特許 7596781 回生ブレーキの制御方法およびロボットシステム

(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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】回生ブレーキの制御方法およびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

B25J13/00 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020216424

(22)【出願日】2020-12-25

(65)【公開番号】P2022101984

(43)【公開日】2022-07-07

【審査請求日】2023-12-01

(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】清澤 勇貴

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０６１５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５１６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２８３４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３１６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２４１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５３３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３３９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６２１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９９７３１３４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２００５１３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０６４４４８５３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／１２－１９／００

Ｂ３０Ｂ １５／１０

Ｆ０３Ｄ ３／０６

Ｇ０５Ｄ ３／１２

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｐ ３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットシステムであって、
電力の供給を受けて出力軸の回転出力を生成し、前記出力軸への回転力の供給を受けて電力を生成する駆動部と、
前記回転出力により動かされる可動部と、
前記出力軸の角度位置を検出する検出部と、
電気抵抗を有し前記駆動部に接続される抵抗機器と、
前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフすることができるスイッチと、の１以上の組み合わせと、
前記ロボットシステムを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
電力の供給がない前記駆動部を対象とする第１制動制御であって、
前記検出部の出力に基づいて前記駆動部の前記回転出力の速度を算出し、
前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度と、前記回転出力の前記速度と、に応じて時系列的に定められるタイミングで、前記スイッチに前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフさせる、第１制動制御を実行することができ、
前記抵抗機器の少なくとも一部として、前記駆動部が生成する電力を蓄える蓄電部を備え、
前記制御部は、前記駆動部への電力の供給が遮断された場合に、前記蓄電部から電力の供給を受けて動作することができ、
前記１以上の前記組み合わせは、複数の前記組み合わせであり、
前記ロボットシステムは、複数の前記組み合わせに含まれる複数の前記駆動部を互いに接続する接続回路を備え、
前記制御部は、
前記複数の前記組み合わせのうち１以上の前記組み合わせについて、前記第１制動制御を実行することができ、
前記複数の前記組み合わせのうち他の１以上の前記組み合わせについて、電力が供給されている前記駆動部を対象とする第２制動制御であって、前記接続回路で、前記第１制動制御で生成された電力を利用して、前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度に応じた大きさの、前記回転出力とは逆向きの回転力を生じさせるように前記駆動部を制御する、第２制動制御を実行することができる、ロボットシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記駆動部が生成する電力を前記ロボットシステムが備える電子機器に供給する回生電力回路と、
前記回生電力回路に設けられ、前記電子機器に供給される電力の電圧をあらかじめ定められた値以下に制御することができる機器保護部と、を備える、ロボットシステム。

【請求項3】

ロボットシステムにおける回生ブレーキの制御方法であって、
前記ロボットシステムは、
電力の供給を受けて出力軸の回転出力を生成し、前記出力軸への回転力の供給を受けて電力を生成する駆動部と、
前記回転出力により動かされる可動部と、
前記出力軸の角度位置を検出する検出部と、
電気抵抗を有し前記駆動部に接続される抵抗機器と、
前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフすることができるスイッチと、の１以上の組み合わせを備え、
前記制御方法は、
電力の供給がない前記駆動部を対象とする第１制動制御を実行する工程であって、
前記検出部の出力に基づいて前記回転出力の速度を算出し、
前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度と、前記回転出力の前記速度と、に応じて時系列的に定められるタイミングで、前記スイッチに前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフさせる、工程を備え、
前記ロボットシステムは、
前記ロボットシステムを制御する制御部と、
前記抵抗機器の少なくとも一部としての蓄電部であって、前記駆動部が生成する電力を蓄える蓄電部と、を備え、
前記制御方法は、
前記駆動部への電力の供給が遮断された場合に、前記蓄電部から電力の供給を受けて前記制御部が前記ロボットシステムを制御する工程を備え、
前記１以上の前記組み合わせは、複数の前記組み合わせであり、
前記ロボットシステムは、複数の前記組み合わせに含まれる複数の前記駆動部を互いに接続する接続回路を備え、
前記制御方法は、
前記複数の前記組み合わせのうち１以上の前記組み合わせについて、前記第１制動制御を実行し、
前記複数の前記組み合わせのうち他の１以上の前記組み合わせについて、電力が供給されている前記駆動部を対象とする第２制動制御であって、前記接続回路で、前記第１制動制御で生成された電力を利用して、前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度に応じた大きさの、前記回転出力とは逆向きの回転力を生じさせるように前記駆動部を制御する、第２制動制御を実行する、
工程を備える、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回生ブレーキの制御方法およびロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットにおいて、電磁ブレーキによる機械的な制動に加えて、ロボットを駆動するモーターによる回生制動を行う技術が存在する。モーターを発電機として機能させた場合の制動力は、そのときのモーターの回転速度に応じて定まる。特許文献１の技術においては、非常停止動作において速度指令がゼロになるタイミングで、回生制動とサーボ電源オフとを実行する。このような処理を行うことにより、目標位置からの行き過ぎ量を低減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２４１３７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、特許文献１においては、サーボモーターが通常の回転速度で動作していた場合に、回生制動の制動力を制御する方法については、言及されていない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一形態によれば、ロボットシステムが提供される。このロボットシステムは、電力の供給を受けて出力軸の回転出力を生成し、前記出力軸への回転力の供給を受けて電力を生成する駆動部と、前記回転出力により動かされる可動部と、前記出力軸の角度位置を検出する検出部と、電気抵抗を有し前記駆動部に接続される抵抗機器と、前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフすることができるスイッチと、の１以上の組み合わせと、前記ロボットシステムを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、電力の供給がない前記駆動部を対象とする第１制動制御であって、前記検出部の出力に基づいて前記駆動部の前記回転出力の速度を算出し、前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度と、前記回転出力の前記速度と、に応じて時系列的に定められるタイミングで、前記スイッチに前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフさせる、第１制動制御を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本実施形態に係るロボットシステム５０の全体構成を示す説明図である。

