JP2020157401A - ロボットシステムおよびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】外部機器を増設する際にロボット内に敷設する配線数が増えるのを防止し、設計自由度を高めやすいロボットシステムおよびロボットを提供すること。【解決手段】ロボットと、ロボットの作動を制御するコントローラーと、第１外部機器と、を備えるロボットシステムであって、ロボットは、第１部材と、第１部材に対して回動する第２部材と、第１部材に対して第２部材を回動させる駆動力を発生するモーターと、モーターの回転量を検出する検出部、検出部の作動を制御する制御部、コントローラーと通信する通信部、および、第１外部機器に接続される第１機器接続部、を含み、制御部は、検出部、通信部、および、第１機器接続部に接続されるエンコーダーと、通信部とコントローラーとを接続する第１通信線と、を有し、第１機器接続部および第１通信線を介して、第１外部機器のデータをコントローラーに送信するロボットシステム。【選択図】図３

Description

本発明は、ロボットシステムおよびロボットに関するものである。

ロボットは、例えば先端にハンド等のエンドエフェクターが装着されている。エンドエフェクターは、配線を介して、ロボットのコントローラーと電気的に接続されている。

一方、ロボットは複数のアームを有しており、各アームの回動軸には、アームを回動させる駆動力を発生するモーターと、回動状態を検出するエンコーダーと、を含む駆動装置が設けられている。このとき、エンドエフェクターとコントローラーとを接続する配線は、ロボットの内部に敷設される。

例えば、特許文献１には、エンドエフェクターとエンドエフェクター制御部とを接続する信号線および電源線を、ロボットの内部に敷設することが開示されている。

特開２０１２−１６１８８０号公報

一方、ロボットの内部には、駆動装置とコントローラーとを接続する配線も敷設されている。このため、エンドエフェクターとコントローラーとを接続する配線を敷設する場合には、ロボットの内部に敷設される配線数がさらに増えることになる。そうすると、配線を通すスペースを確保する必要が生じるため、ロボットの設計自由度が低下するという課題がある。

本発明の適用例に係るロボットシステムは、ロボットと、前記ロボットの作動を制御するコントローラーと、第１外部機器と、を備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１部材と、
前記第１部材に対して回動する第２部材と、
前記第１部材に対して前記第２部材を回動させる駆動力を発生するモーターと、
前記モーターの回転量を検出する検出部、前記検出部の作動を制御する制御部、前記コントローラーと通信する通信部、および、前記第１外部機器に接続される第１機器接続部、を含み、前記制御部は、前記検出部、前記通信部、および、前記第１機器接続部に接続されるエンコーダーと、
前記通信部と前記コントローラーとを接続する第１通信線と、
を有し、
前記第１機器接続部および前記第１通信線を介して、前記第１外部機器のデータを前記コントローラーに送信する。

第１実施形態に係るロボットシステムを示す側面図である。 図１に示すロボットシステムの機能ブロック図である。 図２に示す機能ブロック図の部分拡大図である。 図３に示す第１外部機器が感圧センサーの圧力検出部を制御する制御基板である例を示す機能ブロック図である。 第１実施形態の第１変形例に係るロボットシステムを示す機能ブロック図である。 第１実施形態の第２変形例に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の部分拡大図である。 第１実施形態の第３変形例に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の部分拡大図である。 第２実施形態に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の部分拡大図である。 第２実施形態に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の全体図である。 第３実施形態に係るロボットを示す側面図である。

以下、本発明のロボットシステムおよびロボットの好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係るロボットシステムについて説明する。

図１は、第１実施形態に係るロボットシステムを示す側面図である。図２は、図１に示すロボットシステムの機能ブロック図である。

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の作動を制御するコントローラー５と、を有している。ロボットシステム１の用途は、特に限定されないが、例えば、精密機器やこれを構成する部品等の対象物の給材、除材、搬送および組立等が挙げられる。

図１に示すロボット２は、基台２１と、基台２１に回動可能に連結されているロボットアーム２２と、を備える。
基台２１は、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上等の被設置部に固定される。

ロボットアーム２２は、基台２１に第１軸Ｏ１まわりに回動可能に連結されたアーム２２１と、アーム２２１に対して第２軸Ｏ２まわりに回動可能に連結されたアーム２２２と、アーム２２２に対して第３軸Ｏ３まわりに回動可能に連結されたアーム２２３と、アーム２２３に対して第４軸Ｏ４まわりに回動可能に連結されたアーム２２４と、アーム２２４に対して第５軸Ｏ５まわりに回動可能に連結されたアーム２２５と、アーム２２５に対して第６軸Ｏ６まわりに回動可能に連結されたアーム２２６と、を有している。また、アーム２２６には、ロボット２に実行させる作業に応じたエンドエフェクター２４が装着される。

