JP2010094787A - 電動グリッパを装備するロボットおよび電動グリッパの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドに対して電動グリッパを取り付けたロボットにおいて、簡素な構成で、しかも簡単に電動グリッパを制御する。
【解決手段】グリッパ制御部４には共有メモリ４２が設けられており、当該共有メモリ４２に対してバスライン６を介してロボット本体制御部３がアクセス可能となっている。そして、ロボット本体制御部３がコマンドおよびＳＴＡＲＴ信号を共有メモリ４２に書き込むと、当該コマンドに基づきグリッパ制御部４がグリッパ本体２を駆動制御して当該コマンドに応じた動作が実行される。このように共有メモリ４２を介してロボット本体制御部３からグリッパ制御部４へのコマンド供給が行われてグリッパ本体２が動作する。したがって、ロボット本体制御部３がコマンドおよびＳＴＡＲＴ信号を共有メモリ４２に書き込むことでグリッパ本体２を駆動制御することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、ロボット本体をロボット本体制御部により制御するとともにロボット本体のヘッドに取り付けられたグリッパ本体をグリッパ制御部により制御するロボットにおける電動グリッパの制御に関するものである。

今日では、ロボットが広く導入されているが、ユーザ要求に柔軟しかも適切に対応すべくロボットのヘッドに対して各種ツールを取り付け可能となっている。例えば特許文献１には、支柱（基台）と、支柱に対して回動可能に取り付けられた第１アーム部（第１アーム）と、第１アーム部に対して回動可能に取り付けられた第２アーム部（第２アーム）とを備えたロボットが開示されている。また、このロボットの第２アーム部には、先端部が回転自在に設けられるとともに、その先端部にワークを把持するための把持手段が設けられている。そして、把持手段を独立して駆動することでワークを把持可能となっている。

特開２００３−１５９６８７号公報

上記したように特許文献１に記載のロボットでは、本発明のグリッパ本体に相当する把持手段を先端部（ヘッド）に設けているが、把持手段をロボットのアーム動作から独立して制御するために専用の把持手段用制御部（グリッパ制御部）が別途設けられている。すなわち、特許文献１には詳しく説明されていないが、把持手段用制御部がロボットを制御するロボットコントローラを電気的に接続され、両者の間でパラレル方式やシリアル方式でデータ転送が行われる。このため、配線・調整作業に時間がかかっていた。また、把持手段を動作させるために両コントローラ間で双方向通信を行う必要があり、このために制御プログラムが複雑になるという問題を有している。このように把持手段用制御部により把持手段が駆動制御されてワークを把持する電動グリッパをロボットに装備する場合に、電動グリッパを簡単に使用することが困難であった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ヘッドに対して電動グリッパを取り付けたロボットにおいて、簡素な構成で、しかも簡単に電動グリッパを制御することを目的とする。

この発明にかかる電動グリッパを装備するロボットは、上記目的を達成するため、ヘッドを駆動するロボット本体と、ロボット本体を制御するロボット本体制御部と、ヘッドに取り付けられたグリッパ本体と、共有メモリを有し、共有メモリに記憶されるデータに基づきグリッパ本体を制御するグリッパ制御部とを備え、ロボット本体制御部はバスラインを介して共有メモリにアクセス可能となっており、ロボット本体制御部が共有メモリにグリッパ本体の動作に関連するデータを書き込むことで当該データに対応する動作をグリッパ本体が実行することを特徴としている。

また、この発明にかかる電動グリッパの制御方法は、ロボット本体をロボット本体制御部により制御するとともにロボット本体のヘッドに取り付けられたグリッパ本体をグリッパ制御部により制御するロボットにおける電動グリッパの制御方法であって、上記目的を達成するため、グリッパ制御部に設けられた共有メモリをバスラインを介してロボット本体制御部に接続するとともに、グリッパ本体の動作に関連するデータをロボット本体制御部から共有メモリに書き込む一方、当該データに基づきグリッパ制御部により当該データに対応する動作をグリッパ本体に実行させることを特徴としている。

