時記憶部と、
動作履歴保存部と、
前記モーターの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記演算処理部は、前記センサーから出力される信号に基づいて取得した前記モーターの位置および前記位置を取得した時刻を含む位置情報データを生成し、生成した前記位置情報データを前記動作履歴一時記憶部に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合または前記制御装置から異常を知らせる信号を受信した場合に、前記動作履歴一時記憶部に記憶されている前記位置情報データを動作履歴保存部に保存する。

【0007】

本発明のモーター制御用角度センサーの制御方法は、モーターと、
前記モーターの駆動に応じた信号を出力するセンサーと、
演算処理部と、
動作履歴一時記憶部と、
動作履歴保存部と、
前記モーターの駆動を制御する制御装置と、を有するモーター制御用角度センサーの制御方法であって、
前記演算処理部は、前記制御装置からリクエスト信号を受信する度に、前記センサーから出力される信号に基づいて取得した前記モーターの位置および前記位置を取得した時刻を含む位置情報データを生成し、生成した前記位置情報データを前記動作履歴一時記憶部に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合または前記制御装置から異常を知らせる信号を受信した場合に、前記動作履歴一時記憶部に記憶されている前記位置情報データを動作履歴保存部に保存する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係るロボットシステムを示す全体図である。

【図2】駆動装置の断面図である。

【図3】駆動装置の断面図である。

【図4】駆動装置のブロック図である。

【図5】駆動装置が有する演算処理部が生成する位置情報データの一例を示す図である。

【図6】駆動装置が有する演算処理部の処理工程を示すフローチャートである。

【図7】駆動装置が有する演算処理部の異常検出方法を説明するためのグラフである。

【図8】駆動装置が有する演算処理部の異常検出方法を説明するためのグラフである。

【図9】駆動装置が有する演算処理部の異常検出方法を説明するためのグラフである。

【図10】駆動装置が有する演算処理部の異常検出方法を説明するためのグラフである。

【図11】駆動装置の変形例を示すブロック図である。

【図12】駆動装置の変形例を示すブロック図である。

【図13】駆動装置の変形例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明のモーター制御用角度センサー、モーター制御システムおよびモーター制御用角度センサーの制御方法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。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係るロボットシステムを示す全体図である。図２および図３は、それぞれ、駆動装置の断面図である。図４は、駆動装置のブロック図である。図５は、駆動装置が有する演算処理部が生成する位置情報データの一例を示す図である。図６は、駆動装置が有する演算処理部の処理工程を示すフローチャートである。図７ないし図１０は、それぞれ、駆動装置が有する演算処理部の異常検出方法を説明するためのグラフである。

【0011】

なお、図２および図３には互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示す各矢印の先端側を「＋」、基端側を「－」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」といい、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」といい、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。また、＋Ｚ軸方向側を「上」、－Ｚ軸方向側を「下」ともいう。図３は、図２をＺ軸まわりに９０°回転させた断面図である。

【0012】

図１に示すロボットシステム１は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボットシステム１は、所定の作業を実行するロボット２と、ロボット２の駆動を制御する外部装置としてのロボット制御装置３と、を有する。

【0013】

ロボット２は、６軸ロボットである。ロボット２は、床、壁、天井等に固定されるベース２０と、ベース２０に支持されたロボットアーム２１と、ロボットアーム２１の先端に装着されたエンドエフェクター２２と、を有する。また、ロボットアーム２１は、ベース２０に回動自在に連結されたアーム２１１と、アーム２１１に回動自在に連結されたアーム２１２と、アーム２１２に回動自在に連結されたアーム２１３と、アーム２１３に回動自在に連結されたアーム２１４と、アーム２１４に回動自在に連結されたアーム２１５と、アーム２１５に回動自在に連結されたアーム２１６と、を有する。そして、アーム２１６にエンドエフェクター２２が装着されている。

【0014】

ただし、ロボット２の構成は、特に限定されず、例えば、アームの数は、１本以上５本以下であってもよいし７本以上であってもよい。また、例えば、ロボット２は、スカラーロボット、双腕ロボット等であってもよい。

