JP2019155514A - ロボット、及びロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボット制御部の処理速度を向上させることができるロボットを提供すること。【解決手段】アームを備えたロボットであって、前記アームが備えるモーターと、前記モーターを駆動するモーター駆動部と、を備え、前記モーター駆動部と、前記モーター駆動部を制御するロボット制御部と、前記ロボットに設けられる外部装置を制御する外部装置制御部とが、シリアルバスによりデイジーチェーン接続され、前記外部装置制御部は、前記モーター駆動部から前記シリアルバスに伝送された第1情報を、前記シリアルバスから取得し、取得した前記第1情報に基づいて前記外部装置を制御する、ロボット。【選択図】図2
Description
この発明は、ロボット、及びロボットシステムに関する。
エンドエフェクター、カメラ等の外部装置が備えられたロボットに作業を行わせる技術の研究や開発が行われている。
これに関し、外部装置としてディスペンサーを備え、アームによってディスペンサーを移動させ、液体材料を当該ディスペンサーによってワークの予め決められた位置に吐出するロボットが知られている(特許文献1参照)。
ここで、このようなロボットでは、外部装置は、外部装置制御部によって制御される。このため、当該ロボットでは、当該ロボットを制御するロボット制御部が、当該ロボットから出力される情報のうち当該外部装置を制御するために外部装置制御部が用いる情報を取得し、取得した当該情報を外部装置制御部に出力していた。その結果、当該ロボットでは、当該ロボット制御部が行う処理の負荷を低減させることができず、当該ロボット制御部の処理速度を向上させることが困難な場合があった。
上記課題を解決するために本発明の一態様は、アームを備えたロボットであって、前記アームが備えるモーターと、前記モーターを駆動するモーター駆動部と、を備え、前記モーター駆動部と、前記モーター駆動部を制御するロボット制御部と、前記ロボットに設けられる外部装置を制御する外部装置制御部とが、シリアルバスによりデイジーチェーン接続され、前記外部装置制御部は、前記モーター駆動部から前記シリアルバスに伝送された第1情報を、前記シリアルバスから取得し、取得した前記第1情報に基づいて前記外部装置を制御する、ロボットである。
また、本発明の他の態様は、上記に記載のロボットと、前記ロボット制御部と、を備えるロボットシステムである。
<実施形態>
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
<ロボットの構成>
まず、ロボット1の構成について説明する。
図1は、実施形態に係るロボット1の構成の一例を示す図である。ロボット1は、例えば、スカラロボットである。スカラロボットは、すなわち、水平多関節ロボットのことである。なお、ロボット1は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボット、直角座標ロボット等の他のロボットであってもよい。ここで、垂直多関節ロボットは、1つの腕を備える単腕ロボットであってもよく、2つ以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。2つの腕を備える複腕ロボットは、双腕ロボットとも称される。また、直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。
まず、ロボット1の構成について説明する。
図1は、実施形態に係るロボット1の構成の一例を示す図である。ロボット1は、例えば、スカラロボットである。スカラロボットは、すなわち、水平多関節ロボットのことである。なお、ロボット1は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボット、直角座標ロボット等の他のロボットであってもよい。ここで、垂直多関節ロボットは、1つの腕を備える単腕ロボットであってもよく、2つ以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。2つの腕を備える複腕ロボットは、双腕ロボットとも称される。また、直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。
ロボット1は、予め決められた設置面に設置される基台Bと、基台Bにより支持されたアームAを備える。設置面は、基台Bが設置される部屋の床面、当該部屋の壁面、当該部屋の天井面、屋外の地面、テーブルの上面、台の上面等の基台Bが設置される面のことである。
基台Bは、2つの部位から構成されている。当該部位のうちの一方が第1基台B1であり、他方が第2基台B2である。なお、第1基台B1の内側の空間は、第2基台B2の内側の空間と繋がっている。
第1基台B1は、前述の設置面に設置される。第1基台B1は、外形として、ほぼ直方体、又は、ほぼ立方体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。第1基台B1の上面の一部である第1上面には、第2基台B2が固定されている。当該上面は、第1基台B1が有する面のうち設置面と反対側の面である。また、第1基台B1の上面のうち第1上面以外の部分である第2上面と第1基台B1の下面との間の距離は、第1上面と当該下面との間の距離と比べて短い。このため、第2上面と第2基台B2との間には、間隙が存在する。また、第2上面には、アームAが設けられている。すなわち、第1基台B1は、アームAを支持している。なお、第1基台B1の形状は、このような形状に代えて、第1基台B1の上面の一部に第2基台B2が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。
第2基台B2は、外形として、ほぼ直方体、又は、ほぼ立方体を構成する互いに対向する2つの面に対して垂直な方向に、これら2つの面のそれぞれにおける1個の頂点を含む三角形の部分が除かれるように切り落とした形状を有している。ここで、当該部分を切り落とした形状は、必ずしも当該部分を切り落とす加工によって構成されなくてもよく、例えば、初めから同様な形状を形成する加工によって構成されてもよい。第2基台B2は、外形としてこのような多面体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。なお、第2基台B2の形状は、このような形状に代えて、第1基台B1の上面の一部に第2基台B2が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。
アームAは、基台Bにより第1回動軸AX1周りに回動可能に支持された第1アームA1と、第1アームA1により第2回動軸AX2周りに回動可能に支持された第2アームA2と、第2アームA2により第3回動軸AX3周りに回動可能且つ第3回動軸AX3の軸方向に並進可能に支持されたシャフトSを備える。