このように構成された発明（電動グリッパを装備するロボットおよび電動グリッパの制御方法）では、ロボット本体制御部がロボット本体を制御してヘッドを駆動するとともに、当該ヘッドに取り付けられたグリッパ本体をグリッパ制御部が制御する。このグリッパ制御部には共有メモリが設けられており、当該共有メモリに対してバスラインを介してロボット本体制御部がアクセス可能となっている。そして、ロボット本体制御部がグリッパ本体の動作に関連するデータを共有メモリに書き込むと、その書込データに基づきグリッパ制御部がグリッパ本体を駆動制御する。このように共有メモリを介してロボット本体制御部からグリッパ制御部へのデータ供給が行われて電動グリッパが動作する。このため、パラレル方式やシリアル方式の通信によってデータ転送を行っていた従来装置に比べて装置構成を簡素化することができる。また、ロボット本体制御部が上記データを共有メモリに書き込むことでグリッパ本体を駆動制御することができ、電動グリッパの制御を簡単に行うことができる。

ここで、共有メモリが電動グリッパの動作を関連するコマンドを記憶するコマンド領域を有するように構成し、グリッパ制御部が、ロボット本体制御部により共有メモリのコマンド領域に書き込まれたコマンドに対応してグリッパ本体を駆動制御してもよい。このようにコマンド設定によってロボット本体制御部はグリッパ本体の駆動を簡単に行うことができる。

また、共有メモリが電動グリッパの駆動トリガーとなるＳＴＡＲＴ信号を記憶するＳＴＡＲＴ信号領域を有するように構成し、ロボット本体制御部により共有メモリのＳＴＡＲＴ信号領域へのＳＴＡＲＴ信号の書込みに応じてグリッパ制御部によるグリッパ本体の駆動が開始されるように構成してもよい。これによりロボット本体制御部およびグリッパ制御部による制御を同期させることができ、装置全体を良好に動作させることができる。

さらに、共有メモリが電動グリッパの動作状況を示すＢＵＳＹ信号を含むステータス情報を記憶するステータス情報領域を有するように構成し、ロボット本体制御部がステータス情報領域に記憶されたステータス情報からＢＵＳＹ信号を読み出して電動グリッパの動作状況を確認するように構成してもよい。このようにＢＵＳＹ信号による電動グリッパの動作状況確認を行うことでロボット本体制御部は電動グリッパの動作状況に応じてロボット本体を制御することができる。

以上のように、ロボット本体制御部がバスラインを介してグリッパ制御部の共有メモリにアクセス可能となっており、ロボット本体制御部が共有メモリにグリッパ本体の動作に関連するデータを書き込むと、グリッパ制御部が当該データに対応する動作を実行するようにグリッパ本体を制御するため、簡素な構成で、しかも簡単に電動グリッパを制御することができる。

図１は本発明にかかるロボットの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は図１に示すロボットの電気的構成を示すブロック図である。さらに、図３はメモリマップの一部（共有メモリ空間）を拡大した図である。このロボットは電動グリッパを装備するスカラ型ロボットであり、ロボット本体１のヘッド１１にグリッパ本体２を取り付け、ロボット本体１の動作をロボット本体制御部３で制御する一方、当該ロボット本体制御部３からのコマンド等のデータに基づきグリッパ制御部４がグリッパ本体２を駆動制御する。

このロボット本体１は、基台１２と、一方側（矢印Ｘ１方向側）が基台１２に対して回動可能に取り付けられた第１アーム１３と、一方側（矢印Ｘ１方向側）が第１アーム１３の他方側（矢印Ｘ２方向側）に取り付けられているとともに、第１アーム１３に対して回動可能に取り付けられている第２アーム１４と、第２アーム１４の他方側（矢印Ｘ２方向側）に設けられたヘッド１１とにより主に構成されている。このロボット本体１では、第２アーム１４は、上記したように第１アーム１３に対して回動可能に構成されているため、基台１２に対しても実質的に回動可能に構成されている。また、このロボット本体１では、第１アーム１３および第２アーム１４が基台１２に対して水平方向（Ｒ１方向およびＲ２方向）に回動されるように構成されているとともに、ヘッド１１を所定位置に移動可能に構成されている。

