JP2000033587A - 増分式エンコーダの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、位置センサとして増分式エンコー
ダを用い、電源投入後の復帰動作を自動的に行うことが
可能な増分式エンコーダの制御方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 増分式エンコーダ３からの位置情報を求
め、少なくとも前記増分式エンコーダの停止時の位置情
報を保存８するとともに、前記増分式エンコーダの起動
時には前記保存した位置情報を前記増分式エンコーダに
フィードバックしてなることを特徴とする増分式エンコ
ーダの制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボット等
の制御装置において用いられる増分式エンコーダの制御
方法に係り、特に増分式エンコーダの絶対位置をバック
アップする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボット等の制御装置では、ロボ
ットの間接の駆動源であるモータ等に装着する回転型位
置センサとして光学式などのロータリエンコーダが良く
用いられる。このエンコーダには、大きく分けて増分式
と絶対値式とがある。増分式エンコーダは、その名の通
り電源投入時のエンコーダ値（初期値をセットしなけれ
ばゼロ）からカウントアップ・ダウンを始めるため、電
源遮断直前のロボットの位置姿勢を示す絶対値が反映さ
れていない。そこで、ロボットを使用する前に原点検出
及び復帰動作をさせて、ロボットの絶対位置とエンコー
ダの値とを一致させる必要がある。絶対値式エンコーダ
は、位置センシングの原理自体は増分式エンコーダと類
似のものであるが、ロボットの絶対位置を電源遮断時も
バッテリ等でバックアップしているところが大きく異な
り、電源投入後の原点検出及び復帰動作が不要で、ロボ
ットのユーザにとっては使い勝手の良いエンコーダであ
る。

【０００３】今日までに絶対値式エンコーダは広く普及
するようになり、関連する特許出願も多い。例えば、登
録特許第２５４５８２９号公報の「ロボットの制御装
置」や特開平５−２４８８９３号公報の「バックアップ
式絶対位置エンコーダ」などがその例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、絶対値式エン
コーダにはバッテリ等でバックアップするための複雑な
ハードウエアが必要でコストアップの要因となる。ま
た、この複雑なハードウエアを取り付けた絶対値式エン
コーダを用いるため、ロボットの関節部分が大型化した
り、ロボットとコントローラとを接続する絶対位置管理
用等のケーブルが増加し、ロボットのコンパクト化やメ
ンテナンスのし易さを阻害する要因になる。

【０００５】そこで、低コストかつ小型のロボットシス
テムを構築する場合には、増分式エンコーダのメリット
と、絶対値式エンコーダのメリットを兼ね備えたエンコ
ーダが求められている。

【０００６】本発明は、位置センサとして増分式エンコ
ーダを用い、電源投入後の復帰動作を自動的に行うこと
が可能な増分式エンコーダの制御方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、増分式エ
ンコーダからの位置情報を求め、少なくとも前記増分式
エンコーダの停止時の位置情報を保存するとともに、前
記増分式エンコーダの起動時には前記保存した位置情報
を前記増分式エンコーダにフィードバックしてなること
を特徴とする増分式エンコーダの制御方法である。

【０００８】第２の発明は、増分式エンコーダからの位
置情報を求め、少なくとも前記増分式エンコーダへの起
動電力切断時の位置情報を補助電力を用いて保存すると
ともに、前記増分式エンコーダの起動電力復元時には前
記保存した位置情報を前記増分式エンコーダにフィード
バックしてなることを特徴とする増分式エンコーダの制
御方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１
の実施形態に係る増分式エンコーダの制御方法を用いた
ロボット制御システムのブロック図である。本実施形態
では、制御装置１でロボット２例えば、産業用ロボット
を制御する場合について説明する。ロボット２には関節
軸数分例えば、６軸数分の増分式エンコーダ３が内蔵さ
れている。

【００１０】この増分式エンコーダの位置情報を制御装
置１で読み取れる信号形式に変換するインターフェース
２３が必要である。変換された位置情報は、増分式エン
コーダ用インタフェースボード４を介して、制御装置１
へ読み込まれる。ロボット２を駆動させるモータ２１も
モータその他用インタフェースボード２２を介して制御
装置１に接続されているが、公知の技術で代用できるの
で、ここでは説明を省略する。

【００１１】制御装置１には、電源１０のオン・オフ等
を行う操作パネル５と、ディスプレイ・キーボード６
と、パソコン等の計算機すなわち、マザーボード７（Ｃ
ＰＵやメモリ）；不揮発記憶装置８（磁気ディスク装置
やフラッシュメモリなどバッテリバックアップを必要と
しない装置）と、から構成されている。ディスプレイ・
キーボード６からメニューを選択することによりロボッ
トの教示や自動運転，本発明の目的である電源投入後の
原点検出及び復帰動作を不要にするための増分式エンコ
ーダ３の絶対位置をバックアップする作業を行うことが
できる。

【００１２】本発明を含むこれら一連のロボット作業
は、パソコン等の計算機に組み込んだマンマシンインタ
フェースソフトウエア、ロボットの運動制御ソフトウエ
ア、及びサーボ制御ソフトウエア（以下、バックアップ
ソフトウェアと総称する）によって行うことができる。