シャフトSは、円柱形状の軸体である。シャフトSの周表面には、図示しないボールねじ溝とスプライン溝とがそれぞれ形成されている。シャフトSは、この一例において、第2アームA2の端部のうちの第1アームA1と反対側の端部を、基台Bが設置面に設置された場合における方向であって設置面に対して垂直な方向である第1方向に貫通し、設けられる。第1方向は、例えば、図1に示したロボット座標系RCTにおけるZ軸に沿った方向である。なお、第1方向は、当該Z軸に沿った方向に代えて、当該Z軸に沿っていない方向であってもよい。
第1アームA1は、この一例において、第1回動軸AX1周りに回動し、第2方向に移動する。第2方向は、前述の第1方向に直交する方向である。第2方向は、例えば、前述のロボット座標系RCTにおけるX軸及びY軸によって張られる平面であるXY平面に沿った方向である。なお、第2方向は、当該XY平面に沿った方向に代えて、当該XY平面に沿っていない方向であってもよい。
また、第1アームA1は、基台Bが備える第1モーターユニットM1によって第1回動軸AX1周りに回動(駆動)させられる。第1モーターユニットM1は、第1アームA1を第1回動軸AX1周りに回動させる。すなわち、第1回動軸AX1は、この一例では、第1モーターユニットM1の駆動軸と一致する軸である。なお、第1モーターユニットM1は、第1アームA1を第1回動軸AX1周りに回動させることが可能な他の部材であってもよい。また、第1回動軸AX1と第1モーターユニットM1の駆動軸とは、一致しなくてもよい。この場合、例えば、第1モーターユニットM1は、プーリーとベルトを用いる方法等によって第1アームA1を第1回動軸AX1周りに回動させる。
第2アームA2は、この一例において、第2回動軸AX2周りに回動し、第2方向に移動する。第2アームA2は、第2アームA2が備える第2モーターユニットM2によって第2回動軸AX2周りに回動させられる。第2モーターユニットM2は、第2アームA2を第2回動軸AX2周りに回動させる。すなわち、第2回動軸AX2は、この一例では、第2モーターユニットM2の駆動軸と一致する軸である。なお、第2モーターユニットM2は、第2アームA2を第2回動軸AX2周りに回動させることが可能な他の部材であってもよい。また、第2回動軸AX2と第2モーターユニットM2の駆動軸とは、一致しなくてもよい。この場合、例えば、第2モーターユニットM2は、プーリーとベルトを用いる方法等によって第2アームA2を第2回動軸AX2周りに回動させる。
また、第2アームA2は、第3モーターユニットM3及び第4モーターユニットM4を備え、シャフトSを支持する。第3モーターユニットM3は、シャフトSのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトSを第1方向に移動(昇降)させる。第4モーターユニットM4は、シャフトSのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトSを第3回動軸AX3周りに回動させる。
第3モーターユニットM3は、シャフトSのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトSを第1方向に移動(昇降)させる。なお、第3モーターユニットM3は、シャフトSのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトSを第1方向に移動(昇降)させることが可能な他の部材であってもよい。
第4モーターユニットM4は、シャフトSのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトSを第3回動軸AX3周りに回動させる。なお、第4モーターユニットM4は、シャフトSのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトSを第3回動軸AX3周りに回動させることが可能な他の部材であってもよい。
以下では、一例として、第1モーターユニットM1〜第4モーターユニットM4のそれぞれが、すべて同じ構成である場合について説明する。また、以下では、第1モーターユニットM1〜第4モーターユニットM4のそれぞれを区別する必要がない限り、まとめてモーターユニットMと称して説明する。なお、第1モーターユニットM1〜第4モーターユニットM4の一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。また、ロボット1は、4つのモーターユニットMを備える構成に代えて、3つ以下のモーターユニットMを備える構成であってもよく、5つ以上のモーターユニットMを備える構成であってもよい。
また、ロボット1は、ロボット制御部30によって制御される。ロボット1は、第1基台B1の内側にロボット制御部30を内蔵する。なお、ロボット1は、当該内側に代えて、ロボット1の内部における他の位置にロボット制御部30を内蔵する構成であってもよい。また、ロボット1は、外付けのロボット制御部30によって制御される構成であってもよい。
ロボット制御部30は、ロボット1を制御する制御装置、ロボット1を制御する制御基板等のことである。ロボット制御部30は、例えば、4つのモーターユニットM、すなわち、第1モーターユニットM1〜第4モーターユニットM4のそれぞれへの電力の供給と、4つのモーターユニットMのそれぞれへの制御信号の出力とを行い、ロボット1を動作させる。
また、ロボット1には、必要に応じて、外部装置と、当該外部装置を制御する外部装置制御部とを設けることができる。当該外部装置制御部は、当該外部装置を制御する制御装置、当該外部装置を制御する制御基板等のことである。図1に示した例では、ロボット1には、当該外部装置の一例として、ディスペンサー40が、シャフトSが有する端部のうち設置面側の端部に設けられている。また、当該例では、ロボット1には、当該外部装置制御部の一例として、ディスペンサー制御部50が、第2アームA2が有する端部のうち第3回動軸AX3側の端部の外面に設けられている。なお、ディスペンサー40は、当該端部に代えて、ロボット1の他の位置に設けられる構成であってもよい。また、ディスペンサー制御部50は、当該外面に代えて、ロボット1の他の位置に設けられる構成であってもよい。
ディスペンサー40は、ディスペンサー制御部50からの要求に応じて、接着剤、グリース等の吐出物を吐出する。
ディスペンサー制御部50は、ディスペンサー40が吐出物を単位時間あたりに吐出する量等を制御する制御装置、ディスペンサー40が吐出物を単位時間あたりに吐出する量等を制御する制御基板等である。ディスペンサー制御部50は、ロボット制御部30からの要求に応じたタイミングで、ディスペンサー40に吐出物の吐出を開始させる、又はディスペンサー40に吐出物の吐出を終了させる。