基台１２は、図１に示すように、ベースプレート１２１の上に箱状のハウジング１２２が一体的に設けられることにより構成されている。この基台１２の内部には、第１アーム１３を駆動する第１アーム用モータＭＴ１（図２）が設けられている。この第１アーム用モータＭＴ１は、その駆動軸がハウジング１２２の開口部から上側に突出するように、基台１２に対して固定されている。また、ハウジング１２２の開口部の上方には、回転ユニット１３１が取り付けられている。この回転ユニット１３１は、基台１２の上側部分と第１アーム１３の一方側（矢印Ｘ１方向側）の下側部分との間に配置されている。また、回転ユニット１３１には、基台１２に対して第１アーム１３を安定した状態で水平方向に回動可能に支持する軸受が設けられており、第１アーム用モータＭＴ１の駆動軸が回転するのに伴って第１アーム１３が基台１２に対して回動するように構成されている。

第１アーム１３は、図１に示すように、水平方向に延びるように構成されているとともに、第１アーム１３の他方側（矢印Ｘ２方向側）の上側部分には、回転ユニット１４１が取り付けられている。この回転ユニット１４１は第１アーム１３の他方側（矢印Ｘ２方向側）の上側部分と第２アーム１４の一方側（矢印Ｘ１方向側）の下側部分との間に挟まれるように配置されており、回転ユニット１４１には、第１アーム１３に対して第２アーム１４を安定した状態で水平方向に回動可能に支持する軸受が設けられている。

また、第１アーム１３の内部には、第１アーム１３に対して第２アーム１４を駆動する第２アーム用モータＭＴ２が設けられている。この第２アーム用モータＭＴ２の駆動軸が第１アーム１３の開口部から上側に突出するように第２アーム用モータＭＴ２は第２アーム１４に対して固定されている。そして、第２アーム用モータＭＴ２の駆動軸が回転するのに伴って第２アーム１４が第１アーム１３に対して回動するように構成されている。

また、第２アーム１４の他方端部（矢印Ｘ２方向端部）には、ヘッド１１が設けられている。このヘッド１１は、上下方向に延びる作業軸１１１と、作業軸１１１と同じ上下方向に延びるボールねじ軸（図示省略）と、ボールねじ軸に螺合されたボールねじナット（図示省略）と、ボールねじ軸を駆動する昇降用モータＭＴ３（図２）と、作業軸１１１を回転させるヘッド回転用モータＭＴ４（図２）と、ヘッド１１の内部を覆うケース部１１２とにより構成されている。

この作業軸１１１はグリッパ本体２を下方端部に取り付け可能に構成されている。そして、上記したロボット本体制御部３からの信号に応じて昇降用モータＭＴ３が作動することにより作業軸１１１は上下方向に移動して当該作業軸１１１に取り付けられたグリッパ本体２を上下方向に位置決めすることができる。また、ケース部１１２の内部には、作業軸１１１の中間部分を覆うようにヘッド回転用モータＭＴ４が設けられている。そして、ロボット本体制御部３からの信号に応じてヘッド回転用モータＭＴ４が作動することで作業軸１１１を回転して当該作業軸１１１に取り付けられたグリッパ本体２を作業軸１１１回りに回転して位置決めすることができる。

このグリッパ本体２の上方端部は上記したように作業軸１１１の下方端部に取り付けられている。また、グリッパ本体２の下方端部には２本の把持部材（爪、フィンガ、チャック等）２１、２１がＹ方向に往復移動可能に設けられている。また、グリッパ本体２の内部に設けられた把持用モータＭＴ５は、ヘッド１１の外側から第２アーム１４の一方側面（図１の奥側側面）に引き回され、さらに配線配管１５を経由して配線プラグ１２３に接続されている。そして、当該配線プラグ１２３とロボット制御部ＲＣのグリッパ制御部４とが配線接続されている。こうして、把持用モータＭＴ５はグリッパ制御部４と電気的に接続されており、グリッパ制御部４からの信号に応じて把持用モータＭＴ５が作動すると、当該モータＭＴ５の回転駆動力が図示を省略する動力伝達機構によって直線運動に変換されて把持部材２１、２１が開閉動作する。

次に、上記のように構成された電動グリッパを装備するロボットの電気的構成について図２を参照しつつ詳述する。このロボットでは、ロボット本体１の各部を制御するためのロボット本体制御部３がロボット制御部ＲＣに設けられている。このロボット本体制御部３は、ＣＰＵ等により構成される演算処理部３１と、不揮発性メモリなどの記憶部３２と、モータドライバ３３とを備えている。記憶部３２には、ロボット全体を制御するためのプログラム、位置データおよび後述するようにグリッパ本体２の動作に関連するコマンドなどが記憶されている。そして、記憶部３２からプログラムや位置データなどを適宜演算処理部３１に読み出し可能となっている。