【００１３】各インタフェースボード４，２２は、ＩＳ
Ａ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃ
ｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）規格やＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒ
ａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）
規格等の拡張バス９でマザーボード７と接続される。電
源１０は外部電力１４の供給を受け、制御装置１と、イ
ンタフェース２３を介してロボット２と、へ電力を供給
する。

【００１４】ロボット２を起動する際には、原点キャリ
ブレーション作業により、ロボット各軸の機械的な原点
を定めると同時に各軸の増分式エンコーダの値をゼロに
リセットしておく。この機械的原点とロボットのホーム
ポジションは同じとは限らないし、ロボットのアプリケ
ーションによっては毎回ホームポジションから違う位置
で作業を終えて電源遮断する場合もある。つまり、制御
装置１の電源１０を投入してロボットを起動するとき
に、ロボットが毎回同じ位置姿勢であるとは限らないわ
けである。

【００１５】本実施形態によれば、ディスプレイ・キー
ボード６で前記バックアップソフトウェアの「作業終了
メニュー」を選択すると、自動的にその時点での各軸の
増分式エンコーダ３の値すなわち、絶対位置を不揮発記
憶装置８へ自動的にセーブすなわち、バックアップさ
れ、その後、電源１０から制御装置１への電力供給が停
止する。次回ロボットを起動するときに、前記バックア
ップソフトウェアの「作業開始メニュー」を選択する
と、最後にセーブされた絶対位置が不揮発記憶装置から
自動的にロードされ、前記運動制御ソフトウエア、サー
ボ制御ソフトウエア、及び増分式用エンコーダインタフ
ェースボード４の設定値も自動的に前記絶対位置に設定
される。

【００１６】尚、不揮発記憶装置８を用いて増分式エン
コーダの絶対位置をセーブする代わりに、フロッピーデ
ィスクなどのリムーバブルディスクや、制御装置１にネ
ットワークで接続され、かつ、電源１０とは異なる電源
から電力を得ている半導体メモリ等の記録媒体を用いて
もかまわない。

【００１７】図２は、本発明の第２の実施形態に係る増
分式エンコーダの制御方法を用いたロボット制御システ
ムのブロック図である。本実施形態はロボット作業中に
停電が起こった場合を想定したものであるが、このよう
な場合、電源再投入時には再び原点検出・復帰動作が必
要であることは言うまでもない。

【００１８】尚、図１と同じ構成要素については同じ図
番を付し、ここでは重複する説明を省略する。停電検出
信号用インタフェースボード１１が拡張バス９に接続さ
れており、停電検出信号１２は電源１０に電力を供給す
る無停電電源装置１３から発信されるものである。無停
電電源装置１３は、停電により外部電力１４の供給が途
絶えても内蔵バッテリにより一定時間例えば、１時間、
制御装置１に電力を供給できるものである。停電が起こ
ったときに無停電電源装置１３から発信される停電検出
信号１３が停電検出信号用インタフェースボード１１を
介して取り込まれて、ロボット２を安全な位置・姿勢に
停止させるとともに、その時点での各軸の増分式エンコ
ーダ３の値すなわち、前記絶対位置を不揮発記憶装置８
へ自動的にセーブすなわち、バックアップする。

【００１９】停電が復帰しロボットを再起動するとき
に、作業開始メニューを選択すると不揮発記憶装置８か
ら自動的に前記絶対位置がロードされ、前記運動制御ソ
フトウエア、サーボ制御ソフトウエア、及び増分式用エ
ンコーダインタフェースボード４の設定値が自動的に前
記絶対位置に設定される。このようにして、停電が起こ
った場合の電源再投入後の増分式エンコーダの原点検出
及び復帰動作も不要になる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置センサとして増分式エンコーダを用いた制御装置の、
電源投入後の復帰動作が自動的に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る増分式エンコ
ーダの制御方法を用いたロボットの制御システムのブロ
ック図である。

【図２】 本発明の第２の実施形態に係る増分式エンコ
ーダの制御方法を用いたロボットの制御システムのブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ ロボット ２ 制御装置 ３ 増分式エンコーダ ４ 増分式エンコーダ用インタフェースボード ５ 操作パネル ６ ディスプレイ・キーボード ７ マザーボード（ＣＰＵ・メモリ） ８ 不揮発記憶装置 ９ 拡張バス １０ 電源 １１ 停電検出用インタフェースボード １２ 停電検出信号 １３ 無停電電源装置 １４ 外部電力 ２１ モータその他 ２２ モータその他用インタフェースボード ２３ インタフェース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増分式エンコーダからの位置情報を求
   め、少なくとも前記増分式エンコーダの停止時の位置情
   報を保存するとともに、前記増分式エンコーダの起動時
   には前記保存した位置情報を前記増分式エンコーダにフ
   ィードバックすることを特徴とする増分式エンコーダの
   制御方法。
2. 【請求項２】 増分式エンコーダからの位置情報を求
   め、少なくとも前記増分式エンコーダへの起動電力切断
   時の位置情報を補助電力を用いて保存するとともに、前
   記増分式エンコーダの起動電力復元時には前記保存した
   位置情報を前記増分式エンコーダにフィードバックする
   ことを特徴とする増分式エンコーダの制御方法。