なお、ロボット1には、前述の外部装置として、ディスペンサー40に代えて、エンドエフェクター等の他の外部装置と、当該外部装置を制御する外部装置制御部とを備える構成であってもよい。当該外部装置がエンドエフェクターである場合、当該外部装置制御部は、当該エンドエフェクターを制御するエンドエフェクター制御部である。ここで、ロボット1では、エンドエフェクターは、例えば、シャフトSの端部のうちの設置面側の端部に取り付け可能である。当該エンドエフェクターは、指部によって物体を保持することが可能なエンドエフェクターであってもよく、空気、磁気による吸着等によって物体を保持可能なエンドエフェクターであってもよく、他のエンドエフェクターであってもよい。なお、本実施形態では、物体を保持するとは、物体を持ち上げることが可能な状態にすることを意味する。
また、ロボット1には、複数の外部装置と、複数の外部装置のうちの一部又は全部を制御する複数の外部装置制御部を備える構成であってもよい。
<モーターユニット、ロボット制御部、ディスペンサー制御部それぞれの構成と、ロボットにおける各機能部間の接続態様>
ここで、図2を参照し、モーターユニットM、ロボット制御部30、ディスペンサー制御部50それぞれの構成と、ロボット1における各機能部間の接続態様とのそれぞれについて説明する。ここで、当該接続態様は、ロボット1にディスペンサー40及びディスペンサー制御部50が設けられている場合における接続態様のことである。図2は、モーターユニットM、ロボット制御部30、ディスペンサー制御部50それぞれの構成と、ロボット1における各機能部間の接続態様とのそれぞれの一例を示す図である。なお、図2では、図を簡略化するため、シャフトSと、ディスペンサー40とのそれぞれを省略している。
ここで、図2を参照し、モーターユニットM、ロボット制御部30、ディスペンサー制御部50それぞれの構成と、ロボット1における各機能部間の接続態様とのそれぞれについて説明する。ここで、当該接続態様は、ロボット1にディスペンサー40及びディスペンサー制御部50が設けられている場合における接続態様のことである。図2は、モーターユニットM、ロボット制御部30、ディスペンサー制御部50それぞれの構成と、ロボット1における各機能部間の接続態様とのそれぞれの一例を示す図である。なお、図2では、図を簡略化するため、シャフトSと、ディスペンサー40とのそれぞれを省略している。
まず、モーターユニットM、ロボット制御部30、ディスペンサー制御部50それぞれの構成について説明する。
モーターユニットMはそれぞれ、モーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECを備える。すなわち、第1モーターユニットM1は、モーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECを備える。また、第2モーターユニットM2は、モーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECを備える。また、第3モーターユニットM3は、モーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECを備える。また、第4モーターユニットM4は、モーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECを備える。
以下では、説明の便宜上、第1モーターユニットM1が備えるモーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECのそれぞれを、第1モーターMT1、第1モーター駆動部MC1、第1回動角検出部EC1と称して説明する。また、以下では、第2モーターユニットM2が備えるモーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECのそれぞれを、第2モーターMT2、第2モーター駆動部MC2、第2回動角検出部EC2と称して説明する。また、第3モーターユニットM3が備えるモーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECのそれぞれを、第3モーターMT3、第3モーター駆動部MC3、第3回動角検出部EC3と称して説明する。また、第4モーターユニットM4が備えるモーターMTと、モーター駆動部MCと、回動角検出部ECのそれぞれを、第4モーターMT4、第4モーター駆動部MC4、第4回動角検出部EC4と称して説明する。
前述した通り、第1モーターユニットM1〜第4モーターユニットM4のうちの一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。このため、第1モーターMT1、第2モーターMT2、第3モーターMT3、第4モーターMT4のうちの一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。また、第1モーター駆動部MC1、第2モーター駆動部MC2、第3モーター駆動部MC3、第4モーター駆動部MC4のうちの一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。また、第1回動角検出部EC1、第2回動角検出部EC2、第3回動角検出部EC3、第4回動角検出部EC4のうちの一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。
なお、図2では、図が煩雑になるのを防ぐため、第2モーターユニットM2が備える第2モーターMT2、第2モーター駆動部MC2、第2回動角検出部EC2のそれぞれと、第3モーターユニットM3が備える第3モーターMT3、第3モーター駆動部MC3、第3回動角検出部EC3のそれぞれと、第4モーターユニットM4が備える第4モーターMT4、第4モーター駆動部MC4、第4回動角検出部EC4のそれぞれとを省略している。
ここで、第1モーターMT1〜第4モーターMT4のそれぞれと、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4のそれぞれと、第1回動角検出部EC1〜第4回動角検出部EC4のそれぞれとについて、第1モーターMT1、第1モーター駆動部MC1、第1回動角検出部EC1のそれぞれを例に挙げて説明する。すなわち、この一例では、第2モーターユニットM2〜第4モーターユニットM4のそれぞれが備えるモーターMT、モーター駆動部MC、回動角検出部ECそれぞれの構成は、第1モーターユニットM1が備える第1モーターMT1、第1モーター駆動部MC1、第1回動角検出部EC1それぞれの構成と同じ構成であるため、説明を省略する。
第1モーターMT1は、例えば、サーボモーターである。なお、第1モーターMT1は、サーボモーターに代えて、他の如何なるモーターであってもよい。
第1モーター駆動部MC1は、第1モーターMT1を駆動させる駆動基板等のことである。第1モーター駆動部MC1は、ロボット制御部30から供給された電力を、第1モーターMT1に供給する電力に変換する回路を備える。例えば、第1モーター駆動部MC1は、当該回路として、インバーターを備える。なお、第1モーター駆動部MC1は、インバーターに代えて、ロボット制御部30から供給された電力を、第1モーターMT1に供給する電力に変換可能であれば、如何なる回路を備える構成であってもよい。