この演算処理部３１は記憶部３２およびモータドライバ３３以外に操作ボックス５と電気的に接続されており、当該操作ボックス５を介してユーザからの各種データや指令などの情報が演算処理部３１に入力される。この演算処理部３１は、外部入出力手段３１１と、プログラム解読手段３１２と、ロボット動作指令手段３１３の３つの機能ブロックを有している。これらの機能ブロックのうち外部入出力手段３１１は操作ボックス５からの情報を受け取り、その情報をプログラム解読手段３１２およびロボット動作指令手段３１３に与える。プログラム解読手段３１２は記憶部３２からプログラムを読み出すとともに、当該プログラムを解読しながら上記入力情報に対応してロボットを駆動制御するための信号をロボット動作指令手段３１３に与える。また、ロボット動作指令手段３１３は上記信号以外に、外部入出力手段３１１からのユーザ入力情報および記憶部３２から読み出したデータ等を受け取ってロボットの動作に関連する指令やデータなどを出力する。例えば操作ボックス５を介して入力されたユーザ指令に対応すべくヘッド１１を所望位置に移動させる場合、その制御に適した指令がモータドライバ３３に与えられる。すると、モータドライバ３３はロボット動作指令手段３１３からの指令やデータなどに基づきロボット本体１のモータＭＴ１〜ＭＴ４を駆動してヘッド１１を所望位置に移動して位置決めする。さらに、こうして駆動制御されるモータＭＴ１〜ＭＴ４に対してレゾルバＲＳ１〜ＲＳ４がそれぞれ設けられて回転角度の検出を行っている。なお、各検出結果（モータの回転角度）はロボット動作指令手段３１３にフィードバックされる。

また、このロボットでは、グリッパ本体２の各部を制御するためのグリッパ制御部４は、ＣＰＵ等により構成される演算処理部４１と、読み書き可能な共有メモリ４２と、モータドライバ４３とを１つの基板上に搭載したものである。そして、グリッパ制御基板（グリッパ制御部４）をロボット本体制御部３に設けられた複数のスロット（図示省略）のうちのひとつに挿入することで共有メモリ４２がバスライン６を介してロボット本体制御部３の演算処理部３１と接続され、演算処理部３１がバスライン６を介して共有メモリ４２にアクセス可能となっている。また、挿入されたスロットの位置でグリッパの番号が割り当てられる。

図３はロボットのメモリマップを示す図である。同図に示すようにメモリ空間の一部が共有メモリ４２のメモリ領域に相当する共有メモリ空間であり、同図の右側に共有メモリ空間の詳細が記載されている。共有メモリ４２に記憶されるデータは大きく分けて、(a)コマンド（コマンドオプションを含む）、(b)ＳＴＡＲＴ信号、(c)バージョン番号、(d)現在位置、(e)エラー番号、(f)アラーム番号、(g)ステータス情報、(g)パラメータである。

これらのうちコマンド領域に対してロボット本体制御部３は種々のコマンドを書き込むことが可能となっている。これらのコマンドはロボット言語で使用されるものであり、例えば「ＧＤＲＩＶＥ」、「ＧＨＯＬＤ」などがコマンドとして用意されている。なお、「ＧＤＲＩＶＥ」とはグリッパ本体２のグリッパ軸（把持用モータＭＴ５により駆動される軸）を動作させて把持部材２１、２１をパラメータ指定された絶対位置に移動させるコマンドである。また、「ＧＨＯＬＤ」とはグリッパ本体２のグリッパ軸を指定位置まで台形加減速パターンで駆動させて把持部材２１、２１の指定位置まで移動させた後、パラメータ指定された把持速度で把持部材２１、２１を移動させてワークを把持するコマンドであり、パラメータ指定された把持力で把持動作が実行される。

また、ロボット本体制御部３がコマンド（コマンドオプションを含む）を共有メモリ４２のコマンド領域に書き込んだ後、さらに共有メモリ４２のＳＴＡＲＴ信号領域に「１」を書き込んでＳＴＡＲＴ信号をＯＮすると、これに応じてグリッパ制御部４はコマンドを解読してコマンドを実行する。