なお、ロボット２としては、本実施形態の構成に限定されず、例えば、ロボットアーム２２が有するアームの数が１本〜５本であってもよいし、７本以上であってもよい。また、例えば、ロボット２の種類は、スカラロボットや、２つのロボットアーム２２を有する双腕ロボットであってもよい。

また、ロボット２は、基台２１に対してアーム２２１を回動させる駆動装置２５１と、アーム２２１に対してアーム２２２を回動させる駆動装置２５２と、アーム２２２に対してアーム２２３を回動させる駆動装置２５３と、アーム２２３に対してアーム２２４を回動させる駆動装置２５４と、アーム２２４に対してアーム２２５を回動させる駆動装置２５５と、アーム２２５に対してアーム２２６を回動させる駆動装置２５６と、を有している。

コントローラー５は、アーム２２１〜２２６が目的とする位置になるように、駆動装置２５１〜２５６の作動をそれぞれ独立して制御する。コントローラー５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、を有している。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。

駆動装置２５１は、基台２１の内部に設けられ、駆動源としてのモーター２５１Ｍと、モーター２５１Ｍの回転量を検出するエンコーダー２５１Ｅと、を有している。駆動装置２５２は、アーム２２１の内部に設けられ、駆動源としてのモーター２５２Ｍと、モーター２５２Ｍの回転量を検出するエンコーダー２５２Ｅと、を有している。駆動装置２５３は、アーム２２２の内部に設けられ、駆動源としてのモーター２５３Ｍと、モーター２５３Ｍの回転量を検出するエンコーダー２５３Ｅと、を有している。駆動装置２５４は、アーム２２３の内部に設けられ、駆動源としてのモーター２５４Ｍと、モーター２５４Ｍの回転量を検出するエンコーダー２５４Ｅと、を有している。駆動装置２５５は、アーム２２４の内部に設けられ、駆動源としてのモーター２５５Ｍと、モーター２５５Ｍの回転量を検出するエンコーダー２５５Ｅと、を有している。駆動装置２５６は、アーム２２５の内部に設けられ、駆動源としてのモーター２５６Ｍと、モーター２５６Ｍの回転量を検出するエンコーダー２５６Ｅと、を有している。

モーター２５１Ｍ〜２５６Ｍとコントローラー５との間は、それぞれモーター２５１Ｍ〜２５６Ｍに電力を供給する電源線４１を介して接続されている。コントローラー５は、各モーター２５１Ｍ〜２５６Ｍに電力を供給し、各モーター２５１Ｍ〜２５６Ｍの駆動を制御する。

一方、エンコーダー２５１Ｅ〜２５６Ｅとコントローラー５との間は、第１通信線４２を介して接続されている。これにより、エンコーダー２５１Ｅ〜２５６Ｅとコントローラー５との間で互いに通信が可能になっている。また、第１通信線４２は、いわゆるバス型配線になっている。この場合のバス型配線とは、コントローラー５と複数の接続先であるエンコーダー２５１Ｅ〜２５６Ｅとの接続において、主線から分岐させながら各接続先に敷設する配線形式のことをいう。バス型配線では、スター型配線、すなわちコントローラー５から複数の接続先に向けて放射状に敷設した配線形式のようにコントローラー５とエンコーダー２５１Ｅ〜２５６Ｅとをそれぞれ直接接続する必要がない。このため、スター型配線に比べてロボットアーム２２内を通過する第１通信線４２の本数を減らすことができる。

また、本実施形態に係るロボットシステム１は、さらに、アーム２２５の内部に設けられた、第１外部機器６１および第２外部機器６２を有している。これらの第１外部機器６１および第２外部機器６２は、それぞれ、エンコーダー２５６Ｅに対して増設された機器である。すなわち、これらの第１外部機器６１および第２外部機器６２は、ロボットシステム１にあらかじめ付属していてもよいが、後付けすることも可能な機器である。以下、駆動装置２５６ならびに第１外部機器６１および第２外部機器６２について詳述する。

図３は、図２に示す機能ブロック図の部分拡大図である。なお、図３では、図２に図示していない構成を追加している。

図３に示す駆動装置２５６は、アーム２２４とアーム２２６との間に位置するアーム２２５の内部に設けられ、前述したように、モーター２５６Ｍと、エンコーダー２５６Ｅと、を有している。このうち、エンコーダー２５６Ｅは、モーター２５６Ｍの回転量を検出する検出部２５６ａと、検出部２５６ａの作動を制御する制御部２５６ｂと、制御部２５６ｂと接続され、コントローラー５と通信する通信部２５６ｃと、を含んでいる。