【図2】モーターユニット１の構成を示す説明図である。

【図3】モーター１１に接続される電気的構成を示すブロック図である。

【図4】制御装置５２の主要な機能部を示すブロック図である。

【図5】ロボット５１の動作を停止させる停止指示があった場合の制御装置５２の処理を示すフローチャートである。

【図6】制御装置５２が回生ブレーキをオンとする時間およびオフとする時間を表すグラフである。

【図7】図６にしたがって、回生ブレーキのオンとオフが繰り返された場合の、モーター１１に接続される電気抵抗の大きさを示すグラフである。

【図8】図６にしたがって、回生ブレーキのオンとオフが繰り返された場合の、モーター１１による制動力の大きさを示すグラフである。

【図9】ステップＳ４６０における制御装置５２の主要な機能部の関係を示すブロック図である。

【図10】第２実施形態のロボットシステム５０ｂにおいて、モーター１１に接続される電気的構成を示すブロック図である。

【図11】第２実施形態において、ロボット５１の動作を停止させる場合の制御装置５２の処理を示すフローチャートである。

【図12】瞬間停電が発生した場合の出力軸１２のモーター角速度の大きさと、速度指令が表す角速度の大きさと、を時系列的に表したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態に係るロボットシステム５０の全体構成を示す説明図である。ロボットシステム５０は、ロボット５１と、制御装置５２と、を備える。

【0008】

ロボット５１は、いわゆる垂直多関節ロボットである。ロボット５１は、基台５３と、アーム要素５４，５５，５６，５７，５８，５９とを備える。図１には示していないが、ロボット５１は、さらに、インバーター８３と、抵抗器８４と、スイッチ８６と、を備える。

【0009】

基台５３は、ロボット５１を構成する他の部材を支持している。基台５３を床に固定することで、ロボット５１が床の上に設置される。

【0010】

アーム要素５４は、一方の端において、基台５３に支持されている。アーム要素５４は、設置面に略垂直な回転軸５４ａを中心に、基台５３に対して所定の角度範囲で回転することができる。アーム要素５５の他端は、アーム要素５５に接続されている。アーム要素５５は、一方の端において、アーム要素５４に接続されている。アーム要素５５は、回転軸５４ａと垂直な回転軸５５ａを中心に、アーム要素５４に対して所定の角度範囲で回転可能である。アーム要素５５の他端は、アーム要素５６に接続されている。アーム要素５６は、一方の端において、アーム要素５５に接続されている。アーム要素５６は、回転軸５５ａと略平行な回転軸５６ａを中心に、アーム要素５５に対して所定の角度範囲で回転可能である。アーム要素５６の他端は、アーム要素５７に接続されている。

【0011】

アーム要素５７は、一方の端において、アーム要素５６に接続されている。アーム要素５７は、回転軸５６ａと垂直な回転軸５７ａを中心に、アーム要素５６に対して所定の角度範囲で回転可能である。アーム要素５７の他端は、アーム要素５８に接続されている。アーム要素５８は、一方の端において、アーム要素５７に接続されている。アーム要素５８は、回転軸５７ａと垂直な回転軸５８ａを中心に、アーム要素５７に対して所定の角度範囲で回転可能である。アーム要素５８の他端は、アーム要素５９に接続されている。

【0012】

アーム要素５９は、一方の端において、アーム要素５８に接続されている。アーム要素５９は、回転軸５８ａと垂直な回転軸５９ａを中心に、アーム要素５８に対して所定の角度範囲で回転可能である。アーム要素５９の他端には、エンドエフェクターが取り付けられる。エンドエフェクターは、ロボット５１による作業の対象物であるワークを保持することができる。ロボット５１の制御点は、たとえば、アーム要素５９の回転軸５９ａ上であってアーム要素５９から所定の距離にある位置に設定される。なお、技術の理解を容易にするために、図１において、エンドエフェクターの表示を省略している。

【0013】

アーム要素５４と基台５３との接続部分は、ねじり関節を構成している。アーム要素５５とアーム要素５４との接続部分は、曲げ関節を構成している。アーム要素５６とアーム要素５５との接続部分は、曲げ関節を構成している。アーム要素５７とアーム要素５６との接続部分は、ねじり関節を構成している。アーム要素５８とアーム要素５７との接続部分は、曲げ関節を構成している。アーム要素５９とアーム要素５８との接続部分は、ねじり関節を構成している。回転軸５８ａ，５６ａ，５５ａは、互いに平行である。

【0014】

各アーム要素の接続部分、すなわちロボット５１の関節には、それぞれモーターユニット１が設けられている。モーターユニット１が備えるモーター１１の出力軸１２の回転出力により、アーム要素５４，５５，５６，５７，５８，５９が動かされる。アーム要素５４，５５，５６，５７，５８，５９が動かされることにより、関節を介して互いに接続されている二つのアーム要素の相対角度が変わる。その結果、アーム要素５９に取り付けられたエンドエフェクターが、３次元空間の任意の位置に任意の姿勢で配される。モーターユニット１の構成については、後に説明する。

【0015】

制御装置５２は、ロボットシステム５０を制御する。制御装置５２は、ケーブルにより、ロボット５１と通信可能に接続されている。制御装置５２は、プロセッサーであるＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、を備えている。ＲＡＭは、メインメモリーと、補助記憶装置とを含む。制御装置５２のＣＰＵは、補助記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムをメインメモリーにロードして実行することによって、ロボットを動作させる。

【0016】

制御装置５２は、ロボット５１の制御点の制御について、ＰＴＰ制御（Point To Point control）と、ＣＰ制御（Continuous Path control）と、を行うことができる。ＰＴＰ制御は、目標とする位置と姿勢のみを指定され、目標とする位置に至るまでの動作経路を指定されない制御である。ＣＰ制御は、動作経路に沿って、位置と姿勢を指定される制御である。

【0017】

図２は、モーターユニット１の構成を示す説明図である。モーターユニット１は、モーター１１と、エンコーダー１５と、電磁ブレーキ２１と、プーリー３１と、モータープレート３とを備えている。

【0018】

モータープレート３は、モーターユニット１をロボット５１に固定するための部材である。モータープレート３には、モーター１１と電磁ブレーキ２１とが固定されている。モータープレート３は、軸孔３ａを備えている。

【0019】

モーター１１は、出力軸１２を備えている。モーター１１は、電力の供給を受けて出力軸１２の回転出力を生成する。また、モーター１１は、出力軸１２への回転力の供給を受けて電力を生成する。モーター１１は、モータープレート３に固定されている。出力軸１２は、モータープレート３の軸孔３ａを貫通している。