また、ステータス情報とは８ビットで構成された情報であり、これらのビットは最上位側からそれぞれ
・モータＭＴ５の動作状況を示す信号（最上位ビット）、
・原点復帰状態を示す信号、
・非常停止状態を示す信号、
・グリッパ制御部４が準備完了状態で「１」となる、
・設定範囲内でワークを把持した時に「１」となるＺＯＮＥ信号、
・ワークを把持した時と「１」となるＨＯＬＤ信号、
・位置決め動作および把持移動動作に関連するＩＮＰＯＳ信号、
・グリッパ本体２が動作中に「１」となるＢＵＳＹ信号（最下位ビット）
として機能し、ロボット本体制御部３は常時読み出し可能となっている。なお、ＩＮＰＯＳ信号は、"位置決め動作"と"把持移動動作"で、「１」になるタイミングが異なる。つまり、位置決め動作では、上記ＢＵＳＹ信号が「０」になった後、位置決め動作が完了すると、このＩＮＰＯＳ信号が「１」となる。一方、把持移動動作では、ワークを把持できなかった場合、ＨＯＬＤ信号は、「１」にならず、ＩＮＰＯＳ信号が「１」になり、逆にワークを把持した場合、ＨＯＬＤ信号が「１」になり、ＩＮＰＯＳ信号は、「１」にならない。

次に、図２に戻って電気的構成の説明を続ける。グリッパ制御部４では、演算処理部４１は共有メモリ４２から上記コマンドなどを読み出し、また共有メモリ４２にステータス情報などを書き込み可能となっている。この実施形態では、演算処理部４１は、コマンド解読手段４１１と動作制御手段４１２の２つの機能ブロックを有している。これらの機能ブロックのうちコマンド解読手段４１１は共有メモリ４２のコマンド領域に記憶されたコマンド（オプションを含む）を読み出して当該コマンドに対応するグリッパ本体２の動作を決定し、当該動作に対応してグリッパ本体２を駆動制御するための信号を動作制御手段４１２に与える。この信号を受けた動作制御手段４１２は把持部材２１、２１を開閉するための指令をモータドライバ４３に与える。すると、モータドライバ４３は動作制御手段４１２からの指令やデータなどに基づきグリッパ本体２のモータＭＴ５を駆動して把持部材２１、２１を開閉動作させる。こうして駆動制御されるモータＭＴ５に対してエンコーダＥＣが設けられて回転角度の検出を行っている。なお、その検出結果（モータＭＴ５の回転角度）は動作制御手段４１２にフィードバックされる。また、動作制御手段４１２はエンコーダＥＣからの検出結果に基づき把持部材２１、２１の現在位置やステータス情報をそれぞれ共有メモリ４２の現在位置領域およびステータス情報領域に書き込むことが可能となっている。

次に、上記のように構成されたロボットの動作のうち代表的な２つの動作、位置決め動作と把持移動動作を例示的に示してロボットにおける電動グリッパの制御動作について説明する。図４は図１のロボットで実行される位置決め動作を示すフローチャートであり、図５は図１のロボットで実行される把持移動動作を示すフローチャートである。以下、それぞれについて図面を参照しつつ説明する。

グリッパ本体２において把持部材２１、２１の位置決め動作を行う場合、ロボット本体制御部３は位置決めコマンド、つまりＧＤＲＩＶＥを発行する（ステップＳ１）。例えばロボット本体１のヘッド１１に取り付けられたグリッパ本体２（この実施形態では、グリッパ本体２の番号として「１」がセットされている）において現在位置から５．０ｍｍの位置に移動させる場合には、ロボット本体制御部３はバスライン６を介して共有メモリ４２のコマンドオプション１から４領域に移動量として「５．０」を書き込み、コマンドオプション５領域に移動速度として「３０」を書き込んだ後、コマンド領域に「ＧＤＲＩＶＥ」を書き込む。すなわち、現在位置からプログラム速度３０％で５．０ミリの位置へ移動せよという、「ＧＤＲＩＶＥ（１，５．０），Ｓ＝３０」なるコマンドが共有メモリ４２に書き込まれる。それに続いて、ロボット本体制御部３は共有メモリ４２のＳＴＡＲＴ信号領域に「１」を書き込んでＳＴＡＲＴ信号をＯＮにする。