また、第1モーター駆動部MC1は、第1モーターMT1を駆動させる駆動回路を備える。第1モーター駆動部MC1は、ロボット制御部30から供給された電力と、ロボット制御部30から取得した制御信号とに基づいて、当該駆動回路によって第1モーターMT1を駆動させる。
また、第1モーター駆動部MC1は、予め決められた周期で第1回動角検出部EC1が検出した回動角を示す回動角情報を第1回動角検出部EC1から取得する。当該回動角は、第1モーターMT1の回動角のことである。第1モーター駆動部MC1は、第1回動角検出部EC1から取得した回動角情報をロボット制御部30に出力するとともに当該回動角情報をディスペンサー制御部50に出力する。回動角情報は、第1情報の一例である。
第1回動角検出部EC1は、第1モーターMT1の回動角を検出する。すなわち、第1回動角検出部EC1は、エンコーダーである。第1回動角検出部EC1は、検出した回動角を示す回動角情報を第1モーター駆動部MC1に出力する。なお、第1回動角検出部EC1は、当該回動角を検出可能であれば、光学式、磁気式、機械式等の如何なる形式のエンコーダーであってもよい。
ロボット制御部30は、4つのモーターユニットMのそれぞれについて、モーターユニットMが備えるモーター駆動部MCを制御し、当該モーター駆動部MCに接続されたモーターMTを当該モーター駆動部MCに駆動させる。この際、例えば、ロボット制御部30は、各モーター駆動部MCから回動角情報を取得し、取得した4つの回動角情報に基づいて、アームAの予め決められた位置のロボット座標系RCTにおける位置を算出する。アームAの予め決められた位置は、アームAが有する位置のうちロボット1を制御する際の制御点が対応付けられた位置のことであり、例えば、アームAが有する位置のうちTCP(Tool Center Point)が対応付けられた位置のことである。当該位置は、例えば、シャフトSが有する端部のうち設置面側の端部の位置である。なお、当該位置は、アームAに応じた他の位置であってもよい。ロボット制御部30は、算出した位置に基づいて、次にアームAの予め決められた位置を一致させる目標となる目標位置を算出する。ロボット制御部30は、4つのモーターMTのそれぞれについて、算出した目標位置とアームAの予め決められた位置とが一致した場合におけるモーターMTの回動角を算出する。そして、ロボット制御部30は、4つのモーターMTのそれぞれについて、算出した回動角であってモーターMTの回動角を示す回動角情報を含む制御情報を生成し、生成した制御情報を、モーターMTを駆動させるモーター駆動部MCに出力する。これにより、ロボット制御部30は、4つのモーターユニットMのそれぞれについて、モーターユニットMが備えるモーター駆動部MCを制御し、当該モーター駆動部MCに接続されたモーターMTを当該モーター駆動部MCに駆動させることができる。
また、ロボット制御部30は、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4のそれぞれに電力を供給する。本実施形態では、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4のそれぞれへのロボット制御部30による電力の供給については、説明を省略する。このため、図2では、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4のそれぞれにロボット制御部30が電力を供給するための配線を省略している。
また、ロボット制御部30は、ディスペンサー制御部50に電力を供給する。本実施形態では、ディスペンサー制御部50へのロボット制御部30による電力の供給については、説明を省略する。このため、図2では、ディスペンサー制御部50にロボット制御部30が電力を供給するための配線を省略している。
また、ロボット制御部30は、ディスペンサー制御部50を制御し、ディスペンサー40に吐出物の吐出を開始させる。また、ロボット制御部30は、ディスペンサー制御部50を制御し、ディスペンサー40に吐出物の吐出を終了させる。これらの際、ロボット制御部30は、ディスペンサー制御部50を制御する制御情報を、ディスペンサー制御部50に出力する。当該制御情報には、例えば、吐出情報が含まれている。吐出情報は、例えば、ディスペンサー40に吐出物の吐出を開始させるタイミングを示す情報、ディスペンサー40に吐出物の吐出を終了させるタイミングを示す情報等を含む情報のことである。当該制御情報は、第2情報の一例である。
また、ロボット制御部30は、必要に応じて、ディスペンサー制御部50から各種の情報を取得する。当該情報には、例えば、ディスペンサー制御部50が単位時間あたりにディスペンサー40に吐出させた吐出物の量を示す情報等が含まれる。当該情報は、第3情報の一例である。
ロボット制御部30が有する各機能は、例えば、ロボット制御部30が備える図示しないCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサーが、ロボット制御部30が備える図示しないメモリーに予め記憶された各種のプログラムを実行することにより実現する機能部である。なお、ロボット制御部30が有する機能のうちの一部は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアによって実現される構成であってもよい。
ディスペンサー制御部50は、ロボット制御部30から取得した制御信号が示すタイミングに応じて、ディスペンサー40に吐出物の吐出を開始させる。また、ディスペンサー制御部50は、ロボット制御部30から取得した制御信号が示すタイミングに応じて、ディスペンサー40に吐出物の吐出を終了させる。また、ディスペンサー制御部50は、ディスペンサー40が吐出物の吐出を行っている間、アームAの予め決められた位置の速度を算出し、算出した速度に応じた量の吐出物を吐出するようにディスペンサー40を制御する。この際、ディスペンサー制御部50は、4つのモーター駆動部MCのそれぞれについて、モーター駆動部MCが回動角検出部ECから取得した回動角を示す回動角情報をモーター駆動部MCから取得する。ディスペンサー制御部50は、取得した回動角情報に基づいて、アームAの予め決められた位置を算出する。ディスペンサー制御部50は、算出した位置と、前回に算出した位置と、前述の予め決められた周期とに基づいて、アームAの予め決められた位置の速度を算出する。
また、ディスペンサー制御部50は、ロボット制御部30からの要求に応じて、例えば、単位時間あたりにディスペンサー40に吐出させた吐出物の量を示す情報等の各種の情報をロボット制御部30に出力する。
