JP2847654B2 - 産業用ロボットの信号伝送装置 - Google Patents

産業用ロボットの信号伝送装置

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JP2847654B2 JP34158089A JP34158089A JP2847654B2 JP 2847654 B2 JP2847654 B2 JP 2847654B2 JP 34158089 A JP34158089 A JP 34158089A JP 34158089 A JP34158089 A JP 34158089A JP 2847654 B2 JP2847654 B2 JP 2847654B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は産業用ロボットの電気絶縁を施した信号伝送
装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、高電位に保たれている電気部材に触れて作業す
る産業用ロボットにおいては、ロボットの上腕部と、上
腕部に設けられた手首部との間を電気的に絶縁してあ
る。したがって、手首部に設けられた工具操作用のアク
チュエータの動作を検出する例えば力センサなどの検出
器と、検出器からの信号を受信する受信装置との間には
光ファイバーケーブルを使用し、受信装置からの出力信
号によってアクチュエータの動作を制御するようにした
ものが開示されている(例えば特開昭64−34112号公
報)。
[発明が解決しようとする課題] ところで、アクチュエータの動作を検出する検出器か
らは、アナログ量である複数の信号出力、例えば直角座
標におけるX、Y、Z方向の力成分と、X、Y、Z軸回
りの力モーメント成分などが出力され、その信号をアク
チュエータの制御装置に伝達する必要がある。そのた
め、複数の信号毎に信号線をアクチュエータと制御装置
の間に設けることは、光ファイバーケーブルの接続装置
が複雑になるとともに、光ファイバーケーブルの配線作
業の手間を増やすなどの欠点があった。
本発明は、1本の光ファイバーケーブルに複数の信号
を伝送するようにして、小形で簡単な信号伝送装置を提
供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、多関節を備えたアームの先端部に設けられ
絶縁部材で構成された上腕部と、前記上腕部の先端に揺
動しうるように設けられた手首部と、前記手首部に設け
られた工具操作用アクチュエータと、前記アクチュエー
タの動作を検出する検出器を設けた検出装置と、前記上
腕部および前記アームの中を通して配設された光ファイ
バーケーブルと、前記アクチュエータの動作を制御する
制御器を設けた制御装置とを設け、前記検出装置からの
出力信号を前記光ファイバーケーブルを介して前記制御
装置に伝送するようにした産業用ロボットの信号装置で
あって、 前記検出器から出力される複数の信号出力をそれぞれ
各成分ごとに異なる周波数に変換するV/Fコンバータ
と、 前記V/Fコンバータの出力を多重信号に変換する多重
化回路と、 前記多重化回路の出力である多重信号を光信号に変換
する電気光変換器とを前記検出装置に設け、 前記電気光変換器の光出力信号を電気信号に変換する
光電気変換器と、 前記電気信号を各成分毎に分配する分配回路と、 前記分配回路の出力を周波数から電圧値に変換するF/
Vコンバータと、 前記F/Vコンバータの各成分毎の電圧値に変換された
力センサ信号出力により前記工具制御する制御器とを前
記制御装置に設け、 1本の前記光ファイバーケーブルの一方端を前記検出
装置の電気光変換器に接続し、他方端を前記制御装置の
光電気変換器に接続した産業用ロボットの信号伝送装置
において、 第1の発信器と、前記検出器の信号出力数に対応する
ビット数を有する第1のリングカウンタと、ワイヤード
オア回路からなる前記多重化回路と、前記信号出力数に
対応する数のV/Fコンバータ素子により構成された前記V
/Fコンバータとを前記検出装置に設け、 前記第1のリングカウンタの前記検出器の信号出力数
に対応する出力と、前記検出器の信号出力とを対応する
前記V/Fコンバータ素子に入力し、 前記各V/Fコンバータ素子から前記第1の発信器の出
力信号のタイミングにより、順次前記多重化回路を介し
て、前記電気光変換器に力センサ信号出力を送出し、 第2の発信器と、検出器信号出力数に対応するビット
数を有する第2のリングカウンタと、ワイヤードオア回
路からなる前記分配回路と、検出器信号出力数に対応す
る数のF/Vコンバータ素子により構成された前記F/Vコン
バータとを前記制御装置に設け、 前記第2のリングカウンタの前記検出器の信号出力数