一方、グリッパ制御部４は一定周期で共有メモリ４２のＳＴＡＲＴ信号を監視しており、上記のようにしてＳＴＡＲＴ信号がＯＮされると、コマンドオプションおよびコマンドを読み出した後、当該コマンド「ＧＤＲＩＶＥ（１，５．０），Ｓ＝３０」にしたがってグリッパ本体２を駆動制御する。こうしてグリッパ本体２が駆動されている間、動作制御手段４１２はエンコーダＥＣからの検出結果に基づき把持部材２１、２１の現在位置やステータス情報を共有メモリ４２に書き込んでおり、特にステータス情報のうちＢＵＳＹ信号は駆動開始とともに「１」に書き換えられてＯＮとなる一方、動作停止とともに「０」に書き換えられてＢＵＳＹ信号はＯＦＦとなる。

そこで、ロボット本体制御部３は、ＳＴＡＲＴ信号をＯＮにした後、共有メモリ４２からのＢＵＳＹ信号の取得（ステップＳ２）とＢＵＳＹ信号の判定（ステップＳ３）を一定周期で繰り返してＢＵＳＹ信号がＯＦＦとなるのを待つ。そして、ＢＵＳＹ信号がＯＦＦとなるのを確認すると、ロボット本体制御部３は、共有メモリ４２からステータス情報を読み出してＲＥＡＤＹ信号やＩＮＰＯＳ信号を取得する（ステップＳ４）。

このＲＥＡＤＹ信号は上記したようにグリッパ制御部４が準備完了状態であるか否かを示す信号であり、「０」となっているということは、グリッパ制御部４が準備完了状態となっておらず、アラーム発生状態であることを示している。そこで、次のステップＳ５では、ロボット本体制御部３はＲＥＡＤＹ信号が「０」であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定した場合には、アラーム発生時の処理、具体的にはロボットの運転を停止する（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ５で「ＮＯ」、つまりグリッパ制御部４が準備完了状態となっていると判定した場合には、さらにＩＮＰＯＳ信号が「１」であるか否かを判定する（ステップＳ７）。このＩＮＰＯＳ信号は上記したように位置決め動作ではＢＵＳＹ信号が「０」になった後に位置決め動作が完了すると「１」となる。このため、ＩＮＰＯＳ信号が「１」となっていないことはエラー発生を意味しており、この実施形態では運転停止などのエラー処理を実行する（ステップＳ８）。一方、ＩＮＰＯＳ信号が「１」であり、位置決め動作が良好に行われた場合には、ステップＳ９に進んで移動完了時の処理が実行される。

次に、把持移動動作について図５を参照しつつ説明する。グリッパ本体２において把持移動動作を行う場合、ロボット本体制御部３は把持移動コマンド、つまりＧＨＯＬＤを発行する（ステップＳ１１）。例えば「ＧＨＯＬＤ（１，５．０），Ｓ＝５０，Ｔ＝３０」なるコマンドを共有メモリ４２のコマンド領域に書き込んだ後に、ロボット本体制御部３は共有メモリ４２のＳＴＡＲＴ信号領域に「１」を書き込んでＳＴＡＲＴ信号をＯＮにする。こうしてロボット本体制御部３コマンド発行を行う。すると、ＳＴＡＲＴ信号がＯＮしたことを受けてグリッパ制御部４は次のようにグリッパ本体２を駆動制御する。すなわち、上記コマンドに従い、把持部材２１、２１は現在位置から５．０ミリの位置にプログラム速度５０％で移動され、把持力３０％でワークを把持する。こうしてグリッパ本体２が駆動されている間、"位置決め動作"の場合と同様に、動作制御手段４１２はエンコーダＥＣからの検出結果に基づき把持部材２１、２１の現在位置やステータス情報を共有メモリ４２に書き込んでおり、特にステータス情報のうちＢＵＳＹ信号は駆動開始とともに「１」に書き換えられてＯＮとなる一方、動作停止とともに「０」に書き換えられてＢＵＳＹ信号はＯＦＦとなる。

ロボット本体制御部３は、共有メモリ４２からのＢＵＳＹ信号の取得（ステップＳ１２）とＢＵＳＹ信号の判定（ステップＳ１３）を一定周期で繰り返してＢＵＳＹ信号がＯＦＦとなるのを待っており、ＢＵＳＹ信号がＯＦＦとなるのを確認すると、共有メモリ４２からステータス情報を読み出してＲＥＡＤＹ信号、ＨＯＬＤ信号およびＩＮＰＯＳ信号を取得する（ステップＳ１４）。