ディスペンサー制御部50は、例えば、ディスペンサー制御部50が備える図示しないCPU等のプロセッサーが、ディスペンサー制御部50が備える図示しないメモリーに予め記憶された各種のプログラムを実行することにより実現する機能部である。なお、ディスペンサー制御部50が有する機能のうちの一部又は全部は、FPGA、ASIC等のハードウェアによって実現される構成であってもよい。
次に、ロボット1における各機能部の接続態様について説明する。
ロボット1では、ロボット制御部30と、第1モーター駆動部MC1と、第2モーター駆動部MC2と、第3モーター駆動部MC3と、第4モーター駆動部MC4と、ディスペンサー制御部50とが、図2において図示しないシリアルバスSBによりデイジーチェーン接続される。
シリアルバスSBは、シリアル通信において信号が伝送される伝送路のことである。シリアル通信は、1ビットずつのデータが伝送路上に逐次的に伝送される通信方式のことである。具体的には、図2に示した例では、シリアルバスSBは、ロボット制御部30が有する通信用の複数の端子のうちの端子30A及び端子30Bと、第1モーター駆動部MC1が有する通信用の端子MC1Aと、第2モーター駆動部MC2が有する通信用の複数の端子のうちの端子MC2A及び端子MC2Bと、第3モーター駆動部MC3が有する通信用の複数の端子のうちの端子MC3A及び端子MC3Bと、第4モーター駆動部MC4が有する通信用の複数の端子のうちの端子MC4A及び端子MC4Bと、ディスペンサー制御部50が有する通信用の端子50Aと、ロボット制御部30が有する端子30Aと第1モーター駆動部MC1が有する通信用の端子MC1Aとの間を接続する配線C1と、ロボット制御部30が有する端子30Bと第2モーター駆動部MC2が有する通信用の端子MC2Aとの間を接続する配線C2と、第2モーター駆動部MC2が有する通信用の端子MC2Bと第3モーター駆動部MC3が有する通信用の端子MC3Aとの間を接続する配線C3と、第3モーター駆動部MC3が有する通信用の端子MC3Bと第4モーター駆動部MC4が有する通信用の端子MC4Aとの間を接続する配線C4と、第4モーター駆動部MC4が有する通信用の端子MC4Bとディスペンサー制御部50が有する通信用の端子50Aとの間を接続する配線C5とによって構成されている。
ここで、図3は、ロボット1におけるデイジーチェーン接続の態様の一例を示す図である。図3に示した例では、シリアルバスSBは、CAN通信のプロトコルに基づいて情報が伝送されるCANバスである。CAN通信は、ISO(International Organization for Standardization)の規格に準拠したシリアル通信であるのことである。当該例では、ロボット1では、ロボット制御部30と、第1モーターユニットM1が備える第1モーター駆動部MC1と、第2モーターユニットM2が備える第2モーター駆動部MC2と、第3モーターユニットM3が備える第3モーター駆動部MC3と、第4モーターユニットM4が備える第4モーター駆動部MC4と、ディスペンサー制御部50とは、CAN通信のプロトコルに基づく通信を行う。なお、シリアルバスSBは、CANバスに代えて、他のシリアル通信のプロトコルに基づいて情報が伝送されるバスでれば如何なるバスであってもよい。
このように、ロボット1では、ロボット制御部30と、第1モーターユニットM1が備える第1モーター駆動部MC1と、第2モーターユニットM2が備える第2モーター駆動部MC2と、第3モーターユニットM3が備える第3モーター駆動部MC3と、第4モーターユニットM4が備える第4モーター駆動部MC4と、ディスペンサー制御部50とが、シリアルバスSBによりデイジーチェーン接続される。このため、ロボット1では、ロボット制御部30は、各モーター駆動部MCがシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得することができる。また、ロボット1では、ロボット制御部30は、ディスペンサー制御部50がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得することができる。また、ロボット1では、各モーター駆動部MCは、ロボット制御部30がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得することができる。また、ロボット1では、各モーター駆動部MCは、ディスペンサー制御部50がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得することができる。また、ロボット1では、ディスペンサー制御部50は、各モーター駆動部MCがシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得することができる。また、ロボット1では、ディスペンサー制御部50は、ロボット制御部30がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得することができる。
ここで、ロボット1と異なるロボットXでは、ロボットXが備えるロボット制御部X30は、第1モーター駆動部MC1と、第2モーター駆動部MC2と、第3モーター駆動部MC3と、第4モーター駆動部MC4との少なくとも一部から取得した情報を処理し、処理した情報をディスペンサー制御部50に出力する。すなわち、ロボット制御部X30は、取得した情報をディスペンサー制御部50に出力するため、例えば、当該一部から取得した情報のデータ形式をディスペンサー制御部50によって処理可能なデータ形式に変換する処理、内部調停処理等の処理を行う必要があった。ここで、ロボットXは、例えば、従来のロボットのことである。また、ロボット制御部X30は、例えば、従来のロボット制御部のことである。
このようなロボットXに対し、ロボット1では、ディスペンサー制御部50は、第1モーター駆動部MC1と、第2モーター駆動部MC2と、第3モーター駆動部MC3と、第4モーター駆動部MC4との少なくとも一部からシリアルバスSBに伝送された情報を、シリアルバスSBから取得することができる。そこで、ロボット1では、ディスペンサー制御部50は、第1モーター駆動部MC1と、第2モーター駆動部MC2と、第3モーター駆動部MC3と、第4モーター駆動部MC4とのそれぞれからシリアルバスSBに伝送された情報を、シリアルバスSBから取得する。これにより、ロボット1では、ロボット制御部30は、第1モーター駆動部MC1と、第2モーター駆動部MC2と、第3モーター駆動部MC3と、第4モーター駆動部MC4のそれぞれから取得した情報を処理し、処理した情報をディスペンサー制御部50に出力する必要がない。その結果、ロボット1は、ロボット制御部30が行う処理の負荷を低減することができ、ロボット制御部30の処理速度を向上させることができる。なお、ロボット1では、ディスペンサー制御部50は、第1モーター駆動部MC1と、第2モーター駆動部MC2と、第3モーター駆動部MC3と、第4モーター駆動部MC4とのうちの一部からシリアルバスSBに伝送された情報を、シリアルバスSBから取得する構成であってもよい。この場合、当該一部に含まれていないモーター駆動部MCは、シリアルバスSBと異なるバスに回動角を示す回動角情報を伝送する。そして、ディスペンサー制御部50は、当該バスに伝送された情報を、当該バスから取得する。