検出部２５６ａは、例えば、モーター２５６Ｍの回転軸に接続された図示しないスケールと、スケールの回転を読み取る図示しない光学素子と、を有し、スケールの回転量に応じた信号を制御部２５６ｂに出力する。なお、検出部２５６ａにおける検出方式は、特に問わない。

制御部２５６ｂは、検出部２５６ａから出力された信号を受信し、モーター２５６Ｍの回転量を算出する。そして、通信部２５６ｃを介して回転量のデータをコントローラー５に送信する。

通信部２５６ｃは、制御部２５６ｂとコントローラー５との間に介挿されている。通信部２５６ｃは、制御部２５６ｂから出力された回転量のデータを受け取り、第１通信線４２に適用される通信方式に応じた信号に変換する。そして、通信部２５６ｃは、第１通信線４２を介して、変換した信号をコントローラー５に向けて送信する。また、通信部２５６ｃは、コントローラー５から送信された、制御部２５６ｂを制御するコマンドを含む信号を受信し、制御部２５６ｂに向けて出力する。

通信部２５６ｃとコントローラー５との通信方式としては、例えば、シリアル通信またはパラレル通信が挙げられる。このうち、シリアル通信が好ましく用いられる。シリアル通信では、データを時分割して送受信することができるため、第１通信線４２の本数を減らすことができる。なお、シリアル通信は、同期式通信であっても、非同期式通信であってもよい。

なお、エンコーダー２５６Ｅには、あらかじめ固有のＩＤ（識別番号）を割り振っておく。これにより、通信において、データの送信先を指定することができるので、バス型配線であっても、エンコーダー２５６Ｅとコントローラー５との間で個別に通信を行うことができる。

また、エンコーダー２５６Ｅは、第１外部機器６１が接続されるための第１機器接続部７１をさらに有している。第１機器接続部７１は、制御部２５６ｂと接続されており、第１外部機器６１を接続するためのポートである。そして、第１機器接続部７１は、第２通信線４３を介して第１外部機器６１と接続されている。

第１機器接続部７１としては、例えば、コネクター、配線、無線通信機等が挙げられる。このうち、第１機器接続部７１は、コネクターまたは配線であるのが好ましい。コネクターによる接続や配線による接続は、着脱が比較的容易であることから、第２通信線４３の接続やその解除を容易に行うことができる。このため、第１外部機器６１の増設作業を効率よく行うことができる。また、有線による接続は、耐ノイズ性や確実性の観点からも有用である。

なお、第１機器接続部７１がコネクターである場合、第１機器接続部７１の形態としては、例えば制御部２５６ｂが搭載される図示しない配線基板上に配置された、基板実装型のコネクターが挙げられる。具体的には、平行接続型コネクター、垂直接続型コネクター、水平接続型コネクター、フローティングコネクター等が挙げられる。この他、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクター、ＲＳ−２３２Ｃコネクター等であってもよい。

一方、第１機器接続部７１が配線である場合、第１機器接続部７１の形態としては、例えば、配線の一端を制御部２５６ｂが搭載される図示しない配線基板に接続し、他端をフリーにした形態が挙げられる。なお、配線の一端および他端にも、各種コネクターが装着されていてもよい。

そして、第１機器接続部７１は、第１外部機器６１がコントローラー５との間で行う通信を、制御部２５６ｂおよび通信部２５６ｃを経由して、第１通信線４２における通信に重畳する。つまり、本実施形態に係るエンコーダー２５６Ｅは、第１通信線４２を介して通信部２５６ｃとコントローラー５との間で行う通信に、第１外部機器６１とコントローラー５との間で行う通信を割り込ませる機能を有している。これにより、第１外部機器６１とコントローラー５との間を直接接続する通信線を設ける必要がなくなる。したがって、第１外部機器６１を増設したとしても、ロボットアーム２２の内部に敷設される通信線の数を増やさずに済む。その結果、ロボットシステム１の設計が制約されること、すなわち、設計自由度が低下するのを防ぐことができる。

具体的には、通信部２５６ｃとコントローラー５との間では、制御部２５６ｂが受信した検出部２５６ａからのデータが随時、コントローラー５に向けて送信され、一方、検出部２５６ａの作動を制御するコマンドが随時、制御部２５６ｂに向けて送信されている。ただし、これらのデータやコマンド等の情報は、それほど容量が大きいものではないことから、通信帯域には比較的余裕がある。