これら３つの信号のうちＲＥＡＤＹ信号は、上記したようにグリッパ制御部４が準備完了状態であるか否かを示す信号であり、「０」はアラーム発生状態であることを示している。そこで、次のステップＳ１５では、ロボット本体制御部３はＲＥＡＤＹ信号が「０」であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定した場合には、アラーム発生時の処理、具体的にはロボットの運転を停止する（ステップＳ１６）。また、ＨＯＬＤ信号は上記したようにワークを把持した時に「１」となる信号であり、当該ＨＯＬＤ信号が「１」であるか否かを判定することでワーク把持が良好に行われたか否かを判定することができる。そこで、本実施形態では、ＲＥＡＤＹ信号が「０」以外であるときには、ロボット本体制御部３は当該判定を行い（ステップＳ１７）、「ＹＥＳ」と判定した際にはワーク把持時の処理を実行する（ステップＳ１８）。一方、「ＮＯ」と判定した際には、"位置決め動作"のステップＳ７〜Ｓ９と同一の処理を実行する（ステップＳ１９〜Ｓ２１）。

以上のように、本実施形態によれば、グリッパ制御部４には共有メモリ４２が設けられており、当該共有メモリ４２に対してバスライン６を介してロボット本体制御部３がアクセス可能となっている。そして、ロボット本体制御部３がコマンドおよびＳＴＡＲＴ信号をそれぞれ共有メモリ４２のコマンド領域およびＳＴＡＲＴ信号領域に書き込むと、当該コマンドに基づきグリッパ制御部４がグリッパ本体２を駆動制御して当該コマンドに応じた動作が実行される。このように共有メモリ４２を介してロボット本体制御部３からグリッパ制御部４へのコマンド供給が行われてグリッパ本体２が動作する。したがって、パラレル方式やシリアル方式の通信を用いてコマンドを転送して動作させる従来装置に比べて装置構成を簡素化することができる。また、ロボット本体制御部３がコマンドおよびＳＴＡＲＴ信号を共有メモリ４２に書き込むことでグリッパ本体２を駆動制御することができ、グリッパ本体２の制御を簡単に行うことができる。このように本実施形態では、コマンド（コマンドオプションを含む）およびＳＴＡＲＴ信号が本発明の「グリッパ本体の動作に関連するデータ」として機能している。

また、上記実施形態では、ロボット本体制御部３がＳＴＡＲＴ信号を「１」に書き換えることでグリッパ本体２の駆動が開始されており、ＳＴＡＲＴ信号がグリッパ本体２の駆動トリガーとして機能している。このようにＳＴＡＲＴ信号を用いることで、ロボット本体制御部３およびグリッパ制御部４による制御を同期させることができ、装置全体を良好に動作させることができる。

さらに、共有メモリ４２はグリッパ本体２の動作状況を示すＢＵＳＹ信号を含むステータス情報を記憶するステータス情報領域を有している。そして、ロボット本体制御部３がステータス情報からＢＵＳＹ信号を読み出してグリッパの動作を確認しながら次の処理（移動完了時の処理、ワーク把持時の処理、エラー処理、アラーム処理）を行うように構成しているので、グリッパ本体２の動作状況に応じてロボット本体１を良好に制御することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、ロボット本体１に対して１台の電動グリッパを装備させる場合について説明したが、複数台の電動グリッパを装備させる場合も上記実施形態と同様である。つまり、複数のグリッパ本体２をロボット本体１に装着する場合、各グリッパ本体２に対応してグリッパ制御部４を設ければよい。そして、特定のグリッパ本体２を制御する場合には、当該グリッパ本体２に対応して設けた、グリッパ制御部４の共有メモリ４２に「グリッパ本体の動作に関連するデータ」を書き込んで当該データに対応する動作を当該グリッパ本体２に実行させればよい。このように複数の電動グリッパを装備する場合には、各電動グリッパのグリッパ制御部が挿入されたスロットの位置でグリッパの番号が割り当てて制御することが望ましいが、各電動グリッパに対して個別のグリッパ番号を付して制御することも可能である。