また、ロボット1では、ディスペンサー制御部50は、ロボット制御部30がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得する。また、ロボット1では、ロボット制御部30は、ディスペンサー制御部50がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得する。これらにより、ロボット1は、ロボット1の内部において、ロボット制御部30とディスペンサー制御部50とを接続する配線によって構成されるバスを、前述のシリアルバスSBと異なる付加的なバスとして備える必要がない。その結果、ロボット1は、ロボット1の内部において配線が増えてしまうことを抑制することができる。なお、ロボット1では、ディスペンサー制御部50は、ロボット制御部30がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得しない構成であってもよい。この場合、ロボット制御部30は、シリアルバスSBと異なるバスに回動角を示す回動角情報を伝送する。そして、ディスペンサー制御部50は、当該バスに伝送された回動角情報を、当該バスから取得する。また、ロボット1では、ロボット制御部30は、ディスペンサー制御部50がシリアルバスSBに伝送した情報を、シリアルバスSBから取得しない構成であってもよい。この場合、ディスペンサー制御部50は、シリアルバスSBと異なるバスに回動角を示す回動角情報を伝送する。そして、ロボット制御部30は、当該バスに伝送された回動角情報を、当該バスから取得する。
ここで、図2に示した例では、上記において説明したデイジーチェーン接続において、ディスペンサー制御部50は、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4よりも、ロボット制御部30と反対側に位置している。具体的には、当該例では、ディスペンサー制御部50が有する通信用の端子50Aは、第4モーター駆動部MC4が有する通信用の端子MC4Bと配線C5によって接続されており、第4モーター駆動部MC4が有する通信用の端子MC4A、第4モーター駆動部MC4以外のモーター駆動部MCが有する通信用の端子、及びロボット制御部30が有する通信用の端子のそれぞれとは配線によって接続されていない。第4モーター駆動部MC4以外のモーター駆動部MCが有する通信用の端子は、具体的には、前述の端子MC1A、端子MC2A、端子MC2B、端子MC3A、端子MC3Bそれぞれのことである。また、ロボット制御部30が有する通信用の端子は、具体的には、端子30A、端子30Bそれぞれのことである。これにより、ロボット1は、例えば、ディスペンサー制御部50を、ロボット1の内部における配線を長くすることなく、第2アームA2が有する端部のうち第3回動軸AX3側の端部の外面に設けることができる。その結果、ロボット1は、ディスペンサー制御部50とディスペンサー40との間を接続する配線の長さを短くすることができる。
ここで、ディスペンサー制御部50が、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4よりも、ロボット制御部30と反対側に位置している場合、第2アームA2の筐体には、ディスペンサー制御部50が接続される接続部(コネクター)が設けられる構成であってもよい。当該場合においてディスペンサー制御部50が当該接続部に接続されると、ディスペンサー制御部50と第4モーター駆動部MC4との間が接続される。すなわち、当該場合、ロボット1では、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4のそれぞれと、ロボット制御部30と、ディスペンサー制御部50とがシリアルバスSBによりデイジーチェーン接続される。一方、ディスペンサー制御部50が当該接続部に接続されていない場合、ロボット1では、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4のそれぞれと、ロボット制御部30とがシリアルバスSBによりデイジーチェーン接続される。これにより、ロボット1は、ディスペンサー制御部50を第2アームA2の筐体に設ける作業の効率を向上させることができる。
また、図2に示したように、上記において説明したデイジーチェーン接続において、ロボット1の外側にディスペンサー制御部50が設けられた場合、前述のロボットXにおいてディスペンサー制御部50と前述のロボット制御部X30との間が複数の配線によって接続される場合と比較して、ロボット1の内部の配線を少なくすることができる。その結果、ロボット1は、小型化を図ることができる。なお、ディスペンサー制御部50は、ロボット1の内部に設けられる構成であってもよい。
なお、上記において説明したデイジーチェーン接続において、ディスペンサー制御部50は、4つのモーター駆動部MCのうちの2つのモーター駆動部MCの間に位置する構成であってもよく、4つのモーター駆動部MCのうちの1つのモーター駆動部MCとロボット制御部30との間に位置する構成であってもよい。
図4は、ロボット1の各機能部のデイジーチェーン接続による接続態様のうち、4つのモーター駆動部MCのうちの1つのモーター駆動部MCとロボット制御部30との間にディスペンサー制御部50が位置する場合における接続態様の一例を示す図である。図4に示した例では、第1モーター駆動部MC1が有する通信用の端子MC1Aとロボット制御部30が有する端子30Aとが配線C1によって接続され、ロボット制御部30が有する端子30Bとディスペンサー制御部50が有する通信用の複数の端子のうちの端子50Aとが配線C6によって接続され、ディスペンサー制御部50が有する通信用の複数の端子のうちの端子50Bと第2モーター駆動部MC2が有する通信用の端子MC2Aとが配線C7によって接続され、第2モーター駆動部MC2が有する通信用の端子MC2Bと第3モーター駆動部MC3が有する通信用の端子MC3Aとが配線C3によって接続され、第3モーター駆動部MC3が有する通信用の端子MC3Bと第4モーター駆動部MC4が有する通信用の端子MC4Aとが配線C4によって接続されている。これにより、ロボット1は、例えば、ディスペンサー制御部50を、ロボット1の内部における配線を長くすることなく、第2アームA2が有する端部のうち第2回動軸AX2側の端部の外面に設けることができる。