【0020】

プーリー３１は、減速機を介して、モーター１１の出力軸１２に接続されている。プーリー３１は、モーター１１の出力軸１２によって回転される。プーリー３１の回転は、ベルトを介してアーム要素に伝えられ、アーム要素を動かす。また、プーリー３１は、プーリー３１が接続されているモーター１１に電力が供給されていない状態において、アーム要素の動きに起因する回転力を伝達され、その回転力を出力軸１２に供給する。その結果、モーター１１は、発電機として機能する。

【0021】

エンコーダー１５は、モーター１１の出力軸１２の角度位置を検出する。エンコーダー１５は、モーター１１に対してモータープレート３とは逆の側において、モーター１１に固定されている。

【0022】

電磁ブレーキ２１は、モータープレート３に対してモーター１１とは逆の側において、モータープレート３に固定されている。電磁ブレーキ２１は、電磁ブレーキ２１に電力が供給されていない状態において、静止している出力軸１２を回転不能に保持する。具体的には、電磁ブレーキ２１は、出力軸１２に接続された部材に対して、バネによる弾性力で、可動部材を押圧することにより、可動部材とその部材との間の摩擦力によって、出力軸１２を回転不能に保持する。電磁ブレーキ２１は、電磁ブレーキ２１に電力が供給されている状態において、出力軸１２を回転可能にする。具体的には、電磁ブレーキ２１は、電力を供給されることにより、バネによる弾性力に抗して、出力軸１２に接続された部材から可動部材を離す。その結果、出力軸１２は回転可能となる。

【0023】

図３は、モーター１１に接続される電気的構成を示すブロック図である。インバーター８３は、モーター１１と商用電源８１に接続されている。インバーター８３は、商用電源８１から供給される交流電力の周波数および電圧を変換して、モーター１１に供給する。ロボット５１においては、一つの関節を駆動する一つのモーター１１に対して、一つのインバーター８３が設けられている。

【0024】

抵抗器８４は、電気抵抗を有する。抵抗器８４は、電力を供給されて発熱する。抵抗器８４は、スイッチ８６を介して、モーター１１に接続されている。スイッチ８６は、抵抗器８４とモーター１１との接続をオンおよびオフする。

【0025】

一つの関節Ｊｎに対応して、モーター１１と、そのモーター１１の回転出力により動かされるアーム要素と、エンコーダー１５と、電磁ブレーキ２１と、スイッチ８６と、の一つの組み合わせが設けられている（図２および図３参照）。すなわち、ロボットシステム５０においては、モーター１１と、そのモーター１１の回転出力により動かされるアーム要素と、エンコーダー１５と、電磁ブレーキ２１と、スイッチ８６と、の６個の組み合わせが設けられている。図３において、一つの関節Ｊｎに対応する構成を、破線で囲って示す。

【0026】

ロボットシステム５０において、６個の関節Ｊｎに対応する６組のモーター１１およびインバーター８３は、互いに並列に商用電源８１に接続されている。

【0027】

ロボットシステム５０において、６個の関節Ｊｎに対応する６組のモーター１１、およびスイッチ８６は、互いに並列に抵抗器８４に接続されている。すなわち、６個の関節Ｊｎに対応する、モーター１１と、アーム要素と、エンコーダー１５と、スイッチ８６と、の６個の組み合わせが、一つの抵抗器８４を共有している（図２および図３参照）。機能上は、一つの関節Ｊｎに対応して、モーター１１と、スイッチ８６と、インバーター８３と、抵抗器８４と、の一つの組み合わせが、設けられている、と把握することができる。

【0028】

図４は、制御装置５２の主要な機能部を示すブロック図である。制御装置５２は、動作指令部４０と、電磁ブレーキ制御部４５と、回生ブレーキ制御部４６と、を備える。

【0029】

動作指令部４０は、位置指令を受け取って、位置指令に応じてモーター１１の動作を制御する。動作指令部４０は、位置制御器４１と、速度制御器４２と、電流制御器４３と、モータードライバー４４と、を備える。

【0030】

位置制御器４１は、位置制御器４１に入力される位置指令と、エンコーダー１５から入力される出力軸１２の角度位置との差分を基に、速度指令を生成する。

【0031】

速度制御器４２は、位置制御器４１から入力される速度指令と、モーター１１の回転出力の速度であるモーター角速度と、に応じて、出力軸１２の目標回転速度を算出し、その目標回転速度に応じた電流指令を生成する。モーター角速度は、エンコーダー１５の出力に基づいてされる。より具体的には、モーター角速度は、エンコーダー１５によって検出された出力軸１２の角度位置を微分することによって得られる。

【0032】

電流制御器４３は、速度制御器４２から入力される電流指令と、モータードライバー４４から入力されるモーター１１の駆動電流との差分に対し、比例制御および積分制御を行い、電流指令に応じた電流がモーター１１に供給されるようにモータードライバー４４を制御する。

【0033】

モータードライバー４４は、構成要素としてインバーター８３およびスイッチ８６を含む（図３参照）。モータードライバー４４は、モーター１１に電流を供給して、モーター１１を駆動する。モータードライバー４４は、モーター１１に電流を供給しない状態において、モーター１１への抵抗器８４の接続をオンおよびオフする。

【0034】

電磁ブレーキ制御部４５は、動作指令部４０から入力される電磁ブレーキ実行指令に応じて、電磁ブレーキ２１を作動させる（図４の下段参照）。電磁ブレーキ２１によって、モーター１１の出力軸１２は、回転不能に保持される。

【0035】

回生ブレーキ制御部４６は、位置制御器４１から入力される速度指令と、モーター角速度とに応じて、電力を供給されず出力軸１２への回転力の供給を受けているモーター１１について、モータードライバー４４を介して、回生ブレーキの制動力を制御する（図４の上段右部参照）。

【0036】

図５は、ロボット５１の動作を停止させる停止指示があった場合の制御装置５２の処理を示すフローチャートである。図５の処理により、回生ブレーキの制御方法が実現される。停止指示は、たとえば、非常停止ボタンが押されることにより、発行される。

【0037】

ステップＳ１００において、制御装置５２は、停止指示を受信する。

【0038】

ステップＳ２００において、制御装置５２は、エンコーダー１５の出力に基づいて、モーター１１の回転出力の速度であるモーター角速度を算出する。モーター角速度は、エンコーダー１５によって検出された出力軸１２の角度位置を微分することによって得られる。