また、上記実施形態では、ロボット本体１に対して電動グリッパのみを装備させているが、ロボット本体１にカメラを追加装備してカメラの撮像結果を利用しながら電動グリッパを制御するようにしてもよく、これによって更なる高機能化や高汎用化を図ることができる。このようなロボットにおいて、カメラを制御するカメラ制御部として、ＣＰＵ等により構成される演算処理部と、読み書き可能な共有メモリと、画像処理部とを１つの基板上に搭載したカメラ制御基板を用いて電動グリッパと同様に制御してもよい。すなわち、上記カメラ制御基板をロボット本体制御部に設けられたスロットに挿入することで共有メモリがバスラインを介してロボット本体制御部の演算処理部と接続され、演算処理部がバスラインを介して撮像動作に関連するデータを共有メモリに書き込むことでカメラを制御してもよい。さらに、撮像箇所を照明する照明機器をロボットに追加装備するとともに、上記電動グリッパやカメラと同様に共有メモリを有する照明制御・トラッキング基板を用いて制御してもよい。

さらに、上記実施形態では、ヘッドに電動グリッパを取り付けたスカラ型ロボットに対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、直交型ロボットやピックアンドプレイス型ロボットなどのロボット本体をロボット本体制御部により制御するとともにロボット本体のヘッドに取り付けられたグリッパ本体をグリッパ制御部により制御するロボット全般に本発明を適用することができる。

本発明にかかるロボットの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示すロボットの電気的構成を示すブロック図である。 ロボットのメモリマップを示す図である。 図１のロボットで実行される位置決め動作を示すフローチャートである。 図１のロボットで実行される把持移動動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ロボット本体
２…グリッパ本体（電動グリッパ）
３…ロボット本体制御部
４…グリッパ制御部
６…バスライン
１１…ヘッド
２１…把持部材
３１…演算処理部（ロボット本体制御部）
４１…演算処理部（グリッパ制御部）
４２…共有メモリ

Claims (5)

1. ヘッドを駆動するロボット本体と、
   前記ロボット本体を制御するロボット本体制御部と、
   前記ヘッドに取り付けられたグリッパ本体と、
   共有メモリを有し、前記共有メモリに記憶されるデータに基づき前記グリッパ本体を制御するグリッパ制御部とを備え、
   前記ロボット本体制御部はバスラインを介して前記共有メモリにアクセス可能となっており、
   前記ロボット本体制御部が前記共有メモリに前記グリッパ本体の動作に関連するデータを書き込むことで当該データに対応する動作を前記グリッパ本体が実行することを特徴とする電動グリッパを装備するロボット。
2. 前記共有メモリは前記電動グリッパの動作を関連するコマンドを記憶するコマンド領域を有し、
   前記グリッパ制御部は、前記ロボット本体制御部により前記共有メモリのコマンド領域に書き込まれたコマンドに対応して前記グリッパ本体を駆動制御する請求項１記載の電動グリッパを装備するロボット。
3. 前記共有メモリは前記電動グリッパの駆動トリガーとなるＳＴＡＲＴ信号を記憶するＳＴＡＲＴ信号領域を有し、
   前記グリッパ制御部は、前記ロボット本体制御部による前記共有メモリのＳＴＡＲＴ信号領域へのＳＴＡＲＴ信号の書込みに応じて前記グリッパ本体の駆動を開始する請求項２記載の電動グリッパを装備するロボット。
4. 前記共有メモリは前記電動グリッパの動作状況を示すＢＵＳＹ信号を含むステータス情報を記憶するステータス情報領域を有し、
   前記ロボット本体制御部は前記ステータス情報領域に記憶されたステータス情報からＢＵＳＹ信号を読み出して前記電動グリッパの動作状況を確認する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電動グリッパを装備するロボット。
5. ロボット本体をロボット本体制御部により制御するとともに前記ロボット本体のヘッドに取り付けられたグリッパ本体をグリッパ制御部により制御するロボットにおける電動グリッパの制御方法であって、
   前記グリッパ制御部に設けられた共有メモリをバスラインを介して前記ロボット本体制御部に接続するとともに、前記グリッパ本体の動作に関連するデータを前記ロボット本体制御部から前記共有メモリに書き込む一方、当該データに基づき前記グリッパ制御部により当該データに対応する動作を前記グリッパ本体に実行させることを特徴とする電動グリッパの制御方法。

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