JP4175377B2

JP4175377B2 - Robot controller

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Publication number: JP4175377B2
Application number: JP2006107607A
Authority: JP
Inventors: 聡丸尾; 孝光稲垣; 祥郎川村; 章小川; 徳孝八谷; 正年小島
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JP2006260581A

Description

本発明は、ロボット本体にアーム等の動作軸を駆動するために設けられた複数のサーボモータを制御するロボット制御装置に係り、特に、複数のサーボモータのそれぞれの回転位置を検出する位置検出器と駆動制御装置との間の通信ラインの数を少なくしたものに関する。 The present invention relates to a robot control apparatus for controlling a plurality of servo motors provided to drive an operation axis such as an arm on a robot body, and more particularly, to a position detector for detecting the rotational positions of the plurality of servo motors. And the number of communication lines between the control device and the drive control device is reduced.

図１２は、従来のロボット制御装置において、ロボット本体側の位置検出器から駆動制御装置への位置情報の送信構成を１台の位置検出器について示したブロック図である。サーボモータの回転位置を検出する位置検出器は、アブソリュート型のロータリエンコーダ１が用いられている。このロータリエンコーダ１は、周知のように、Ａ相、Ｂ相のインクリメンタル信号Ａ，Ｂと、アブソリュート信号Ｒｘとを出力する。 FIG. 12 is a block diagram showing a transmission configuration of position information from the position detector on the robot body side to the drive control apparatus for one position detector in the conventional robot control apparatus. An absolute rotary encoder 1 is used as a position detector for detecting the rotational position of the servo motor. As is well known, the rotary encoder 1 outputs A-phase and B-phase incremental signals A and B and an absolute signal Rx.

Ａ相、Ｂ相のインクリメンタル信号と、アブソリュート信号とは、それぞれ差動ドライバ２〜４によって二線用の信号に変調され、そして、２本の信号線からなる伝送路５〜７によってロボット本体８側から駆動制御装置９側に送信される。伝送路５〜７によって送信される各信号は、駆動制御装置９に設けられた差動レシーバ１０〜１２によって元のＡ相、Ｂ相のインクリメンタル信号Ａ，Ｂ、アブソリュート信号Ｒｘに復調されて駆動制御装置９のロータリエンコーダ用のＩ／Ｆ（インターフェース）１３に入力される。なお、１４〜１６は伝送路５〜７の断線検出用のイクスクルシブオア回路である。 The A-phase and B-phase incremental signals and the absolute signal are respectively modulated into two-line signals by the differential drivers 2 to 4, and the robot body 8 is transmitted by the transmission lines 5 to 7 including two signal lines. From the side to the drive control device 9 side. The signals transmitted through the transmission lines 5 to 7 are demodulated into the original A-phase and B-phase incremental signals A and B and the absolute signal Rx by the differential receivers 10 to 12 provided in the drive control device 9 and driven. This is input to the rotary encoder I / F (interface) 13 of the control device 9. Reference numerals 14 to 16 are exclusive OR circuits for detecting disconnection of the transmission lines 5 to 7.

このように従来では、ロータリエンコーダ１は、１台当たり６本の信号線によって駆動制御装置９と接続されている。ロボット本体が例えば自由度４である場合、サーボモータは４台、従ってロータリエンコーダ１も４台設けられるので、ロボット本体と駆動制御装置９との間には、ロータリエンコーダ１に関して、合計２４本の信号線が接続されることとなる。更に、自由度が６、或いは８になると、信号線は、３６本、或いは４８にもなる。 Thus, conventionally, the rotary encoder 1 is connected to the drive control device 9 by six signal lines per unit. When the robot body has, for example, 4 degrees of freedom, there are four servo motors, and therefore four rotary encoders 1. Therefore, a total of 24 rotary encoders 1 are provided between the robot body and the drive control device 9. The signal line is connected. Further, when the degree of freedom becomes 6 or 8, the number of signal lines becomes 36 or 48.