【0039】

ステップＳ３００において、制御装置５２は、各関節のモーター１１について、現在のモーター角速度から、モーター１１に接続されている機器が損傷しない減速度で減速するように、モーター１１の目標減速度、目標角速度、および目標角度位置を決定する。目標減速度は、その関節から先のロボット５１のアームの質量、ロボット５１が保持しているワークの質量、エンドエフェクターの質量などに基づいて、モーター１１に接続された減速機などが破損しない数値に設定される。目標角速度および目標角度位置は、設定された目標減速度に基づいて設定される。

【0040】

たとえば、ＣＰ制御において指定された動作経路上に制御点がある状態でロボット５１の動作を停止させるためには、指定された動作経路に沿って制御点が減速しつつ移動するように、各関節のモーター１１の目標減速度、目標角速度、および目標角度位置が決定される。その結果、各関節のモーター１１は、それぞれ独自の減速度で減速される。

【0041】

ステップＳ４００において、制御装置５２は、モーター１１を停止させる停止処理を実行する。より具体的には、ステップＳ４００において、ロボット５１の各モーター１１について、回生ブレーキが実行される。

【0042】

ステップＳ４１０において、制御装置５２は、モーター１１への電力の供給を停止する。

【0043】

ステップＳ４２０～Ｓ４６０において、制御装置５２は、モーター１１についてステップＳ３００で定められた目標減速度と、モーター１１の回転出力の速度と、に応じて時系列的に定められるタイミングで、スイッチ８６に抵抗器８４とモーター１１との接続をオンおよびオフさせる。

【0044】

ステップＳ４２０において、制御装置５２は、エンコーダー１５の出力に基づいて、モーター１１の回転出力の速度であるモーター角速度を算出する。モーター角速度は、エンコーダー１５によって検出された出力軸１２の角度位置を微分することによって得られる。

【0045】

ステップＳ４４０において、制御装置５２は、ステップＳ３００で定められた目標減速度と、ステップＳ４２０で得られたモーター角速度と、に基づいて、目標減速度を実現するように、次に回生ブレーキをオンとする時間および回生ブレーキをオフとする時間を算出する。

【0046】

ステップＳ４６０において、制御装置５２は、ステップＳ２３０で得られたタイミングで、スイッチ８６に抵抗器８４とモーター１１との接続をオンおよびオフさせる（図３参照）。

【0047】

ステップＳ４８０において、制御装置５２は、モーター角速度が、０を含む所定の範囲内になったか否かを判定する。モーター角速度が０を含む所定の範囲内になった場合には、処理はステップＳ６００に進む。モーター角速度が０を含む所定の範囲内になっていない場合には、処理はステップＳ４２０に戻る。その結果、モーター角速度が０近傍になるまで、回生ブレーキのオンとオフが繰り返される。

【0048】

図６は、制御装置５２が回生ブレーキをオンとする時間およびオフとする時間を表すグラフである。図６の例において、当初は、単位時間あたりの回生ブレーキをオンとする時間の割合が、大きく設定され、その後、単位時間あたりの回生ブレーキをオンとする時間の割合が、小さくなっていることが分かる。モーター角速度が一定であるという前提のもとでは、高い制動力を発揮させる場合には、単位時間あたりの回生ブレーキをオンとする時間の割合が、大きく設定される。低い制動力を発揮させる場合には、単位時間あたりの回生ブレーキをオンとする時間の割合が、小さく設定される。

【0049】

図７は、図６にしたがって、回生ブレーキのオンとオフが繰り返された場合の、モーター１１に接続される電気抵抗の大きさを示すグラフである。抵抗器８４の電気抵抗は一定である（図３参照）。このため、図７のグラフは、図６のグラフの相似形である。

【0050】

図８は、図６にしたがって、回生ブレーキのオンとオフが繰り返された場合の、モーター１１による制動力の大きさを示すグラフである。回生ブレーキがオンのときの制動力は、モーター角速度が低いほど、小さい。また、モーター１１に抵抗器８４が接続されてから制動力が発生するまでの間、およびモーター１１と抵抗器８４の接続が遮断されてから制動力が完全になくなるまでの間には、時間遅れが生じる。その結果、図６にしたがって、回生ブレーキのオンとオフが繰り返された場合の、モーター１１による制動力の大きさは、図８に示すようになる。図８の例において、当初は、制動力が大きく、その後、制動力が小さくなっていることが分かる。このように制動力を制御することにより、モーター１１をスムーズに停止させることができる。

【0051】

図５のステップＳ４２０～Ｓ４６０の処理を行うことにより、回生制動によって、目標減速度に沿ってアーム要素５４，５５，５６，５７，５８，５９を減速させることができる。その結果、モーター１１に接続されている減速機などの機器が回生制動によって破損する事態を防止することができる。また、本実施形態の構成によれば、電流制御を行って回生ブレーキの制動力を制御する態様に比べて、簡易な構成で回生ブレーキの制動力を制御することができる。

【0052】

図９は、ステップＳ４６０における制御装置５２の主要な機能部の関係を示すブロック図である。図５のステップＳ４２０～Ｓ４６０の処理は、具体的には、制御装置５２において、以下のように行われる。制御装置５２は、図５のステップＳ３００で算出された目標角度位置に従って位置指令を生成する。位置制御器４１は、入力された位置指令と、エンコーダー１５から入力される出力軸１２の角度位置との差分を基に、速度指令を生成し、回生ブレーキ制御部４６に入力する。

【0053】

回生ブレーキ制御部４６は、位置制御器４１から入力される速度指令と、モーター角速度とに応じて、次に回生ブレーキをオンとする時間および回生ブレーキをオフとする時間を算出する。そして、その算出結果に応じて、モータードライバー４４を制御する。モータードライバー４４は、回生ブレーキ制御部４６からの指示に応じてスイッチ８６をオンおよびオフする（図３参照）。

【0054】

図５のステップＳ４１０において、モーター１１への電力の供給は停止されている。このため、図５のステップＳ４２０～Ｓ４６０の処理においては、回生ブレーキ制御部４６は、モーター１１に供給される電流の制御は行わない。図５のステップＳ４２０～Ｓ４６０の処理においては、速度制御器４２および電流制御器４３は機能しない。

【0055】

図５のステップＳ６００において、電磁ブレーキ制御部４５は、電磁ブレーキ２１を作動させる（図９の下段参照）。その結果、電磁ブレーキ２１によって、モーター１１の出力軸１２は、回転不能に保持される。