そこで、本実施形態に係るエンコーダー２５６Ｅでは、検出部２５６ａに関連する情報を送受信する合間に、第１外部機器６１に関する情報を割り込ませる。これにより、第１通信線４２を、エンコーダー２５６Ｅとコントローラー５との通信のみでなく、第１外部機器６１とコントローラー５との通信にも併用することができる。その結果、第１通信線４２の本数を増やすことなく、第１外部機器６１とコントローラー５との通信を実現することができるので、第１外部機器６１や第２外部機器６２の増設に伴うロボットシステム１の設計自由度の低下を防ぐことができる。

このようにして増設可能な第１外部機器６１としては、例えば、ハンド、吸着パッド、ディスペンサーのようなエンドエフェクターを制御する制御機器、力覚センサー、感圧センサー、磁気式エンコーダーのようなセンサーを制御する制御機器等が挙げられる。これらの制御機器の形態としては、例えば配線基板と、配線基板上に搭載された電子部品と、を有する機能拡張基板が挙げられる。したがって、アーム２２５の内部には、このような機能拡張基板等の制御機器を配置するためのスペース、例えば基板載置用ラック、基板固定用金具等があらかじめ用意してあってもよい。

ここで、図４は、図３に示す第１外部機器６１が感圧センサーの圧力検出部６１１を制御する制御基板である例を示す機能ブロック図である。なお、図４では、図示の都合上、第２外部機器６２の図示を省略している。

図４に示すロボットシステム１は、エンドエフェクター２４とアーム２２６との間に設けられた２つの圧力検出部６１１と、圧力検出部６１１と第１外部機器６１とを接続する配線６１０と、をさらに有している。圧力検出部６１１は、例えば圧力を受けたときに電気抵抗が変化する弾性体を含んでいる。したがって、エンドエフェクター２４に外力が加わると、圧力検出部６１１にも外力が加わり、電気抵抗の変化として第１外部機器６１において検出される。したがって、圧力検出部６１１、配線６１０および第１外部機器６１は、感圧センサーとして機能する。

ロボットシステム１に対してこのような感圧センサーを増設するとき、第１外部機器６１とコントローラー５とを直接接続するのではなく、本実施形態では、第１外部機器６１と第１機器接続部７１とを接続すればよい。これにより、第２通信線４３の延長を短くすることができ、増設作業が簡単になるとともに、増設に伴うロボットシステム１の設計自由度の低下を防ぐことができる。

なお、第１外部機器６１が機能拡張基板のような回路基板である場合、第２通信線４３は、可撓性を有する長尺の配線等である必要はなく、例えば基板対基板コネクターの内部に設けられている端子等であればよい。

さらに、第１機器接続部７１が無線通信機である場合には、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信規格に準拠した無線通信機を用いるようにしてもよい。これにより、第２通信線４３を無線化することができる。

第２通信線４３に用いられる通信方式としては、例えば、シリアル通信またはパラレル通信が挙げられるが、シリアル通信が好ましく用いられる。シリアル通信では、データを時分割して送受信することができるため、外部機器の増設個数が増えた場合でも、第２通信線４３の本数が著しく増やす必要がない。このため、第２通信線４３の配線作業が容易になるとともに、第２通信線４３の引き回しに必要なスペースを節約することができる。

なお、第２通信線４３に用いられる通信方式は、前述した第１通信線４２に用いられる通信方式と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、シリアル通信は、同期式通信であっても、非同期式通信であってもよい。

また、第１外部機器６１は、第２外部機器６２が接続されるための第２機器接続部７２を有している。第２機器接続部７２は、第２外部機器６２を接続するためのポートであって、第２通信線４３を介して第２外部機器６２と接続されている。

第２機器接続部７２の構成は、前述した第１機器接続部７１の構成として挙げたものの中から適宜選択されるが、第１機器接続部７１の構成と同じであってもよく、異なっていてもよい。

また、第２外部機器６２も、第１外部機器６１として挙げたものの中から適宜選択される。さらに、図３に示す第２外部機器６２は、図示しない別の外部機器が接続されるための第３機器接続部７３を有している。第３機器接続部７３は、別の外部機器が接続されるポートであって、図示しない通信線を介して別の外部機器と接続可能になっている。

以上のように、本実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の作動を制御するコントローラー５と、第１外部機器６１と、を備える。そして、ロボット２は、第１部材であるアーム２２５と、アーム２２５に対して回動する第２部材であるアーム２２６と、アーム２２５に対してアーム２２６を回動させる駆動力を発生するモーター２５６Ｍと、モーター２５６Ｍの回転量を検出する検出部２５６ａ、検出部２５６ａの作動を制御する制御部２５６ｂ、コントローラー５と通信する通信部２５６ｃ、および、第１外部機器６１に接続される第１機器接続部７１、を含み、制御部２５６ｂは、検出部２５６ａ、通信部２５６ｃ、および、第１機器接続部７１に接続されるエンコーダー２５６Ｅと、通信部２５６ｃとコントローラー５とを接続する第１通信線４２と、を有し、第１機器接続部７１および第１通信線４２を介して、第１外部機器６１のデータをコントローラー５に送信する。