それら信号線は、束ねられてロボット本体８内に引き込まれるが、信号線の本数が多いと、その束も相当太くなるので、信号線の束を引き込んで各サーボモータまで導くためには、ロボット本体８内にかなりのスペースを設けなければならず、ロボット本体８が大型になり勝ちである。また、信号線の本数が多いと、それだけ断線等を起こす率が大きくなり、通信エラーを惹起し易くなるという問題を生ずる。 These signal lines are bundled and pulled into the robot body 8, but if the number of signal lines is large, the bundle becomes considerably thick. Therefore, in order to pull the signal line bundle and lead it to each servo motor, the robot A considerable space must be provided in the main body 8, and the robot main body 8 tends to be large. In addition, if the number of signal lines is large, the rate of occurrence of disconnection or the like increases accordingly, causing a problem that communication errors are likely to occur.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ロボット本体側に設けられた位置検出器から駆動制御装置に位置情報を送信するための通信ラインの数を、位置検出器の数が増加してもそれとは関係なく、少ない数で済ますことができるロボット制御装置を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to determine the number of communication lines for transmitting position information from the position detector provided on the robot body side to the drive control device. It is an object to provide a robot control device that can be reduced in number regardless of the increase in the number.

本発明は、ロボット本体に設けられ、複数の動作軸を駆動する複数のサーボモータと、これら複数のサーボモータのそれぞれの回転位置を検出し、位置情報をシリアルデータによって出力する複数の位置検出器と、与えられた位置指令と前記位置情報とに基づき前記各サーボモータを制御する駆動制御装置とを具備し、前記複数の位置検出器は、各々ＩＤ番号を有し、前記駆動制御装置と前記複数の位置検出器との間にシリアル伝送路を設けて前記複数の位置検出器を前記シリアル伝送路に並列に接続し、前記駆動制御装置は、前記複数の位置検出器に対し、特定のＩＤ番号を持つ位置検出器に対し位置情報送信を要求する第１のリクエスト信号および全ての位置検出器に対し位置情報送信を要求する第２のリクエスト信号を送信可能に構成され、前記複数の位置検出器は、前記駆動制御装置から前記第１のリクスト信号が送信された場合は、リクエスト信号と共に送られるＩＤ番号が自身のＩＤ番号と一致する位置検出器が位置情報を前記駆動制御装置に送信し、前記駆動制御装置から前記第２のリクエスト信号が送信された場合は、各ＩＤ番号毎に定められた待ち時間だけ待ってから位置情報を取得した後、前記駆動制御装置に位置情報を送信するように構成し、更に、前記駆動制御装置は、データフォーマット、検定符号および通信に要した時間をチェックすることにより通信エラーを検出したか否かを判定し、前記通信エラーの連続検出回数が所定回数以下であるか否かを判定し、前記通信エラーの連続検出回数が所定回数以下と判定された場合には、前回の位置情報および前回までの位置の変化率に基づいて推定した今回の位置情報により前記各サーボモータを駆動させ、前記通信エラーの連続検出回数が前記所定回数以下でないと判定された場合には、前記各サーボモータを停止させるように構成されていることを特徴とするものである（請求項１）。 The present invention relates to a plurality of servo motors provided in a robot main body for driving a plurality of operation axes, and a plurality of position detectors for detecting rotational positions of the plurality of servo motors and outputting position information as serial data. And a drive control device that controls each servo motor based on a given position command and the position information, and each of the plurality of position detectors has an ID number, and the drive control device and the A serial transmission path is provided between the plurality of position detectors, the plurality of position detectors are connected in parallel to the serial transmission path, and the drive control device has a specific ID for the plurality of position detectors. transmission configured to enable a second request signal requesting location information transmitted to the first request signal and all of the position detector for requesting the location information transmitted to the position detector having a number Is, the plurality of position detectors, if the first Rikusuto signal from the drive control device is transmitted, the position detector is a position information ID number sent with the request signal matches with its own ID number When the second request signal is transmitted from the drive control device to the drive control device, after waiting for a waiting time determined for each ID number, the position information is acquired, and then the drive control is performed. position information to device configured to transmit, to a further, the drive control apparatus determines whether it has detected a communication error by checking the data format, the time required for test code and communication, the It is determined whether or not the number of continuous detections of communication errors is less than or equal to a predetermined number. If the number of continuous detections of communication errors is determined to be less than or equal to a predetermined number of times, the previous position information and When each servo motor is driven based on the current position information estimated based on the rate of change in position until the previous time, and it is determined that the number of continuous detections of the communication error is not less than the predetermined number, the servo motors Is configured to stop the vehicle (claim 1).