【0015】

ロボット２は、ベース２０に対してアーム２１１を回動させる駆動装置４１と、アーム２１１に対してアーム２１２を回動させる駆動装置４２と、アーム２１２に対してアーム２１３を回動させる駆動装置４３と、アーム２１３に対してアーム２１４を回動させる駆動装置４４と、アーム２１４に対してアーム２１５を回動させる駆動装置４５と、アーム２１５に対してアーム２１６を回動させる駆動装置４６と、を有する。これら駆動装置４１～４６は、それぞれ、ロボット制御装置３によって独立して制御される。

【0016】

ロボット制御装置３は、図示しないホストコンピューターからの位置指令を受けて、各アーム２１１～２１６が前記位置指令に応じた位置となるように駆動装置４１～４６の駆動を独立して制御する。ロボット制御装置３は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。また、メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、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。

【0017】

次に、駆動装置４１～４６について説明するが、これらは互いに同様の構成であるため、以下では、駆動装置４１について代表して説明し、その他の駆動装置４２～４６についてはその説明を省略する。駆動装置４１は、モーター制御システムであり、図２に示すように、モーター５と、モーター５の回転軸の回転状態を検出するモーター制御用角度センサー６と、を有する。

【0018】

モーター５は、２相ＡＣブラシレスモーター、３相ＡＣブラシレスモーター、３相同期モーター等の各種モーターである。モーター５は、Ｚ軸に平行な軸線ａＺに沿って配置された回転軸５１と、回転軸５１に固定されたローター５２と、ローター５２の周囲に配置されたステーター５３と、これらを収納すると共にステーター５３を支持する筒状のハウジング５４と、回転軸５１をハウジング５４に対して軸線ａＺまわりに回転可能に支持する軸受５５、５６と、を有する。また、ハウジング５４は、ベース２０に固定されている。また、回転軸５１のモーター制御用角度センサー６とは反対側の端部にはアーム２１１が接続されている。これにより、モーター５の出力がベース２０からアーム２１１に伝達され、ベース２０に対してアーム２１１が回動する。なお、回転軸５１は、必要に応じて減速機等の歯車装置を介してアーム２１１に接続されていてもよい。

【0019】

モーター制御用角度センサー６は、エンコーダーユニットであり、モーター５の上側すなわち＋Ｚ軸側に配置されている。モーター制御用角度センサー６は、回転角度検出型の光学式エンコーダー６１と、多回転検出型の磁気式エンコーダー６２と、基板６３と、を有する。これら各部は、ハウジング５４に固定されたハウジング６８内に収納されている。

【0020】

光学式エンコーダー６１は、反射型の光学式エンコーダーであり、モーター５の回転軸５１に固定された光学スケール６１１と、光学スケール６１１の回転状態を検出する光学センサー６１２と、を有する。光学スケール６１１は、回転軸５１と共に軸線ａＺまわりに回転する。光学スケール６１１は、モーター５の回転軸５１に固定されたハブ６１１ａと、ハブ６１１ａに固定されたディスク６１１ｂと、を有する。ディスク６１１ｂの上面には、ディスク６１１ｂの回転角度や回転速度を検出し得る図示しない検出用パターンが形成されている。検出用パターンとしては、特に限定されず、例えば、軸線ａＺを中心とする周方向に沿って、光の反射率の異なる２つの領域つまり反射領域と非反射領域とを交互に並べたパターンが挙げられる。

【0021】

光学センサー６１２は、ディスク６１１ｂの上側にディスク６１１ｂと離間して配置されている。光学センサー６１２は、ディスク６１１ｂ上の検出用パターンに向けて光Ｌを出射する発光素子６１２ａと、検出用パターンで反射した光Ｌを受光する受光素子６１２ｂと、を有する。発光素子６１２ａは、例えば、レーザダイオード、発光ダイオードであり、受光素子６１２ｂは、例えば、フォトダイオードである。このような構成の光学式エンコーダー６１では、ディスク６１１ｂの軸線ａＺまわりの回転に伴って受光素子６１２ｂからの出力信号の波形が変化する。そのため、この出力信号に基づいて、ディスク６１１ｂの３６０°範囲内での回転角度θを検出することができる。ただし、光学式エンコーダー６１の構成は、特に限定されない。