以上のようなロボットシステム１によれば、エンコーダー２５６Ｅが、第１通信線４２を介して通信部２５６ｃとコントローラー５との間で行う通信に、第１外部機器６１とコントローラー５との間で行う通信を、制御部２５６ｂを経由して割り込ませる機能を有している。これにより、第１外部機器６１とコントローラー５との間を直接接続する通信線を設ける必要がなくなる。その結果、第１外部機器６１を増設したとしても、ロボットアーム２２の内部に敷設される通信線の数を増やさずに済むため、通信線が占める体積が少ない分、ロボットシステム１の設計自由度が低下するのを防ぐことができる。

また、本実施形態に係るロボットシステム１は、第２外部機器６２と、第２外部機器６２に接続される第２機器接続部７２と、をさらに備えている。そして、本実施形態では、エンコーダー２５６Ｅと第１外部機器６１および第２外部機器６２とが、バス型配線を構成する第２通信線４３により接続されている。

具体的には、図３では、第１機器接続部７１と第１外部機器６１とが第２通信線４３を介して接続され、第２機器接続部７２と第２外部機器６２とが第２通信線４３を介して接続されている。したがって、見た目上、いわゆるデイジーチェーン型配線になっている。一方、電気的には、第１機器接続部７１から延在する主線と、その主線から第１外部機器６１および第２外部機器６２にそれぞれ分岐する分岐線と、で接続されたバス型配線になっている。

このようなバス型配線により、外部機器を任意に増設しやすくなる。すなわち、バス型配線では、第１機器接続部７１以外に、制御部２５６ｂが搭載される図示しない配線基板等において、別の機器接続部を増やすことなく、第２外部機器６２を増設することができる。したがって、外部機器の増設数によらず、配線基板等の構造上の変更は不要である。このため、増設作業をより簡単に行うことができる。また、制御部２５６ｂが搭載される配線基板の大型化を防ぐことができる。その結果、外部機器の増設に伴うロボットアーム２２の大型化および重量増加を防止可能なロボットシステム１を実現することができる。

なお、第１外部機器６１および第２外部機器６２には、それぞれあらかじめ固有のＩＤ（識別番号）を割り振っておく。これにより、通信において、データの送信先を指定することができるので、バス型配線であっても、各外部機器と制御部２５６ｂとの間、および、各外部機器とコントローラー５との間で、それぞれ個別に通信を行うことができる。

また、前述したように、図３に示す第２機器接続部７２は、第１外部機器６１に設けられている。これにより、図３では、見た目上、デイジーチェーン型配線を採用することが可能になり、電気的には、バス型配線として、第２機器接続部７２と第２外部機器６２との接続作業を簡単に行うことができる。その結果、増設される外部機器の数が増えた場合でも、外部機器の増設が容易なロボットシステム１を実現することができる。

また、図３に示すアーム２２５は、筐体２２５０を有している。前述した駆動装置２５６、第１外部機器６１および第２外部機器６２は、筐体２２５０の内部に収容されている。さらに、筐体２２５０は、内部にアクセス可能な開口部２２５１をさらに有している。開口部２２５１は、筐体２２５０の一部を開閉可能にしたドアＤで塞がれている。ドアＤを開いたときには、図３に示す内部空間Ｓに外部から容易にアクセスすることができる。したがって、この内部空間Ｓに第１外部機器６１および第２外部機器６２が設けられるようになっていれば、第１外部機器６１および第２外部機器６２の増設作業を、筐体２２５０を外すことなく行うことができる。このため、増設作業をより簡単に行うことができる。

換言すれば、エンコーダー２５６Ｅは、筐体２２５０内に設けられており、開口部２２５１は、第１機器接続部７１に対応する位置に設けられている。これにより、第１機器接続部７１に対して第２通信線４３を接続したり、接続を解除したりする作業を、筐体２２５０の外部から容易に行うことができる。なお、第１機器接続部７１に対応する位置とは、開口部２２５１を介し、筐体２２５０の外部から第１機器接続部７１に対して配線作業を行い得る位置のことをいう。