この構成によれば、ロボット本体に設けられた複数の位置検出器は、シリアル伝送路により駆動制御装置に接続されており、駆動制御装置と複数の位置検出器との間は、双方向での通信が可能となっている。このため、駆動制御装置から位置検出器側にリクエスト信号を出力することにより、各位置検出器から別々に位置情報を得ることができるので、位置検出器の数とは関係なく、駆動制御装置とロボット本体の位置検出器とを接続する伝送路としては、１つのシリアル伝送路で済む。 According to this configuration, the plurality of position detectors provided in the robot main body are connected to the drive control device by the serial transmission path, and the drive control device and the plurality of position detectors are bidirectional. Communication is possible. For this reason, by outputting a request signal from the drive control device to the position detector side, it is possible to obtain position information separately from each position detector. Therefore, regardless of the number of position detectors, One serial transmission path is sufficient as a transmission path for connecting the position detector of the robot body.

また、状況に応じて、複数のサーボモータのうちから、特定のサーボモータの回転位置を検出する形態と、全てのサーボモータの回転位置を検出する形態とを選択できる。例えば、ロボット本体の運転を開始する際、各サーボモータの絶対位置を検出してこれを初期位置として記憶する場合には、位置検出器のＩＤ番号を指定してサーボモータの絶対位置を個別に検出し、その後は、全てのサーボモータの回転位置を連続的に検出することにより、個別に位置検出器を指定する無駄時間をなくすことができ、ロボット本体を高精度に位置制御できる。 Further , depending on the situation, a form in which the rotational position of a specific servo motor is detected and a form in which the rotational positions of all servo motors are detected can be selected from a plurality of servo motors. For example, when starting the operation of the robot body, when detecting the absolute position of each servo motor and storing it as the initial position, specify the ID number of the position detector and individually specify the absolute position of the servo motor. Then, by continuously detecting the rotational positions of all the servo motors, it is possible to eliminate the dead time for individually specifying the position detectors and to control the position of the robot body with high accuracy.

更に、本発明では、前記位置検出器の駆動用電源は、前記サーボモータに設けられた電磁ブレーキの駆動用電源を降圧して得るように構成することができる（請求項２）。
このように構成した場合には、駆動制御装置から電磁ブレーキの駆動用電源とは別配線で位置検出器の駆動用電源を供給するように構成したものに比べ、駆動制御装置とロボット本体との間を接続する電源線の本数を削減できると共に、駆動制御装置とロボット本体との間の距離が長くとも、位置検出器の駆動用電源の電圧降下がなく、位置検出器に安定した動作電圧を供給することができる。 Further, in the present invention, the driving power of the position detector can be configured so that the obtained by stepping down a power source for driving the electromagnetic brake provided in the servo motor (claim 2).
In such a configuration, the drive control device and the robot main body are compared with those configured to supply the drive power for the position detector with a separate wiring from the drive power supply for the electromagnetic brake from the drive control device. In addition to reducing the number of power lines that connect them, even if the distance between the drive control unit and the robot body is long, there is no voltage drop in the position detector drive power supply, and a stable operating voltage is supplied to the position detector. Can be supplied.

また、本発明では、前記サーボモータは、そのモータケースの先端のインロウ部にリング状シール部材を装着し、当該シール部材によって前記モータケースと前記ロボット本体との間のシールを行うことにより、前記モータケースの先端面を前記ロボット本体に当接させて当該モータケースをロボット本体を介して接地するように構成することができる（請求項３）。 Further, in the present invention, the servo motor has a ring-shaped seal member attached to an inrow portion at a tip of the motor case, and the seal member performs sealing between the motor case and the robot body, thereby the motor case by the front end surface of the motor case is abutted on the robot body can be configured to ground via a robot arm (claim 3).

この構成によれば、サーボモータの接地をそれ専用のリード線を使用することなく行うことができるので、ロボット本体内を通る配線の本数を低減できる。 According to this configuration, since the servo motor can be grounded without using a dedicated lead wire, the number of wires passing through the robot body can be reduced.