ここで、ディスペンサー制御部50が、4つのモーター駆動部MCのうちの1つのモーター駆動部MCとロボット制御部30との間に位置する場合、第2アームA2の筐体には、ディスペンサー制御部50が接続される接続部(コネクター)が設けられる構成であってもよい。例えば、当該場合、当該接続部は、第2アームA2の筐体が有する外面のうち第3回動軸AX3から第2回動軸AX2に向かう側の外面には、当該接続部が設けられる。なお、当該接続部は、第2アームA2の筐体が有する他の外面に設けられる構成であってもよい。当該場合においてディスペンサー制御部50が当該接続部に接続されると、ディスペンサー制御部50とロボット制御部30との間が接続されるとともに、ディスペンサー制御部50と第2モーター駆動部MC2との間が接続される。すなわち、当該場合、ロボット1では、第1モーター駆動部MC1〜第4モーター駆動部MC4のそれぞれと、ロボット制御部30と、ディスペンサー制御部50とがシリアルバスSBによりデイジーチェーン接続される。しかしながら、ディスペンサー制御部50が当該接続部に接続されていない場合、ロボット1では、ロボット制御部30と第2モーター駆動部MC2との間が断線してしまう。そこで、ロボット1は、当該場合において、第1配線と第2配線との間を短絡させる短絡部(ショート回路)を備える構成であってもよい。第1配線は、当該接続部と第2モーター駆動部MC2との間を接続する配線のことである。第2配線は、当該接続部とロボット制御部30との間を接続する配線のことである。第1配線と第2配線との間が当該短絡部により短絡された場合、4つのモーター駆動部MCのそれぞれとロボット制御部30とがシリアルバスによりデイジーチェーン接続される。当該短絡部は、例えば、第1配線と第2配線との間を短絡させるスイッチであってもよく、ディスペンサー制御部50の代わりに当該接続部において第1配線と第2配線との間を短絡させる導体であってもよく、第1配線と第2配線との間を短絡させる他の部材であってもよい。
なお、上記において説明したディスペンサー制御部50は、4つのモーター駆動部MCのうちの1つと一体に構成されてもよい。
以上のように、ロボット1は、アーム(この一例において、アームA)を備えたロボットであって、アームが備えるモーター(この一例において、モーターMT)と、モーターを駆動するモーター駆動部(この一例において、モーター駆動部MC)と、を備える。また、ロボット1では、モーター駆動部と、モーター駆動部を制御するロボット制御部(この一例において、ロボット制御部30)と、ロボット1に設けられる外部装置(この一例において、ディスペンサー40)を制御する外部装置制御部(この一例において、ディスペンサー制御部50)とが、シリアルバス(この一例において、シリアルバスSB)によりデイジーチェーン接続される。また、ロボット1では、外部装置制御部は、モーター駆動部からシリアルバスに伝送された第1情報(この一例において、回動角情報)を、シリアルバスから取得し、取得した第1情報に基づいて外部装置を制御する。これにより、ロボット1は、ロボット制御部の処理速度を向上させることができる。
また、ロボット1において、シリアルバスは、CAN通信プロトコルに基づいて情報が伝送されるCANバスである、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、第1情報は、回動角検出部(この一例において、回動角検出部EC)により検出されたモーターの回動角を示す情報(この一例において、回動角情報)を含む、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、外部装置制御部は、取得した第1情報が示す回動角に基づいて、アームの予め決められた位置(この一例において、TCPの位置)のロボット座標系(この一例において、ロボット座標系RCT)における位置を算出する、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、モーターは、複数あり、複数のモーターのそれぞれについてモーター駆動部を備え、複数のモーター駆動部のそれぞれと、ロボット制御部と、外部装置制御部とが、シリアルバスによりデイジーチェーン接続され、外部装置制御部は、複数のモーター駆動部のうちの少なくとも1つからシリアルバスに伝送された情報を、シリアルバスから取得する、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、外部装置制御部は、デイジーチェーン接続において、ロボット制御部とモーター駆動部との間に位置する、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、アームの筐体には、外部装置制御部が接続される接続部が設けられており、外部装置制御部が接続部に接続された場合、外部装置制御部とモーター駆動部とが接続されるとともに、外部装置制御部とロボット制御部とが接続され、外部装置制御部が接続部に接続されていない場合において、接続部とモーター駆動部とを接続する第1配線と、接続部とロボット制御部とを接続する第2配線との間を短絡させる短絡部を備え、第1配線と第2配線との間が短絡部により短絡された場合、モーター駆動部とロボット制御部とがシリアルバスによりデイジーチェーン接続される、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、外部装置制御部は、デイジーチェーン接続において、モーター駆動部よりも、ロボット制御部と反対側に位置する、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、アームの筐体には、外部装置制御部が接続される接続部が設けられており、外部装置制御部が接続部に接続された場合、外部装置制御部とモーター駆動部との間が接続され、外部装置制御部が接続部に接続された場合、モーター駆動部とロボット制御部と外部装置制御部とがシリアルバスによりデイジーチェーン接続され、外部装置制御部が接続部に接続されていない場合、モーター駆動部とロボット制御部とがシリアルバスによりデイジーチェーン接続される、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、外部装置制御部は、ロボット制御部からシリアルバスに伝送された第2情報(この一例において、吐出情報を含む制御情報)を、シリアルバスから取得し、第2情報は、外部装置を制御する制御情報を含む、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、外部装置は、ディスペンサーであり、制御情報は、ディスペンサーの吐出に関する吐出情報を含む、構成が用いられてもよい。
また、ロボット1において、ロボット制御部は、外部装置制御部からシリアルバスに伝送された第3情報(この一例において、ロボット制御部30がディスペンサー制御部50から取得する情報)を、シリアルバスから取得する、構成が用いられてもよい。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