なお、ロボットシステム１は、少なくとも第１外部機器６１を増設可能な第１機器接続部７１と、第１外部機器６１と、を有していればよいので、第２外部機器６２を有することは必須ではない。また、増設可能な外部機器の数は、２つに限定されず、１つであっても、３つ以上であってもよい。

また、上記の説明では、アーム２２５を「第１部材」とし、アーム２２６を「第１部材に対して回動する第２部材」として説明しているが、第１部材および第２部材はこれらに限定されない。本実施形態の場合、基台２１およびアーム２２１〜２２５のいずれも、第１部材になり得る。また、この第１部材に隣り合うアーム２２１〜２２６のいずれも、第２部材になり得る。

さらに、第１外部機器６１および第２外部機器６２の双方を筐体２２５０内に設けることは必須ではなく、少なくとも一方は筐体２２５０の外部に設けられていてもよい。例えば第１外部機器６１を外部に設ける場合には、第１機器接続部７１を筐体２２５０の外部に露出する位置に設けるようにしてもよい。

（第１変形例）
ここで、第１実施形態の第１変形例について説明する。
図５は、第１実施形態の第１変形例に係るロボットシステムを示す機能ブロック図である。

以下、第１変形例について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図５において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

図５に示すロボットシステム１は、さらに、第１外部機器６１と第１通信線４２とを接続する分岐通信線４５を有している。すなわち、第１外部機器６１は、第１通信線４２から分岐する分岐通信線４５と接続されている。これにより、第１外部機器６１は、第２通信線４３および第１通信線４２を介した通信のみでなく、分岐通信線４５および第１通信線４２を介した通信も可能になる。このため、通信に冗長性を持たせることができる。すなわち、仮に、第１機器接続部７１や第２通信線４３に不具合が生じた場合でも、第１外部機器６１とコントローラー５との間の通信を確保することができる。なお、分岐通信線４５は、第２外部機器６２にも接続されていてもよい。

また、ロボットシステム１では、第１外部機器６１や第２外部機器６２の増設を見越して、あらかじめ分岐通信線４５を設けておいてもよい。

（第２変形例）
次に、第１実施形態の第２変形例に係るロボットシステムについて説明する。
図６は、第１実施形態の第２変形例に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の部分拡大図である。

以下、第２変形例について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図６において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

前述した第１実施形態では、第２通信線４３がバス型配線を構成していたが、本第２変形例では、第２通信線４３がスター型配線を構成している。すなわち、本第２変形例に係るロボットシステム１は、第２外部機器６２をさらに備えている。そして、本第２変形例に係るロボットシステム１のエンコーダー２５６Ｅは、第２外部機器６２が接続されるための第２機器接続部７２をさらに有している。この第２機器接続部７２は、エンコーダー２５６Ｅに含まれており、制御部２５６ｂと接続されている。そして、エンコーダー２５６Ｅと第１外部機器６１および第２外部機器６２とが、スター型配線を構成する第２通信線４３により接続されている。

具体的には、本第２変形例に係るエンコーダー２５６Ｅは、さらに、第１機器接続部７１と並列で制御部２５６ｂに対して接続された第２機器接続部７２を有している。そして、第２機器接続部７２には、第２通信線４３を介して、第２外部機器６２が接続されている。これにより、複数の第２通信線４３を並列させることができる。このため、第２通信線４３の通信容量が小さい場合、または、第１外部機器６１や第２外部機器６２が送受信するデータの容量が大きい場合でも、外部機器の増設が可能になる。

（第３変形例）
次に、第１実施形態の第３変形例に係るロボットシステムについて説明する。
図７は、第１実施形態の第３変形例に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の部分拡大図である。

以下、第３変形例について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図７において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

本第３変形例に係るロボットシステム１は、筐体２２５０内に設けられたハブ装置８を有している。ハブ装置８は、第２通信線４３を複数に分岐する分岐装置である。そして、分岐された第２通信線４３に、第１外部機器６１および第２外部機器６２が接続されている。このようなハブ装置８を用いることにより、増設作業をより簡単に行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るロボットシステムについて説明する。
図８は、第２実施形態に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の部分拡大図である。図９は、第２実施形態に係るロボットシステムを示す機能ブロック図の全体図である。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図８および図９において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

第２実施形態に係るロボットシステム１は、図８に示すように、筐体２２５０に設けられた第２外部機器６２としてモータードライバー２５６Ｄを有している。モータードライバー２５６Ｄは、矩形状の波形で電流を流す矩形波駆動や、正弦波状の波形で電流を流す正弦波駆動等の駆動方式で、モーター２５６Ｍに印加する電流を制御する。このようなモータードライバー２５６Ｄをモーター２５６Ｍに設けることにより、第１実施形態のようにスター型配線を構成する電源線４１を、図９に示すようなバス型配線を構成する電源線４１Ａに変更することができる。その結果、図１に示すロボットアーム２２の内部を通過する電源線４１Ａの本数を減らすことができ、ロボットシステム１の設計自由度を高めることができる。