以下、本発明の一実施例を図１ないし図１０に基づいて説明する。
ロボットは、図１０に示すように、ロボット本体２１と、このロボット本体２１を制御する駆動制御装置２２とを備えている。この実施例のロボット本体２１は、例えば水平多関節型の組み立て用ロボットとして構成され、ベース２３、このベース２３に旋回可能に設けられた第１アーム２４、この第１アーム２４に旋回可能に設けられた第２アーム２５、この第２アーム２５に上下動可能で且つ回転可能に設けられた手首２６、この手首２６に設けられたハンド２７等から構成されている。そして、動作軸としての第１および第２のアーム２４および２５の旋回動作、手首２６の上下動作および回転動作は、それぞれサーボモータ２８〜３１（図１および図２に示す）を駆動源として行われるようになっている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 10, the robot includes a robot body 21 and a drive control device 22 that controls the robot body 21. The robot body 21 of this embodiment is configured as, for example, a horizontal articulated robot for assembly, and includes a base 23, a first arm 24 that is turnable on the base 23, and a turnable on the first arm 24. The second arm 25, a wrist 26 that can be moved up and down on the second arm 25, and a hand 27 that is provided on the wrist 26. Then, the turning operation of the first and second arms 24 and 25 as the operation shaft, the vertical movement and the rotation operation of the wrist 26 are performed using the servo motors 28 to 31 (shown in FIGS. 1 and 2) as drive sources, respectively. It has come to be.

一方、ロボット本体２１を制御する駆動制御装置２２は、図２に示すように、制御部としてのＣＰＵ３２、各サーボモータ２８〜３１を駆動する駆動回路３３〜３６等を備えている。上記ＣＰＵ３２には、記憶手段として、ロボット全体のシステムプログラム等を記憶したＲＯＭ３７、ロボット本体１の動作プログラム等を記憶したＲＡＭ３８が接続されている。また、ＣＰＵ３２には、ＣＲＴディスプレイ等からなる表示器３９が接続されていると共に、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４０を介してティーチペンダント等の外部機器を接続することができるようになっている。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the drive control device 22 that controls the robot main body 21 includes a CPU 32 as a control unit, drive circuits 33 to 36 that drive the servo motors 28 to 31, and the like. The CPU 32 is connected with a ROM 37 storing a system program for the entire robot and a RAM 38 storing an operation program for the robot body 1 as storage means. Further, the CPU 32 is connected to a display 39 including a CRT display or the like, and an external device such as a teach pendant can be connected via an interface (I / F) 40.

さて、上記各サーボモータ２８〜３１には、位置検出器としてのロータリエンコーダ４１〜４４が設けられている。これらロータリエンコーダ４１〜４４は、サーボモータ２８〜３１のそれぞれの回転位置を検出し、位置情報を出力する。この位置情報は、後述のシリアル伝送路４５を通じて駆動制御装置２２のロータリエンコーダ用Ｉ／Ｆ４６に与えられるようになっている。 The servo motors 28 to 31 are provided with rotary encoders 41 to 44 as position detectors. These rotary encoders 41 to 44 detect the rotational positions of the servo motors 28 to 31 and output position information. This position information is provided to the rotary encoder I / F 46 of the drive control device 22 through a serial transmission path 45 described later.

そして、ＣＰＵ３２は、各駆動回路３３〜３６に駆動信号を与え、各駆動回路３３〜３６は、その駆動信号に応じた電流を各サーボモータ２８〜３１に供給してそれらを駆動する。このとき、ＣＰＵ３２は、ＲＡＭ３８に記憶された動作プログラムから各サーボモータ２８〜３１の位置指令を得ると共に、ロータリエンコーダ４１〜４４から入力された位置情報をロータリエンコーダ用Ｉ／Ｆ４６を介して得て各サーボモータ２８〜３１の現在位置を検知し、そして、その現在位置と指令された位置とを比較し、その偏差に応じた駆動信号を各駆動回路３３〜３６に与えるように構成されている。これにより、第１および第２アーム２４および２５、手首２６が動作プログラムに従った動作を実行し、部品の組み立て作業を行うものである。 Then, the CPU 32 gives drive signals to the drive circuits 33 to 36, and the drive circuits 33 to 36 supply currents corresponding to the drive signals to the servo motors 28 to 31 to drive them. At this time, the CPU 32 obtains position commands of the servo motors 28 to 31 from the operation program stored in the RAM 38 and obtains position information input from the rotary encoders 41 to 44 via the rotary encoder I / F 46. The current position of each servo motor 28-31 is detected, the current position is compared with the commanded position, and a drive signal corresponding to the deviation is given to each drive circuit 33-36. . As a result, the first and second arms 24 and 25 and the wrist 26 execute the operation according to the operation program, and the parts are assembled.