【0022】

磁気式エンコーダー６２は、光学センサー６１２の上側すなわち＋Ｚ軸側に配置されている。磁気式エンコーダー６２は、回転軸５１に固定された主歯車６２１と、主歯車６２１に噛合する２つの副歯車６２２ａ、６２２ｂと、副歯車６２２ａ、６２２ｂに固定された磁石６２３ａ、６２３ｂと、磁石６２３ａ、６２３ｂの回転状態を検出する磁気センサー６２４ａ、６２４ｂと、を有する。

【0023】

主歯車６２１は、回転軸５１と共に軸線ａＺまわりに回転する。副歯車６２２ａは、軸線ａＺに平行な軸線ａＺ１まわりに回転可能に軸支され、主歯車６２１に従動して主歯車６２１との歯車比に応じた回転量で回転する。同様に、副歯車６２２ｂは、軸線ａＺに平行な軸線ａＺ２まわりに回転可能に軸支され、主歯車６２１に従動して主歯車６２１との歯車比に応じた回転量で回転する。主歯車６２１、副歯車６２２ａおよび副歯車６２２ｂの歯数は、互いに異なっており、特に本実施形態では互いに素の関係となっている。

【0024】

磁石６２３ａは、副歯車６２２ａに固定されている。そのため、磁石６２３ａは、副歯車６２２ａと共に軸線ａＺ１まわりに回転する。同様に、磁石６２３ｂは、副歯車６２２ｂに固定されている。そのため、磁石６２３ｂは、副歯車６２２ｂと共に軸線ａＺ２まわりに回転する。磁石６２３ａ、６２３ｂは、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等の永久磁石であり、軸線ａＺ１、ａＺ２まわりの回転に伴って磁界の方向が変化するように配置されている。

【0025】

磁気センサー６２４ａ、６２４ｂは、磁石６２３ａ、６２３ｂの下側すなわち－Ｚ軸側に配置されている。このうち、磁気センサー６２４ａは、磁石６２３ａと対向して配置され、磁石６２３ａの磁界の方向つまり副歯車６２２ａの３６０°範囲内での回転角度に応じた信号を出力する。一方、磁気センサー６２４ｂは、磁石６２３ｂに対向して配置され、磁石６２３ｂの磁界の方向つまり副歯車６２２ｂの３６０°範囲内での回転角度に応じた信号を出力する。このような構成の磁気式エンコーダー６２では、磁気センサー６２４ａ、６２４ｂからの信号の値の組み合わせにより回転軸５１の回転数ｎを検出することができる。ただし、磁気式エンコーダー６２の構成は、特に限定されない。

【0026】

基板６３は、光学式エンコーダー６１と磁気式エンコーダー６２との間に配置されている。基板６３は、配線基板であり、ハウジング６８に固定されている。基板６３の下面６３１には、光学スケール６１１と対向して光学センサー６１２が実装されており、上面６３２には、磁石６２３ａ、６２３ｂと対向して磁気センサー６２４ａ、６２４ｂが実装されている。

【0027】

また、基板６３の下面６３１の光学センサー６１２と重ならない位置には、光学センサー６１２および磁気センサー６２４ａ、６２４ｂと電気的に接続された半導体素子６４が実装されている。半導体素子６４は、例えば、コンピューターで構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。また、メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、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。

【0028】

また、図３に示すように、基板６３の上面６３２にはコネクター６５が実装されている。そして、コネクター６５に接続された配線６６を介して半導体素子６４とロボット制御装置３とが電気的に接続されている。