また、本実施形態では、外部機器としてのモータードライバー２５６Ｄと同様の機器が、各モーター２５１Ｍ〜２５６Ｍにそれぞれ設けられている。具体的には、図９に示すロボットシステム１は、駆動装置２５１が有するモーター２５１Ｍに設けられたモータードライバー２５１Ｄと、駆動装置２５２が有するモーター２５２Ｍに設けられたモータードライバー２５２Ｄと、駆動装置２５３が有するモーター２５３Ｍに設けられたモータードライバー２５３Ｄと、駆動装置２５４が有するモーター２５４Ｍに設けられたモータードライバー２５４Ｄと、駆動装置２５５が有するモーター２５５Ｍに設けられたモータードライバー２５５Ｄと、駆動装置２５６が有するモーター２５６Ｍに設けられたモータードライバー２５６Ｄと、をさらに有している。このようなモータードライバー２５１Ｄ〜２５６Ｄを個別に設けることにより、各モータードライバー２５１Ｄ〜２５６Ｄに共通の直流電圧を印加することができるので、バス型配線を構成する電源線４１Ａを用いた場合であっても、各モーター２５１Ｍ〜２５６Ｍの駆動を個別に制御することができる。

さらに、図９に示すロボットシステム１においては、モータードライバー２５１Ｄ〜２５５Ｄが、エンコーダー２５１Ｅ〜２５５Ｅに増設された第１外部機器６１に相当し、モータードライバー２５６Ｄが、エンコーダー２５６Ｅに増設された第２外部機器６２に相当する。このようにして第１外部機器６１または第２外部機器６２としてモータードライバー２５１Ｄ〜２５６Ｄを設けることにより、モータードライバー２５１Ｄ〜２５６Ｄとコントローラー５との通信を、第１通信線４２における通信に重畳することができる。これにより、モータードライバー２５１Ｄ〜２５６Ｄとコントローラー５とを直接接続する通信線を設ける必要がなくなるため、ロボットアーム２２の内部に敷設される通信線の数を増やさずに済む。

また、筐体２２５０は、図８に示すように、モータードライバー２５６Ｄが位置する内部空間Ｓ’にアクセス可能な開口部２２５１’をさらに有している。開口部２２５１’は、筐体２２５０の一部を開閉可能にしたドアＤ’で塞がれている。ドアＤ’を開いた時には、図８に示す内部空間Ｓ’に外部から容易にアクセスすることができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係るロボットについて説明する。
図１０は、第３実施形態に係るロボットを示す側面図である。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１０において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

第３実施形態に係るロボット２０は、その駆動を制御するコントローラー５を基台２１に内蔵している以外、第１実施形態に係るロボットシステム１と同様である。すなわち、第１実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット２の筐体の外部にコントローラー５が設けられているのに対し、本実施形態に係るロボット２０は、内部にコントローラー５を有している。このため、ロボット２０が、それ自身の駆動を制御することができる。

そして、本実施形態に係るロボット２０も、基台２１およびロボットアーム２２を備えており、第１実施形態に係るロボットシステム１と同様の構成を有している。

すなわち、本実施形態に係るロボット２０は、図１ないし図３に示すロボットシステム１と同様、コントローラー５と、第１外部機器６１と、第１部材であるアーム２２５と、アーム２２５に対して回動する第２部材であるアーム２２６と、アーム２２５に対してアーム２２６を回動させる駆動力を発生するモーター２５６Ｍと、モーター２５６Ｍの回転量を検出する検出部２５６ａ、検出部２５６ａの作動を制御する制御部２５６ｂ、コントローラー５と通信する通信部２５６ｃ、および、第１外部機器６１に接続される第１機器接続部７１、を含み、制御部２５６ｂは、図３に示すように、検出部２５６ａ、通信部２５６ｃ、および、第１機器接続部７１に接続されるエンコーダー２５６Ｅと、通信部２５６ｃとコントローラー５とを接続する第１通信線４２と、を備え、第１機器接続部７１および第１通信線４２を介して、第１外部機器６１のデータをコントローラー５に送信する。

以上のようなロボット２０によれば、エンコーダー２５６Ｅが、第１通信線４２を介して通信部２５６ｃとコントローラー５との間で行う通信に、第１外部機器６１とコントローラー５との間で行う通信を、図３に示す制御部２５６ｂを経由して割り込ませる機能を有している。これにより、第１外部機器６１とコントローラー５との間を直接接続する通信線を設ける必要がなくなる。その結果、第１外部機器６１を増設したとしても、ロボットアーム２２の内部に敷設される通信線の数を増やさずに済むため、ロボット２０の設計自由度が低下するのを防ぐことができる。