ここで、前記シリアル伝送路４５について説明する。このシリアル伝送路４５は、半二重の平衡回路に構成されている。
すなわち、図１に示すように、駆動制御装置２２が有するロータリエンコーダ用Ｉ／Ｆ４６の入出力端子は、差動ドライバ４７の入力端子および差動レシーバ４８の出力端子に接続されている。そして、差動ドライバ４７の非反転出力端子と差動レシーバ４８の非反転入力端子は、シリアル伝送路４５を構成する一対の信号線４５ａおよび４５ｂのうち、一方の信号線４５ａに接続されていると共に、差動ドライバ４７の反転出力端子と差動レシーバ４８の反転入力端子は、シリアル伝送路４５の他方の信号線４５ｂに接続されている。 Here, the serial transmission line 45 will be described. The serial transmission line 45 is configured as a half-duplex balanced circuit.
That is, as shown in FIG. 1, the input / output terminals of the rotary encoder I / F 46 included in the drive control device 22 are connected to the input terminal of the differential driver 47 and the output terminal of the differential receiver 48. The non-inverted output terminal of the differential driver 47 and the non-inverted input terminal of the differential receiver 48 are connected to one signal line 45a of the pair of signal lines 45a and 45b constituting the serial transmission path 45. In addition, the inverting output terminal of the differential driver 47 and the inverting input terminal of the differential receiver 48 are connected to the other signal line 45 b of the serial transmission path 45.

一方、ロボット本体２１側において、各ロータリエンコーダ４１〜４４の通信部４９の入出力端子には、差動ドライバ５０の入力端子および差動レシーバ５１の出力端子が接続されている。そして、差動ドライバ５０の非反転出力端子と差動レシーバ５１の非反転入力端子は、シリアル伝送路４５の一方の信号線４５ａに接続されていると共に、差動ドライバ５０の反転出力端子と差動レシーバ５１の反転入力端子は、シリアル伝送路４５の他方の信号線４５ｂに接続されている。なお、４５ｃは一対の信号線４５ａ，４５ｂ間に接続された終端抵抗である。 On the other hand, on the robot body 21 side, the input terminal of the differential driver 50 and the output terminal of the differential receiver 51 are connected to the input / output terminals of the communication units 49 of the rotary encoders 41 to 44. The non-inverted output terminal of the differential driver 50 and the non-inverted input terminal of the differential receiver 51 are connected to one signal line 45a of the serial transmission path 45 and are different from the inverted output terminal of the differential driver 50. The inverting input terminal of the moving receiver 51 is connected to the other signal line 45 b of the serial transmission path 45. Reference numeral 45c denotes a terminating resistor connected between the pair of signal lines 45a and 45b.

このように、ロータリエンコーダ用Ｉ／Ｆ４６および各ロータリエンコーダ４１〜４４の入出力端子が、それぞれ逆並列に接続された差動ドライバ４７，５０および差動レシーバ４８，５１を介して一対の信号線４５ａおよび４５ｂに接続されることにより、ロータリエンコーダ用Ｉ／Ｆ４６から出力される信号は、差動ドライバ４７によりハイロウ反転した二線用の信号に変調され、そして再びロータリエンコーダ４１〜４４側の差動レシーバ５１により元の出力信号に復調される。同様に、各ロータリエンコーダ４１〜４４から出力される信号は、差動ドライバ５０によりハイロウ反転した二線用の信号に変調され、そして再びロータリエンコーダ用インターフェース４６側の差動レシーバ４８により元の出力信号に復調される。 In this manner, the rotary encoder I / F 46 and the input / output terminals of the rotary encoders 41 to 44 are connected to the pair of signal lines via the differential drivers 47 and 50 and the differential receivers 48 and 51 connected in antiparallel. By being connected to 45a and 45b, the signal output from the rotary encoder I / F 46 is modulated by the differential driver 47 into a two-line inverted signal, and again the difference on the rotary encoders 41 to 44 side. The original output signal is demodulated by the moving receiver 51. Similarly, the signals output from the rotary encoders 41 to 44 are modulated into two-wire signals that are inverted in the high and low directions by the differential driver 50, and are again output by the differential receiver 48 on the rotary encoder interface 46 side. Demodulated to a signal.