【0056】

第１実施形態におけるモーター１１を「駆動部」とも呼ぶ。アーム要素５４，５５，５６，５７，５８，５９を「可動部」とも呼ぶ。エンコーダー１５を「検出部」とも呼ぶ。抵抗器８４を「抵抗機器」とも呼ぶ。制御装置５２を「制御部」とも呼ぶ。電力の供給がないモーター１１について行われるステップＳ４００の処理を「第１制動制御」とも呼ぶ。

【0057】

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態のロボットシステム５０ｂは、抵抗機器として、抵抗器８４に代えて２次電池８４ｂを有する。第２実施形態のロボットシステム５０ｂは、第２コンバーター８５を有する。さらに、第２実施形態のロボットシステム５０ｂにおいては、ロボット５１を停止させる際の制御装置５２の処理が、第１実施形態のロボットシステム５０とは異なる。第２実施形態のロボットシステム５０ｂの他の点は、第１実施形態のロボットシステム５０と同じである。

【0058】

図１０は、第２実施形態のロボットシステム５０ｂにおいて、モーター１１に接続される電気的構成を示すブロック図である。第２実施形態のロボットシステム５０ｂは、第１コンバーター８２と、電子機器８７と、機器保護部８８と、２次電池８４ｂと、第２コンバーター８５と、を有する。

【0059】

電子機器８７は、ロボットシステム５０ｂが備える構成であって、直流の電力を供給されて動作する機器である。電子機器８７は、制御装置５２を含む（図１参照）。

【0060】

第１コンバーター８２は、商用電源８１と機器保護部８８とに接続されている。第１コンバーター８２は、商用電源８１から供給される交流電力を直流電力に変換し、機器保護部８８を経由して電子機器８７に供給する。

【0061】

２次電池８４ｂは、機器保護部８８に対して、第１コンバーター８２と並列に接続されている。２次電池８４ｂは、第２コンバーター８５に接続されている。２次電池８４ｂは、第２コンバーター８５を介して、モーター１１が生成する電力を蓄える。２次電池８４ｂは、機器保護部８８を介して、電子機器８７に電力を供給する。２次電池８４ｂは、具体的には、リチウムイオン電池である。

【0062】

第２コンバーター８５は、２次電池８４ｂに接続されている。第２コンバーター８５には、スイッチ８６を介して、モーター１１およびインバーター８３が、並列に接続されている。第２コンバーター８５は、モーター１１が生成する交流電力を直流電力に変換し、２次電池８４ｂに供給する。

【0063】

モーター１１が生成する電力を電子機器８７に供給する回路を、回生電力回路Ｃｒと呼ぶ。回生電力回路Ｃｒには、スイッチ８６、第２コンバーター８５、２次電池８４ｂ、および機器保護部８８が設けられている。

【0064】

機器保護部８８は、電子機器８７に接続されている。機器保護部８８には、第１コンバーター８２および２次電池８４ｂが、並列に接続されている。機器保護部８８は、第１コンバーター８２または２次電池８４ｂから電子機器８７に供給される電力の電圧をあらかじめ定められた値以下に制御する。機器保護部８８は、具体的にはポリスイッチである。

【0065】

このような構成とすることにより、電子機器８７を過電圧によって損傷させることなく、モーター１１が生成する電力を２次電池８４ｂを介して活用することができる。

【0066】

第１実施形態においては説明を省略したが、第１実施形態のロボットシステム５０においても、第１コンバーター８２、機器保護部８８、および電子機器８７は設けられている。

【0067】

一つの関節Ｊｎに対応して、モーター１１と、そのモーター１１の回転出力により動かされるアーム要素と、エンコーダー１５と、電磁ブレーキ２１と、スイッチ８６と、第２コンバーター８５と、インバーター８３と、の一つの組み合わせが設けられている（図２および図１０参照）。すなわち、ロボットシステム５０ｂにおいては、モーター１１と、そのモーター１１の回転出力により動かされるアーム要素と、エンコーダー１５と、電磁ブレーキ２１と、スイッチ８６と、第２コンバーター８５と、インバーター８３と、の６個の組み合わせが設けられている。図１０において、一つの関節Ｊｎに対応する構成を、破線で囲って示す。

【0068】

ロボットシステム５０ｂにおいて、６個の関節Ｊｎに対応する６組のモーター１１、スイッチ８６、および第２コンバーター８５は、互いに並列に２次電池８４ｂに接続されている。すなわち、６個の関節Ｊｎに対応する、モーター１１と、アーム要素と、エンコーダー１５と、スイッチ８６と、第２コンバーター８５と、の６個の組み合わせが、一つの２次電池８４ｂを共有している（図２および図１０参照）。すなわち、ロボットシステム５０ｂは、２次電池８４ｂを介して６個のモーター１１を互いに接続する接続回路Ｃｃを備える。機能上は、一つの関節Ｊｎに対応して、モーター１１と、スイッチ８６と、インバーター８３と、第２コンバーター８５と、２次電池８４ｂと、の一つの組み合わせが、設けられている、と把握することができる。

【0069】

電子機器８７としての制御装置５２は、たとえば、停電のために、モーター１１への電力の供給が遮断された場合にも、２次電池８４ｂから電力の供給を受けて動作することができる（図１０の上段右部参照）。このような構成とすることにより、モーター１１が動作できなくなった後にも、制御装置５２は、２次電池８４ｂに蓄えられた電気エネルギーを利用して、第１制動制御を実行することができる（図５のＳ４００および図１１のＳ４００参照）。このため、回転出力を生成していたモーター１１は、減速機等のモーター１１に接続された機器を破損させることなく、制御装置５２によって適切に停止される。

【0070】

図１１は、第２実施形態において、ロボット５１の動作を停止させる場合の制御装置５２の処理を示すフローチャートである。図１１の処理は、以下の場合に、実行される。（ｉ）ロボットシステム５０ｂに商用電源８１から電力が供給されている場合。（ｉｉ）ロボットシステム５０ｂに商用電源８１から電力が供給されていないが、各関節のモーター１１を停止させるまでの間、各関節のモーター１１に駆動電力を供給できるだけの電気エネルギーが、２次電池８４ｂに蓄えられている場合。ロボットシステム５０ｂに商用電源８１から電力が供給されず、かつ、各関節のモーター１１を停止させるまでの間、各関節のモーター１１に駆動電力を供給できるだけの電気エネルギーが、２次電池８４ｂに蓄えられていない場合の処理については、後に説明する。