【0029】

以上、駆動装置４１の構成について説明した。なお、以下では、光学センサー６１２および磁気センサー６２４ａ、６２４ｂをセンサー６０とも言う。次に、駆動装置４１に含まれている半導体素子６４について詳細に説明する。図４に示すように、半導体素子６４は、演算処理部６４１と、動作履歴一時記憶部６４２と、動作履歴保存部６４３と、タイマー６４４と、温度センサー６９と、を有する。このように、演算処理部６４１と、動作履歴一時記憶部６４２と、動作履歴保存部６４３と、タイマー６４４と、温度センサー６９と、を１つの半導体装置６４に設けることにより、駆動装置４１の小型化を図ることができる。ただし、これに限定されず、これらのうちの少なくとも１つは、半導体素子６４外に設けられていてもよい。

【0030】

動作履歴一時記憶部６４２は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）であり、動作履歴保存部６４３は、ＲＯＭ（ロードオンリーメモリー）である。そのため、動作履歴一時記憶部６４２に記憶されたデータは、駆動装置４１の電源が落とされると消去され、動作履歴保存部６４３に保存されたデータは、駆動装置４１の電源が落とされてもそのまま保存される。また、温度センサー６９は、モーター５の温度を検出する。

【0031】

演算処理部６４１は、センサー６０からの出力に基づいて回転軸５１の回転量Ｒを検出する。具体的には、電源投入時に磁気センサー６２４ａ、６２４ｂの出力に基づいてモーター５の回転軸５１の回転数ｎを検出し、その後は、検出した回転数ｎに対して光学センサー６１２の出力（パルス信号）に基づいて検出した回転軸５１の回転角度θを加減することにより回転量Ｒを検出する。ただし、回転量Ｒの検出方法としては、特に限定されない。

【0032】

図５に示すように、演算処理部６４１は、回転量Ｒと、回転量Ｒを取得した時刻Ｔｉと、回転量Ｒを取得した時刻Ｔｉにおけるモーター５の温度Ｔｅと、を含む位置情報データＤｒを生成する。そして、演算処理部６４１は、生成した位置情報データＤｒを動作履歴一時記憶部６４２に一時的に記憶する処理を行うと共に、ロボット制御装置３に送信する処理を行う。なお、時刻Ｔｉは、タイマー６４４で生成されるクロックに基づいた時刻であり、カウント数で示される。また、モーター５の温度Ｔｅは、温度センサー６９により検出された温度である。

【0033】

図６に示すように、演算処理部６４１は、ロボット制御装置３から定期的に送信されるリクエスト信号Ｓｒを受信する毎に位置情報データＤｒを生成し、生成した位置情報データＤｒを動作履歴一時記憶部６４２に一時的に記憶すると共にロボット制御装置３に送信する。これにより、不必要な位置情報データＤｒの生成や送信を防止することができ、処理負担を軽減することができる。このような処理を繰り返し行う中で、演算処理部６４１は、駆動装置４１の異常を検知したり、ロボット制御装置３から異常を知らせる信号であるエラーフラグＦｅを受信したりした場合、リクエスト信号Ｓｒを受信する毎に動作履歴一時記憶部６４２に記憶し続けた多数の位置情報データＤｒの中から必要な位置情報データＤｒを選択し、異常発生日時を紐付けて動作履歴保存部６４３に保存する。

【0034】

図６に示す例では、演算処理部６４１は、ｎ回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する位置情報データＤｒに基づいて駆動装置４１の異常を検知したため、電源投入からｎ回目のリクエスト信号Ｓｒまでに生成され、動作履歴一時記憶部６４２に記憶された多数の位置情報データＤｒのうち、直近５つの位置情報データＤｒつまりｎ－４回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する位置情報データＤｒからｎ回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する位置情報データＤｒを選択し、これらと異常発生日時すなわちｎ回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する時刻Ｔｉに相当する日時とを紐付けて、動作履歴保存部６４３に保存する。