に対応する出力と、前記光電気変換器の出力が前記分配
回路によって各成分ごとに分配された出力とを対応する
前記各F/Vコンバータ素子に入力するようにしたもので
ある。
[作用] アナログ、デジタルを問わず、検出器から出力される
複数の信号出力をそれぞれ各成分ごとに異なる周波数に
変換するコンバータを介して多重化伝送するので、検出
装置側と制御装置側との間を1本の光ファイバーケーブ
ルにより多数の信号を電気的に絶縁した状態で伝送する
ことができる。
したがって、光ファイバーケーブルの接続装置や配線
作業の手間が簡単になる。
[実施例] 本発明を図に示す実施例について説明する。
第1図は本発明の実施例を示す斜視図で、ロボットの
多関節を備えたアーム1には絶縁部材で構成された中空
円筒形の上腕部11が設けられ、上腕部11の先端には手首
部12が図示しない駆動部により揺動しうるように設けら
れている。手首部12の先端には工具13を操作するアクチ
ュエータ14が取付けられ、アクチュエータ14の取付け部
には検出装置2が設けられている。検出装置2には、第
2図のブロック図に示すように、力センサ21が設けら
れ、複数の信号出力線により、力センサ21で検出した
X、Y、Z方向力成分およびX、Y、Z軸回りの力モー
メントの各部分のアナログまたはデジタルの力センサ信
号出力22がV/Fコンバータ23に送られ、それぞれ各成分
ごとに異なる周波数に変換されて多重化回路24に送ら
れ、多重信号に変換される。この多重信号は電気光変換
器(以下E/O変換器という)25により光信号に変換され
る。
E/O変換器25には1本の光ファイバーケーブル3の一
方端が接続され、光ファイバーケーブル3は上腕部11お
よびアーム1の中を通り、他方端はロボット本体の外部
に設けられた制御装置4の中に設けられた光電気変換器
(以下O/E変換器という)41に接続されている。多重化
された光信号は光ファイバーケーブル3を通り、O/E変
換器41に送られて多重化された電気信号に変換される。
多重化された電気信号は分配回路42により、各成分毎に
アナログまたはデジタル信号でF/Vコンバータ43に分配
される。各成分毎の力センサ信号出力はF/Vコンバータ4
3により周波数から電圧値に変換される。各成分毎の電
圧値に変換された力センサ信号出力は制御器44に送ら
れ、工具13を操作するアクチュエータ14をはじめ、手首
部12、アーム1などのロボットの各関節を操作する駆動
部を制御する。
なお、多重化信号を伝送するため、検出装置2には第
3図に示すように、発信器5と、力センサ信号出力数N
に対応するビット数を有するリングカウンタ6と、ワイ
ヤードオア回路からなる多重化回路24と、V/Fコンバー
タ23とが設けられている。V/Fコンバータ23は力センサ
信号出力数NのV/Fコンバータ素子231〜23Nにより構成
され、リングカウンタ6の出力61〜6Nは力センサ信号出
力22とともに対応するV/Fコンバータ素子231〜23Nに入
力される。V/Fコンバータ素子231〜23Nからは発信器5
のタイミングにより、順次多重化回路24を介して、E/O
変換器25に力センサ信号出力241が送出される。
また、制御装置4には同様に、発信器7と力センサ信
号出力数Nに対応するビット数を有するリングカウンタ
8と、ワイヤードオア回路からなる分配回路42と、F/V
コンバータ43が設けられている。F/Vコンバータ43は力
センサ信号出力数NのF/Vコンバータ素子431〜43Nによ
り構成され、リングカウンタ8の出力81〜8NはO/E変換
器41の出力411が分配回路42によって各成分ごとに分配
された出力とともに対応するF/Vコンバータ素子431〜43
Nに入力される。F/Vコンバータ素子431〜43Nからは発信
器7のタイミングにより、順次制御器44に力センサ信号
出力が送出される。
上記の構成により、アナログ、デジタルを問わず、複
数の信号を各成分ごとに異なる周波数に変換する簡単な
ワイヤードオア回路からなる多重化回路および分配回路
を介して多重化伝送するので、検出装置側と制御装置側
との間を1本の光ファイバーケーブルにより多数の信号
を電気的に絶縁した状態で伝送することができる。
なお、検出器は信号源として力センサについて説明し
たが、ロボット手首部に装着しうる信号量の多い他のセ
ンサ、例えばビジョンセンサ、触覚センサ等アナログ伝
送を必要とする各種ロボット検出器に適用できる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば複数の信号を簡単
な回路で検出装置側と制御装置側とを1本の光ファイバ
ーケーブルにより電気的に絶縁した状態で多重化伝送す
ることができるので、高電位に保たれている電気部材に
触れる作業に利用される産業用ロボットの信号絶縁伝送