【0071】

図１１のステップＳ１００～Ｓ３００の処理は、図５のステップＳ１００～Ｓ３００の処理と同じである。

【0072】

第２実施形態においては、６個の関節に対応する、モーター１１と、そのモーター１１の回転出力により動かされるアーム要素と、エンコーダー１５と、電磁ブレーキ２１と、スイッチ８６と、の６個の組み合わせのうち、一部の関節に対応する組み合わせについて、第１制動制御（図５のＳ４００、および図１１のＳ４００参照）が実行されることができる。そして、他の一部の関節に対応する組み合わせについて、第２制動制御（図１１のＳ５００参照）が実行されることができる。

【0073】

具体的には、ステップＳ３００で得られた目標減速度の絶対値が閾値よりも０に近い関節のモーター１１については、ステップＳ３００の処理の後、ステップＳ４００の処理が実行される。目標減速度の絶対値が閾値以上の関節のモーター１１については、ステップＳ３００の処理の後、ステップＳ５００の処理が実行される。目標減速度の絶対値が閾値よりも０に近い１以上の関節をまとめて「関節Ｊ１」と呼ぶ。目標減速度の絶対値が閾値以上の１以上の関節を、まとめて「関節Ｊ２」と呼ぶ。目標減速度の閾値は、回生ブレーキによって実現できる減速度の上限、またはその上限に１未満の係数を掛けた値とすることができる。

【0074】

図１１のステップＳ４００の処理は、図５のステップＳ４００の処理と同じである。ただし、ステップＳ４００の処理の結果得られたモーター１１の回生による電力は、２次電池８４ｂを経由して、ステップＳ５００の処理が実行されるモーター１１に供給される。

【0075】

ステップＳ５００においては、回生ブレーキ制御部４６は、対象とする関節Ｊ２のモーター１１について、電力の供給を停止しない（図５のＳ４１０参照）。対象とするモーター１１への電力の供給は、商用電源８１または２次電池８４ｂから行われる（図１０の下段左部および中段中央部参照）。２次電池８４ｂには、関節Ｊ１のモーター１１から回生電力が供給されている。その結果、第２制動制御は、接続回路Ｃｃを経由して、第１制動制御で生成された電力を利用して、行われることができる。

【0076】

回生ブレーキ制御部４６は、関節Ｊ２のモーター１１についてステップＳ３００で定められた目標減速度に応じた大きさの、それまで回転出力とは逆向きの回転力を生じさせるように、モーター１１を制御する。逆向きの回転力は、ステップＳ１００で定められた目標減速度を実現するように、時系列的に決定される。制御装置５２における処理は、第１実施形態において図４を使用して説明した処理と同様である。ステップＳ５００において、モーター角速度が０になったら、処理はステップＳ６００に進む。

【0077】

電力が供給されているモーター１１について行われるステップＳ５００の処理を、「第２制動制御」とも呼ぶ。

【0078】

このような処理を行うことにより、ステップＳ４００の第１制動制御とステップＳ５００の第２制動制御とによって６個の関節のモーター１１をそれぞれ適切に制御して、ロボットのアーム要素５４，５５，５６，５７，５８，５９を適切に減速させることができる。より具体的には、目標減速度が大きい関節Ｊ２については、それまで回転出力とは逆向きの回転力を生じさせて、目標減速度に沿った減速を行わせることができる。また、関節Ｊ１のモーター１１の第１制動制御によって得られたエネルギーを他の関節Ｊ２のモーター１１の第２制動制御に使用できる。このため、ロボットシステム５０ｂのエネルギー効率を高めることができる。

【0079】

図１１のステップＳ６００の処理は、図５のステップＳ６００の処理と同じである。

【0080】

一方、ロボットシステム５０ｂに商用電源８１から電力が供給されず、かつ、各関節のモーター１１を停止させるまでの間、各関節のモーター１１に駆動電力を供給できるだけの電気エネルギーが、２次電池８４ｂに蓄えられていない場合は、図１１の処理は行われない。その場合には、ステップＳ４１０以外の図５の処理が行われる。その場合に実行される図５の各工程は、モーター１１への電力の供給が遮断された場合に、２次電池８４ｂから電力の供給を受けて制御装置５２がロボットシステム５０ｂを制御する工程である。

【0081】

図１２は、瞬間停電が発生した場合の出力軸１２のモーター角速度の大きさと、速度指令が表す角速度の大きさと、を時系列的に表したグラフである。図１２において、横軸は時間である。時刻ｔ０において停電が発生し、時刻ｔ１において、電力の供給が回復したものとする。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの経過時間は３００～４００ミリ秒である。

【0082】

図１２において、本来の速度指令が表す角速度の大きさを、一点鎖線のグラフＧ０で示す。本来の速度指令が表す角速度の大きさは、一定値Ｖ０である。出力軸１２の実際のモーター角速度の大きさを、実線のグラフＧ１で示す。修正後の速度指令が表す角速度の大きさを、二点鎖線のグラフＧ０ｒで示す。修正後の速度指令が表す角速度のグラフＧ０ｒと、出力軸１２の実際のモーター角速度のグラフＧ１とは、一致する。しかし、技術の理解を容易にするため、図１２においては、グラフＧ０ｒとグラフＧ１とをずらして表示している。

【0083】

ロボット５１の制御点の制御についてＰＴＰ制御が行われているときに、瞬間停電が発生した場合には、制御装置５２は以下の処理を行う。

【0084】

停電が発生した場合には、電子機器８７としての制御装置５２は、前述のように、２次電池８４ｂから電力の供給を受けて動作する。一方、各関節のモーター１１は、電力の供給が絶たれるため、駆動力を失う。その結果、出力軸１２のモーター角速度Ｇ１は時刻ｔ０以降、Ｖ０から低下する。

【0085】

たとえば、ロボット５１が他の構造物に接触して動作を阻害され、出力軸１２のモーター角速度が低下した場合には、ロボットシステム５０ｂにおいて、以下の処理が行われる。すなわち、出力軸１２のモーター角速度と本来の速度指令が表す角速度Ｖ０との差が閾値以上になった場合には、「エラー停止」の処理が行われ、ロボット５１の動作が停止される。その結果、ロボット５１または他の構造物の損傷が低減または防止される。その後、復帰処理が行われる。