以上、本発明のロボットシステムおよびロボット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、前記実施形態には、他の任意の構成物が付加されていてもよい。さらに、２つの前記実施形態を組み合わせるようにしてもよい。

１…ロボットシステム、２…ロボット、５…コントローラー、８…ハブ装置、２０…ロボット、２１…基台、２２…ロボットアーム、２４…エンドエフェクター、４１…電源線、４１Ａ…電源線、４２…第１通信線、４３…第２通信線、４５…分岐通信線、６１…第１外部機器、６２…第２外部機器、７１…第１機器接続部、７２…第２機器接続部、７３…第３機器接続部、２２１…アーム、２２２…アーム、２２３…アーム、２２４…アーム、２２５…アーム、２２６…アーム、２５１…駆動装置、２５１Ｄ…モータードライバー、２５１Ｅ…エンコーダー、２５１Ｍ…モーター、２５２…駆動装置、２５２Ｄ…モータードライバー、２５２Ｅ…エンコーダー、２５２Ｍ…モーター、２５３…駆動装置、２５３Ｄ…モータードライバー、２５３Ｅ…エンコーダー、２５３Ｍ…モーター、２５４…駆動装置、２５４Ｄ…モータードライバー、２５４Ｅ…エンコーダー、２５４Ｍ…モーター、２５５…駆動装置、２５５Ｄ…モータードライバー、２５５Ｅ…エンコーダー、２５５Ｍ…モーター、２５６…駆動装置、２５６Ｄ…モータードライバー、２５６Ｅ…エンコーダー、２５６Ｍ…モーター、２５６ａ…検出部、２５６ｂ…制御部、２５６ｃ…通信部、６１０…配線、６１１…圧力検出部、２２５０…筐体、２２５１…開口部、２２５１’…開口部、Ｄ…ドア、Ｄ’…ドア、Ｏ１…第１軸、Ｏ２…第２軸、Ｏ３…第３軸、Ｏ４…第４軸、Ｏ５…第５軸、Ｏ６…第６軸、Ｓ…内部空間、Ｓ’…内部空間

Claims (7)

1. ロボットと、前記ロボットの作動を制御するコントローラーと、第１外部機器と、を備えるロボットシステムであって、
   前記ロボットは、
   第１部材と、
   前記第１部材に対して回動する第２部材と、
   前記第１部材に対して前記第２部材を回動させる駆動力を発生するモーターと、
   前記モーターの回転量を検出する検出部、前記検出部の作動を制御する制御部、前記コントローラーと通信する通信部、および、前記第１外部機器に接続される第１機器接続部、を含み、前記制御部は、前記検出部、前記通信部、および、前記第１機器接続部に接続されるエンコーダーと、
   前記通信部と前記コントローラーとを接続する第１通信線と、
   を有し、
   前記第１機器接続部および前記第１通信線を介して、前記第１外部機器のデータを前記コントローラーに送信するロボットシステム。
2. 第２外部機器と、
   前記第２外部機器に接続される第２機器接続部と、を備え、
   前記エンコーダーと前記第１外部機器および前記第２外部機器とが、バス型配線により接続されている請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記第２機器接続部は、前記第１外部機器に設けられている請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記第１外部機器は、前記第１通信線から分岐する分岐通信線と接続されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
5. 第２外部機器を備え、
   前記エンコーダーは、前記第２外部機器に接続される第２機器接続部を有し、
   前記エンコーダーと前記第１外部機器および前記第２外部機器とが、スター型配線により接続されている請求項１に記載のロボットシステム。
6. 前記通信部と前記コントローラーとの通信方式は、シリアル通信である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボットシステム。
7. コントローラーと、
   第１外部機器と、
   第１部材と、
   前記第１部材に対して回動する第２部材と、
   前記第１部材に対して前記第２部材を回動させる駆動力を発生するモーターと、
   前記モーターの回転量を検出する検出部、前記検出部の作動を制御する制御部、前記コントローラーと通信する通信部、および、前記第１外部機器に接続される第１機器接続部、を含み、前記制御部は、前記検出部、前記通信部、および、前記第１機器接続部に接続されるエンコーダーと、
   前記通信部と前記コントローラーとを接続する第１通信線と、
   を備え、
   前記第１機器接続部および前記第１通信線を介して、前記第１外部機器のデータを前記コントローラーに送信するロボット。

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