装置の構造がコンパクトで組立作業も簡単になる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す斜視図、第2図は基本構
成図、第3図は多重化信号の伝送回路の詳細を示す構成
図である。 1……アーム、11……上腕部、13……工具、14……アク
チュエータ、2……検出装置、21……力センサ、22……
力センサ信号出力、23……V/Fコンバータ、231〜23N…
…V/Fコンバータ素子、24……多重化回路、25……E/O変
換器、3……光ファイバーケーブル、4……制御装置、
41……O/E変換器、42……分配回路、43……F/Vコンバー
タ、431〜43N……V/Fコンバータ素子、44……制御器、
5、7……発信器、6、8……リングカウンタ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B25J 19/00 B25J 13/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多関節を備えたアームの先端部に設けられ
    絶縁部材で構成された上腕部と、前記上腕部の先端に揺
    動しうるように設けられた手首部と、前記手首部に設け
    られた工具操作用アクチュエータと、前記アクチュエー
    タの動作を検出する検出器を設けた検出装置と、前記上
    腕部および前記アームの中を通して配設された光ファイ
    バーケーブルと、前記アクチュエータの動作を制御する
    制御器を設けた制御装置とを設け、前記検出装置からの
    出力信号を前記光ファイバーケーブルを介して前記制御
    装置に伝送するようにした産業用ロボットの信号装置で
    あって、 前記検出器から出力される複数の信号出力をそれぞれ各
    成分ごとに異なる周波数に変換するV/Fコンバータと、 前記V/Fコンバータの出力を多重信号に変換する多重化
    回路と、 前記多重化回路の出力である多重信号を光信号に変換す
    る電気光変換器とを前記検出装置に設け、 前記電気光変換器の光出力信号を電気信号に変換する光
    電気変換器と、 前記電気信号を各成分毎に分配する分配回路と、 前記分配回路の出力を周波数から電圧値に変換するF/V
    コンバータと、 前記F/Vコンバータの各成分毎の電圧値に変換された力
    センサ信号出力により前記工具制御する制御器とを前記
    制御装置に設け、 1本の前記光ファイバーケーブルの一方端を前記検出装
    置の電気光変換器に接続し、他方端を前記制御装置の光
    電気変換器に接続した産業用ロボットの信号伝送装置に
    おいて、 第1の発信器と、前記検出器の信号出力数に対応するビ
    ット数を有する第1のリングカウンタと、ワイヤードオ
    ア回路からなる前記多重化回路と、前記信号出力数に対
    応する数のV/Fコンバータ素子により構成された前記V/F
    コンバータとを前記検出装置に設け、 前記第1のリングカウンタの前記検出器の信号出力数に
    対応する出力と、前記検出器の信号出力とを対応する前
    記V/Fコンバータ素子に入力し、 前記各V/Fコンバータ素子から前記第1の発信器の出力
    信号のタイミングにより、順次前記多重化回路を介し
    て、前記電気光変換器に力センサ信号出力を送出し、 第2の発信器と、前記検出器信号出力数に対応するビッ
    ト数を有する第2のリングカウンタと、ワイヤードオア
    回路からなる前記分配回路と、前記検出器信号出力数に
    対応する数のF/Vコンバータ素子により構成されたF/Vコ
    ンバータとを前記制御装置に設け、 前記第2のリングカウンタの前記検出器の信号出力数に
    対応する出力と、前記光電気変換器の出力が前記分配回
    路によって各成分ごとに分配された出力とを対応する前
    記各F/Vコンバータ素子に入力するようにした産業用ロ
    ボットの信号伝送装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180022419A (ko) * 2016-08-24 2018-03-06 현대자동차주식회사 도장로봇의 스프레이 제어 장치 및 그 방법과 그를 이용한 도장 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180022419A (ko) * 2016-08-24 2018-03-06 현대자동차주식회사 도장로봇의 스프레이 제어 장치 및 그 방법과 그를 이용한 도장 시스템
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