【0086】

本実施形態においては、制御装置５２は、商用電源８１からの電力の供給が絶たれた場合には、上記の処理に代えて以下の処理を行う。すなわち、制御装置５２は、速度指令をグラフＧ０で表される内容からグラフＧ０ｒで表される内容に修正する。すなわち、制御装置５２は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの速度指令の内容を、出力軸１２の実際のモーター角速度Ｇ１と一致させる。この処理は、時刻ｔ０の後、繰り返しの処理によって、時刻ｔ１まで行われる。その結果、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで間の、出力軸１２のモーター角速度と修正後の速度指令が表す角速度との差は、０となる。

【0087】

そして、制御装置５２は、電力の供給が回復した時刻ｔ１以降の速度指令の内容を、以下のように修正する。すなわち、時刻ｔ１における出力軸１２の実際のモーター角速度Ｇ１から、増大させ、時刻ｔ２において、本来の速度指令が表す角速度の大きさＶ０となるよう、速度指令が修正される。このような処理を行うことにより、ロボット５１は、瞬間停電が発生した場合にも、エラー停止することなく、動作を継続することができる。

【0088】

第２実施形態における２次電池８４ｂを「蓄電部」または「抵抗機器」とも呼ぶ。

【0089】

Ｃ．他の実施形態：
Ｃ１．他の実施形態１：
（１）上記第１実施形態においては、６個の関節Ｊｎに対応する、モーター１１と、アーム要素と、エンコーダー１５と、スイッチ８６と、の６個の組み合わせが、一つの抵抗器８４を共有している（図２および図３参照）。また、上記第２実施形態においては、６個の関節Ｊｎに対応する、モーター１１と、アーム要素と、エンコーダー１５と、スイッチ８６と、第２コンバーター８５と、の６個の組み合わせが、一つの２次電池８４ｂを共有している（図２および図１０参照）。しかし、抵抗機器は、それぞれの組み合わせに対して一つずつ設けられてもよい。たとえば、各関節に対応して、抵抗機器として、キャパシタが設けられてもよい。

【0090】

また、上記実施形態においては、ロボットシステム５０，５０ｂにおいて、関節Ｊｎに対応する、モーター１１と、アーム要素と、エンコーダー１５と、スイッチ８６と、の６個の組み合わせが、設けられている。しかし、それらの組み合わせは、１個でもよく、３個、４個など、他の数だけ設けられていてもよい。ただし、それらの組み合わせは、複数組設けられることが好ましい。

【0091】

（２）上記第２実施形態のロボットシステム５０ｂは、抵抗機器として、抵抗器８４に代えて２次電池８４ｂを有する（図３および図１０参照）。しかし、ロボットシステムは、抵抗機器として、抵抗器と蓄電池の両方を備えてもよい。また、蓄電池は、ニッケル水素電池でもよく、キャパシタでもよい。

【0092】

（３）上記実施形態においては、モーター１１に接続されている機器が損傷しない減速度で減速するように、モーター１１の目標減速度が決定される（図５のＳ３００、および図１１のＳ３００参照）。しかし、たとえば、本開示の技術をＡＭＲ（Autonomous Mobile Robot：自律移動ロボット）に適用する場合には、ＡＭＲが転倒しない値に、目標減速度が設定されることができる。

【0093】

（４）出力軸１２の角度位置の検出は、角度位置の変化量の検出によって行われてもよい。また、出力軸１２の絶対的な角度位置が検出できる検出部を適用することもできる。

【0094】

（５）上記第１実施形態において、モーター角速度は、図５のステップＳ２００，Ｓ４２０で行われるものとして説明した。しかし、モーター角速度が、常に取得されている態様としてもよい。

【0095】

（６）上記実施形態においては、ステップＳ４２０～Ｓ４６０の繰り返しの処理によって、回生ブレーキをオンとするタイミングおよびオフとするタイミングが時系列的に決定される（図５および図６参照）。しかし、モーター角速度が０になるまでの、回生ブレーキをオンとするタイミングおよびオフとするタイミングは、繰り返しの処理によらず、あらかじめ計算によって定めることもできる。また、モーター１１への電力の供給の停止は、第１制動制御内ではなく、第１制動制御以外で行われてもよい（図５のＳ４１０参照）。

【0096】

（７）上記第２実施形態において、電子機器８７は、制御装置５２を含む（図１参照）。この電子機器８７は、他の機器を含んでもよい。

【0097】

（８）上記第２実施形態においては、機器保護部８８は、具体的にはポリスイッチである。しかし、機器保護部８８は、ＤＣ／ＤＣコンバーターなど、他の構成とすることもできる。たとえば、機器保護部８８は、電子機器に供給される電力の電圧が閾値以上になった場合に、追加の抵抗機器を備える他の回路を電子機器と直列に接続し、電子機器にかかる電圧を低減する構成とすることもできる。

【0098】

（９）上記第２実施形態においては、目標減速度に応じて第１制動制御または第２制動制御が行われる（図１１参照）。しかし、第１制動制御を行う対象と、第２制動制御を行う対象とは、モーターの角速度など、他のパラメーターによって分けられてもよい。

【0099】

Ｃ２．他の実施形態２：
上記第２実施形態においては、ロボットシステム５０ｂは、２次電池８４ｂを備える。そして、電子機器８７としての制御装置５２は、２次電池８４ｂから電力の供給を受けて動作することができる（図１０の上段右部参照）。しかし、第１実施形態のように、ロボットシステムは、２次電池８４ｂを備えない態様とすることもできる（図３参照）。

【0100】

Ｃ３．他の実施形態３：
上記第２実施形態においては、一部の関節について第１制動制御が実行され、他の一部の関節について第２制動制御が実行される（図１１のＳ４００，Ｓ５００参照）。しかし、第１実施形態のように、第２制動制御が実行されない態様とすることもできる。

【0101】

Ｃ４．他の実施形態４：
上記第２実施形態においては、回生電力回路Ｃｒに、機器保護部８８が設けられている。しかし、第１実施形態の様に、回生電力回路Ｃｒを備えない態様とすることもできる。