【0035】

これにより、駆動装置４１の異常を検知した回を含む直近複数回の位置情報データＤｒは、電源が落とされても保存される。そのため、その後、動作履歴保存部６４３に保存された位置情報データＤｒを解析することにより、異常の原因を解析することが可能となる。駆動装置４１は、ロボット制御装置３よりもサイズが小さいため、従来と比べて異常の解析のための搬送コストの削減や、解析の柔軟性向上を図ることができる。また、異常発生の再現が不要となり、異常の解析が容易となる。また、位置情報データＤｒに温度Ｔｅが含まれているため、異常時のモーター５の状態を確認することもでき、異常の解析をより精度よく行うことができる。

【0036】

ここで、動作履歴一時記憶部６４２は、リングバッファで構成されている。これにより、最新の位置情報データＤｒを逐次記憶することができる。また、動作履歴一時記憶部６４２の容量を小さくすることができるため、つまり、上記の例で言えば少なくとも５回分の位置情報データＤｒを保存できる容量があればよいため、駆動装置４１の低コスト化を図ることもできる。

【0037】

動作履歴保存部６４３に保存する位置情報データＤｒの数は、５つに限定されず、適宜設定することができる。また、例えば、動作履歴一時記憶部６４２に一時的に記憶された全ての位置情報データＤｒを動作履歴保存部６４３に保存してもよい。つまり、電源投入後から異常を検知するまでの間に生成された全ての位置情報データＤｒを動作履歴保存部６４３に保存してもよい。また、異常検知前だけでなく、検知後の位置情報データＤｒについても併せて動作履歴保存部６４３に保存してもよい。例えば、ｎ回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する位置情報データＤｒの異常を検知した場合、ｎ－４回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する位置情報データＤｒからｎ＋４回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する位置情報データＤｒを動作履歴保存部６４３に保存してもよい。これにより、その異常が突発的なものなのか、慢性的なものなのかを解析し易くなる。

【0038】

なお、前記「駆動装置４１の異常」としては、特に限定されないが、例えば、以下のような例が挙げる。例えば、図７に示すように、ｎ－１回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する回転量Ｒに対して直後のｎ回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する回転量Ｒの出力が急増した場合、演算処理部６４１は、光学式エンコーダー６１の異常を検知する。また、例えば、図８に示すように、ｎ－１回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する時刻Ｔｉを示すカウント数に対して直後のｎ回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する時刻Ｔｉを示すカウント数が急増した場合、演算処理部６４１は、リクエスト信号Ｓｒの受信失敗を疑い、配線６６の断線、ノイズの発生等の異常を検知する。また、例えば、図９に示すように、ｎ－１回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する温度Ｔｅに対して直後のｎ回目のリクエスト信号Ｓｒに対応する温度Ｔｅが急増した場合、演算処理部６４１は、温度センサー６９の異常を検知する。また、例えば、図１０に示すように、温度Ｔｅが閾値ＳＨを超えた場合、演算処理部６４１は、モーター５の異常を検知する。このように、駆動装置４１によれば、急変するパラメータに基づいて、異常がどの要素に起因したものであるかを推定することもできる。そのため、その後の異常の解析がより容易となる。

【0039】

また、「ロボット制御装置３がエラーフラグＦｅを送信する場合」としては、特に限定されないが、例えば、リクエスト信号Ｓｒに応じた位置情報データＤｒの送信がない場合、位置情報データＤｒに含まれる回転量Ｒが位置指令から大きく乖離している場合、駆動装置４１以外の要素で異常が発生した場合等が挙げられる。