1、X…ロボット、30、X30…ロボット制御部、40…ディスペンサー、50…ディスペンサー制御部、A…アーム、A1…第1アーム、A2…第2アーム、AX1…第1回動軸、AX2…第2回動軸、AX3…第3回動軸、B…基台、B1…第1基台、B2…第2基台、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7…配線、EC…回動角検出部、EC1…第1回動角検出部、EC2…第2回動角検出部、EC3…第3回動角検出部、EC4…第4回動角検出部、M…モーターユニット、M1…第1モーターユニット、M2…第2モーターユニット、M3…第3モーターユニット、M4…第4モーターユニット、MC…モーター駆動部、MC1…第1モーター駆動部、MC2…第2モーター駆動部、MC3…第3モーター駆動部、MC4…第4モーター駆動部、MT…モーター、MT1…第1モーター、MT2…第2モーター、MT3…第3モーター、MT4…第4モーター、RCT…ロボット座標系、S…シャフト、SB…シリアルバス
Claims (13)
- アームを備えたロボットであって、
前記アームが備えるモーターと、
前記モーターを駆動するモーター駆動部と、
を備え、
前記モーター駆動部と、前記モーター駆動部を制御するロボット制御部と、前記ロボットに設けられる外部装置を制御する外部装置制御部とが、シリアルバスによりデイジーチェーン接続され、
前記外部装置制御部は、前記モーター駆動部から前記シリアルバスに伝送された第1情報を、前記シリアルバスから取得し、取得した前記第1情報に基づいて前記外部装置を制御する、
ロボット。 - 前記シリアルバスは、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルに基づいて情報が伝送されるCANバスである、
請求項1に記載のロボット。 - 前記第1情報は、回動角検出部により検出された前記モーターの回動角を示す情報を含む、
請求項1又は2に記載のロボット。 - 前記外部装置制御部は、取得した前記第1情報が示す前記回動角に基づいて、前記アームの予め決められた位置のロボット座標系における位置を算出する、
請求項3に記載のロボット。 - 前記モーターは、複数あり、
前記複数の前記モーターのそれぞれについて前記モーター駆動部を備え、
前記複数の前記モーター駆動部のそれぞれと、前記ロボット制御部と、前記外部装置制御部とが、前記シリアルバスによりデイジーチェーン接続され、
前記外部装置制御部は、前記複数の前記モーター駆動部のうちの少なくとも1つから前記シリアルバスに伝送された情報を、前記シリアルバスから取得する、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載のロボット。 - 前記外部装置制御部は、前記デイジーチェーン接続において、前記ロボット制御部と前記モーター駆動部との間に位置する、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載のロボット。 - 前記アームの筐体には、前記外部装置制御部が接続される接続部が設けられており、
前記外部装置制御部が前記接続部に接続された場合、前記外部装置制御部と前記モーター駆動部とが接続されるとともに、前記外部装置制御部と前記ロボット制御部とが接続され、
前記外部装置制御部が前記接続部に接続されていない場合において、前記接続部と前記モーター駆動部とを接続する第1配線と、前記接続部と前記ロボット制御部とを接続する第2配線との間を短絡させる短絡部を備え、
前記第1配線と前記第2配線との間が前記短絡部により短絡された場合、前記モーター駆動部と前記ロボット制御部とが前記シリアルバスによりデイジーチェーン接続される、
請求項6に記載のロボット。 - 前記外部装置制御部は、前記デイジーチェーン接続において、前記モーター駆動部よりも、前記ロボット制御部と反対側に位置する、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載のロボット。 - 前記アームの筐体には、前記外部装置制御部が接続される接続部が設けられており、
前記外部装置制御部が前記接続部に接続された場合、前記外部装置制御部と前記モーター駆動部との間が接続され、
前記外部装置制御部が前記接続部に接続された場合、前記モーター駆動部と前記ロボット制御部と前記外部装置制御部とが前記シリアルバスによりデイジーチェーン接続され、
前記外部装置制御部が前記接続部に接続されていない場合、前記モーター駆動部と前記ロボット制御部とが前記シリアルバスによりデイジーチェーン接続される、
請求項8に記載のロボット。 - 前記外部装置制御部は、前記ロボット制御部から前記シリアルバスに伝送された第2情報を、前記シリアルバスから取得し、
前記第2情報は、前記外部装置を制御する制御情報を含む、
請求項1から9のうちいずれか一項に記載のロボット。 - 前記外部装置は、ディスペンサーであり、
前記制御情報は、前記ディスペンサーの吐出に関する吐出情報を含む、
請求項10に記載のロボット。 - 前記ロボット制御部は、前記外部装置制御部から前記シリアルバスに伝送された第3情報を、前記シリアルバスから取得する、
請求項1から11のうちいずれか一項に記載のロボット。 - 請求項1から12のうちいずれか一項に記載のロボットと、
前記ロボット制御部と、
を備えるロボットシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018043512A JP2019155514A (ja) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | ロボット、及びロボットシステム |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018043512A JP2019155514A (ja) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | ロボット、及びロボットシステム |
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JP2019155514A true JP2019155514A (ja) | 2019-09-19 |
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JP (1) | JP2019155514A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210299859A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | Seiko Epson Corporation | Robot And Robot System |
-
2018
- 2018-03-09 JP JP2018043512A patent/JP2019155514A/ja active Pending
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