【0102】

Ｄ．さらに他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0103】

（１）本開示の一形態によれば、ロボットシステムが提供される。このロボットシステムは、電力の供給を受けて出力軸の回転出力を生成し、前記出力軸への回転力の供給を受けて電力を生成する駆動部と、前記回転出力により動かされる可動部と、前記出力軸の角度位置を検出する検出部と、電気抵抗を有し前記駆動部に接続される抵抗機器と、前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフすることができるスイッチと、の１以上の組み合わせと、前記ロボットシステムを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、電力の供給がない前記駆動部を対象とする第１制動制御であって、前記検出部の出力に基づいて前記駆動部の前記回転出力の速度を算出し、前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度と、前記回転出力の前記速度と、に応じて時系列的に定められるタイミングで、前記スイッチに前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフさせる、第１制動制御を実行することができる。
このような態様とすれば、回生制動によって、目標減速度に沿って可動部を減速させることができる。

【0104】

（２）上記形態のロボットシステムにおいて、前記抵抗機器の少なくとも一部として、前記駆動部が生成する電力を蓄える蓄電部を備え、前記制御部は、前記駆動部への電力の供給が遮断された場合に、前記蓄電部から電力の供給を受けて動作することができる、態様とすることができる。
このような態様とすれば、駆動部が動作できなくなった後にも、制御部は、蓄電部に蓄えられたエネルギーを利用して、第１制動制御を実行することができる。このため、駆動部は適切に停止される。

【0105】

（３）上記形態のロボットシステムにおいて、前記１以上の前記組み合わせは、複数の前記組み合わせであり、前記ロボットシステムは、複数の前記組み合わせに含まれる複数の前記駆動部を互いに接続する接続回路を備え、前記制御部は、前記複数の前記組み合わせのうち１以上の前記組み合わせについて、前記第１制動制御を実行することができ、前記複数の前記組み合わせのうち他の１以上の前記組み合わせについて、電力が供給されている前記駆動部を対象とする第２制動制御であって、前記接続回路で、前記第１制動制御で生成された電力を利用して、前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度に応じた大きさの、前記回転出力とは逆向きの回転力を生じさせるように前記駆動部を制御する、第２制動制御を実行することができる、態様とすることができる。
このような態様とすれば、第１制動制御と第２制動制御によって複数の駆動部をそれぞれ適切に制御して、ロボットの複数の可動部を適切に減速させることができる。また、ある駆動部の第１制動制御によって得られたエネルギーを他の駆動部の第２制動制御に使用できるため、ロボットシステムのエネルギー効率を高めることができる。

【0106】

（４）上記形態のロボットシステムにおいて、前記駆動部が生成する電力を前記ロボットシステムが備える電子機器に供給する回生電力回路と、前記回生電力回路に設けられ、前記電子機器に供給される電力の電圧をあらかじめ定められた値以下に制御することができる機器保護部と、を備える、態様とすることができる。
このような態様とすれば、電子機器を損傷させることなく、駆動部が生成する電力を活用することができる。

【0107】

（５）本開示の他の形態によれば、ボットシステムにおける回生ブレーキの制御方法が提供される。前記ロボットシステムは、電力の供給を受けて出力軸の回転出力を生成し、前記出力軸への回転力の供給を受けて電力を生成する駆動部と、前記回転出力により動かされる可動部と、前記出力軸の角度位置を検出する検出部と、電気抵抗を有し前記駆動部に接続される抵抗機器と、前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフすることができるスイッチと、の１以上の組み合わせを備える。前記制御方法は、電力の供給がない前記駆動部を対象とする第１制動制御を実行する工程であって、前記検出部の出力に基づいて前記回転出力の速度を算出し、前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度と、前記回転出力の前記速度と、に応じて時系列的に定められるタイミングで、前記スイッチに前記抵抗機器と前記駆動部との接続をオンおよびオフさせる、工程を備える。

【0108】

（６）上記形態の制御方法において、前記ロボットシステムは、前記ロボットシステムを制御する制御部と、前記抵抗機器の少なくとも一部としての蓄電部であって、前記駆動部が生成する電力を蓄える蓄電部と、を備え、前記制御方法は、前記駆動部への電力の供給が遮断された場合に、前記蓄電部から電力の供給を受けて前記制御部が前記ロボットシステムを制御する工程を備える、態様とすることができる。

【0109】

（７）上記形態の制御方法において、前記１以上の前記組み合わせは、複数の前記組み合わせであり、前記ロボットシステムは、複数の前記組み合わせに含まれる複数の前記駆動部を互いに接続する接続回路を備え、前記制御方法は、前記複数の前記組み合わせのうち１以上の前記組み合わせについて、前記第１制動制御を実行し、前記複数の前記組み合わせのうち他の１以上の前記組み合わせについて、電力が供給されている前記駆動部を対象とする第２制動制御であって、前記接続回路で、前記第１制動制御で生成された電力を利用して、前記駆動部についてあらかじめ定められた目標減速度に応じた大きさの、前記回転出力とは逆向きの回転力を生じさせるように前記駆動部を制御する、第２制動制御を実行する、工程を備える、態様とすることができる。

【0110】

本開示は、回生ブレーキの制御方法やロボットシステム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ロボットの制御方法やロボットの運転方法、それらの制御方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

【符号の説明】

【0111】

１…モーターユニット、３…モータープレート、３ａ…軸孔、１１…モーター、１２…出力軸、１５…エンコーダー、２１…電磁ブレーキ、３１…プーリー、４０…動作指令部、４１…位置制御器、４２…速度制御器、４３…電流制御器、４４…モータードライバー、４５…電磁ブレーキ制御部、４６…回生ブレーキ制御部、５０…ロボットシステム、５０ｂ…ロボットシステム、５１…ロボット、５２…制御装置、５３…基台、５４…アーム要素、５４ａ…回転軸、５５…アーム要素、５５ａ…回転軸、５６…アーム要素、５６ａ…回転軸、５７…アーム要素、５７ａ…回転軸、５８…アーム要素、５８ａ…回転軸、５９…アーム要素、５９ａ…回転軸、８１…商用電源、８２…第１コンバーター、８３…インバーター、８４…抵抗器、８４ｂ…２次電池、８５…第２コンバーター、８６…スイッチ、８７…電子機器、８８…機器保護部、Ｃｒ…回生電力回路、Ｇ０…速度指令が表す角速度の大きさを示すグラフ、Ｇ０ｒ…修正後の速度指令が表す角速度の大きさを示すグラフ、Ｇ１…出力軸１２の実際のモーター角速度の大きさを示すグラフ、Ｊ１…関節、Ｊ２…関節、Ｊｎ…関節、Ｖ０…角速度の値、ｔ０…瞬間停電の開始時刻、ｔ１…瞬間停電の終了時刻、ｔ２…角速度がＶ０に回復する時刻

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】