【0040】

以上、ロボットシステム１について説明した。このようなロボットシステム１に含まれるモーター制御用角度センサー６は、前述したように、モーター５の駆動に応じた信号を出力するセンサー６０と、演算処理部６４１と、動作履歴一時記憶部６４２と、動作履歴保存部６４３と、を有する。そして、演算処理部６４１は、センサー６０から出力される信号に基づいて取得したモーター５の位置としての回転量Ｒおよび回転量Ｒを取得した時刻Ｔｉを含む位置情報データＤｒを生成し、生成した位置情報データＤｒを動作履歴一時記憶部６４２に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合または外部装置としてのロボット制御装置３から異常を知らせる信号を受信した場合に、動作履歴一時記憶部６４２に記憶されている位置情報データＤｒを動作履歴保存部６４３に保存する。このような構成によれば、異常を検知した回またはロボット制御装置３から異常を知らせる信号を受信した回を含む直近複数回の位置情報データＤｒについては電源が落とされても保存される。そのため、その後、動作履歴保存部６４３に保存された位置情報データＤｒを解析することにより、異常の原因を解析することが可能となる。ここで、モーター制御用角度センサー６は、ロボット制御装置３よりもサイズが小さいため、従来と比べて異常解析のための搬送コストの削減や、解析の柔軟性向上を図ることができる。特に、位置情報データＤｒに時刻Ｔｉが含まれているため、例えば、異常がセンサー６０の異常なのか、あるいは、ロボット制御装置３との通信異常なのかを容易に判断できるようにもなる。

【0041】

また、前述したように、演算処理部６４１は、ロボット制御装置３からのリクエスト信号Ｓｒに応じて位置情報データＤｒを生成し、生成した位置情報データＤｒを動作履歴一時記憶部６４２に記憶する。これにより、不必要な位置情報データＤｒの生成や、動作履歴一時記憶部６４２への記憶を抑えることができる。

【0042】

また、前述したように、演算処理部６４１は、ロボット制御装置３からのリクエスト信号Ｓｒに応じて位置情報データＤｒを生成し、生成した位置情報データＤｒをロボット制御装置３に送信する。これにより、不必要な位置情報データＤｒの生成や、ロボット制御装置３への送信を抑えることができる。

【0043】

また、前述したように、動作履歴一時記憶部６４２は、リングバッファで構成されている。これにより、最新の位置情報データＤｒを逐次記憶することができる。また、動作履歴一時記憶部６４２の容量を小さくすることができるため、モーター制御用角度センサー６の低コスト化を図ることもできる。

【0044】

また、前述したように、モーター制御用角度センサー６は、モーター５の温度Ｔｅを検出する温度センサー６９を有する。そして、演算処理部６４１は、回転量Ｒおよび時刻Ｔｉに加えて、時刻Ｔｉにおけるモーター５の温度Ｔｅを含む位置情報データＤｒを生成する。これにより、モーター制御用角度センサー６は、センサー６０の異常だけではなく、モーター５の異常を検知することができる。

【0045】

また、前述したように、演算処理部６４１、動作履歴一時記憶部６４２および動作履歴保存部６４３は、１つの半導体素子６４に含まれている。これにより、モーター制御用角度センサー６の小型化を図ることができる。

【0046】

また、前述したように、モーター制御システムとしての駆動装置４１は、モーター５と、モーター５の駆動に応じた信号を出力するセンサー６０と、演算処理部６４１と、動作履歴一時記憶部６４２と、動作履歴保存部６４３と、モーター５の駆動を制御する制御装置としてのロボット制御装置３、を有する。そして、演算処理部６４１は、センサー６０から出力される信号に基づいて取得したモーター５の位置である回転量Ｒおよび回転量Ｒを取得した時刻Ｔｉを含む位置情報データＤｒを生成し、生成した位置情報データＤｒを動作履歴一時記憶部６４２に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合またはロボット制御装置３から異常を知らせる信号を受信した場合に、動作履歴一時記憶部６４２に記憶されている位置情報データＤｒを動作履歴保存部６４３に保存する。このような構成によれば、異常を検知した回またはロボット制御装置３から異常を知らせる信号を受信した回を含む直近複数回の位置情報データＤｒについては電源が落とされても保存される。そのため、その後、動作履歴保存部６４３に保存された位置情報データＤｒを解析することにより、異常の原因を解析することが可能となる。ここで、駆動装置４１は、ロボット制御装置３よりもサイズが小さいため、従来と比べて異常解析のための搬送コストの削減や、解析の柔軟性向上を図ることができる。

【0047】

また、前述したように、モーター５と、モーター５の駆動に応じた信号を出力するセンサー６０と、演算処理部６４１と、動作履歴一時記憶部６４２と、動作履歴保存部６４３と、モーター５の駆動を制御するロボット制御装置３、を有するモーター制御システムとしての駆動装置４１の制御方法では、演算処理部６４１は、ロボット制御装置３からリクエスト信号を受信する度に、センサー６０から出力される信号に基づいて取得したモーター５の回転量Ｒおよび回転量Ｒを取得した時刻Ｔｉを含む位置情報データＤｒを生成し、生成した位置情報データＤｒを動作履歴一時記憶部６４２に記憶する処理を繰り返し、異常を検知した場合またはロボット制御装置３から異常を知らせる信号を受信した場合に、動作履歴一時記憶部６４２に記憶されている位置情報データＤｒを動作履歴保存部６４３に保存する。このような方法によれば、異常を検知した回またはロボット制御装置３から異常を知らせる信号を受信した回を含む直近複数回の位置情報データＤｒについては電源が落とされても保存される。そのため、その後、動作履歴保存部６４３に保存された位置情報データＤｒを解析することにより、異常の原因を解析することが可能となる。ここで、駆動装置４１は、ロボット制御装置３よりもサイズが小さいため、従来と比べて異常解析のための搬送コストの削減や、解析の柔軟性向上を図ることができる。

【0048】

以上、本発明のモーター制御用角度センサー、モーター制御システムおよびモーター制御用角度センサーの制御方法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、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した実施形態では、モーター制御用角度センサー、モーター制御システムおよびモーター制御用角度センサーの制御方法をロボットシステムに適用した例について説明したが、モーター制御用角度センサー、モーター制御システムおよびモーター制御用角度センサーの制御方法は、ロボットシステム以外の各種電子機器にも適用することができる。

【0049】

また、前述した実施形態では、温度センサー６９が半導体素子６４内に配置されているが、これに限定されず、例えば、図１１および図１２に示すように、半導体素子６４外に配置されていてもよい。また、前述した実施形態では、動作履歴保存部６４３が半導体素子６４内に配置されているが、これに限定されず、図１３に示すように、半導体素子６４外に配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１…ロボットシステム、２…ロボット、２０…ベース、２１…ロボットアーム、２１１…アーム、２１２…アーム、２１３…アーム、２１４…アーム、２１５…アーム、２１６…アーム、２２…エンドエフェクター、３…ロボット制御装置、４１…駆動装置、４２…駆動装置、４３…駆動装置、４４…駆動装置、４５…駆動装置、４６…駆動装置、５…モーター、５１…回転軸、５２…ローター、５３…ステーター、５４…ハウジング、５５…軸受、５６…軸受、６…モーター制御用角度センサー、６０…センサー、６１…光学式エンコーダー、６１１…光学スケール、６１１ａ…ハブ、６１１ｂ…ディスク、６１２…光学センサー、６１２ａ…発光素子、６１２ｂ…受光素子、６２…磁気式エンコーダー、６２１…主歯車、６２２ａ…副歯車、６２２ｂ…副歯車、６２３ａ…磁石、６２３ｂ…磁石、６２４ａ…磁気センサー、６２４ｂ…磁気センサー、６３…基板、６３１…下面、６３２…上面、６４…半導体素子、６４１…演算処理部、６４２…動作履歴一時記憶部、６４３…動作履歴保存部、６４４…タイマー、６５…コネクター、６６…配線、６８…ハウジング、６９…温度センサー、Ｄｒ…位置情報データ、Ｆｅ…エラーフラグ、Ｌ…光、Ｒ…回転量、ＳＨ…閾値、Ｓｒ…リクエスト信号、Ｔｅ…温度、Ｔｉ…時刻、ａＺ…軸線、ａＺ１…軸線、ａＺ２…軸線、ｎ…回転数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】