なお、シリアル伝送路４５の配線作業を能率良く行うために、各サーボモータ２８〜３１のロータリエンコーダ４１〜４４には、図３に示すように、シリアル伝送路４５の一部を構成するための二芯コード５２が予め接続されており、その二芯コード５２の両端には、雌側コネクタ５３および雄側コネクタ５４が接続されている。そして、両端に雌側コネクタ５３および雄側コネクタ５４を接続した長短長さのことなる中間二芯コード５５により、駆動制御装置２２と各ロータリエンコーダ４１〜４４の二芯コード５２を接続することにより、各ロータリエンコーダ４１〜４４を並列に接続したシリアル伝送路４５が構成されるようにしている。なお、図３では、残る２個のサーボモータ３０，３１は省略している。 In order to efficiently perform the wiring work of the serial transmission path 45, the rotary encoders 41 to 44 of the servo motors 28 to 31 are configured to form a part of the serial transmission path 45 as shown in FIG. A two-core cord 52 is connected in advance, and a female connector 53 and a male connector 54 are connected to both ends of the two-core cord 52. By connecting the two-core cords 52 of the rotary encoders 41 to 44 with the middle two-core cord 55 having a long and short length with the female connector 53 and the male connector 54 connected to both ends. A serial transmission path 45 in which the rotary encoders 41 to 44 are connected in parallel is configured. In FIG. 3, the remaining two servo motors 30 and 31 are omitted.

ここで、各ロータリエンコーダ４１〜４４の通信部４９の電気的構成について説明する。まず、通信部４９の電源は、駆動制御装置２２側から供給される。すなわち、図１に示すように、駆動制御装置２２には、商用の交流電源から直流電源を得るための直流電源回路５６が設けられ、この直流電源回路５６は、一対の電源線５７を介してロボット本体２１内に設けられたＤＣ・ＤＣコンバータ５８に接続されている。上記直流電源回路５６の直流出力は、例えば２４ボルトの電圧とされ、ＤＣ・ＤＣコンバータ５８により５ボルトに降圧される。そして、ＤＣ・ＤＣコンバータ５８に対し、各ロータリエンコーダ４１〜４４の通信部４９が並列に接続されている。 Here, the electrical configuration of the communication unit 49 of each of the rotary encoders 41 to 44 will be described. First, the power of the communication unit 49 is supplied from the drive control device 22 side. That is, as shown in FIG. 1, the drive control device 22 is provided with a DC power supply circuit 56 for obtaining a DC power supply from a commercial AC power supply. The DC power supply circuit 56 is connected via a pair of power supply lines 57. It is connected to a DC / DC converter 58 provided in the robot body 21. The DC output of the DC power supply circuit 56 is, for example, a voltage of 24 volts, and is stepped down to 5 volts by the DC / DC converter 58. The communication units 49 of the rotary encoders 41 to 44 are connected in parallel to the DC / DC converter 58.

ところで、上記の直流電源回路５６は、本来はサーボモータ２８〜３１に設けられている電磁ブレーキ（図示せず）の動作用電源である。電磁ブレーキは、サーボモータのロータ側に設けられた回転摩擦盤と、モータケース側に往復移動可能に設けられた固定摩擦盤と、この固定摩擦盤を回転摩擦盤に押圧して制動状態にするスプリングと、このスプリングの弾発力に抗して固定摩擦盤を回転摩擦盤から離す電磁石とから構成されている。そして、駆動制御装置２２は、サーボモータ２８〜３１の通電時には、電磁ブレーキに通電して制動解除状態とし、サーボモータ２８〜３１の断電時には、電磁ブレーキを断電して制動状態にして動作軸が不用意に回転しないようにする。 Incidentally, the DC power supply circuit 56 is a power supply for operating an electromagnetic brake (not shown) that is originally provided in the servomotors 28 to 31. The electromagnetic brake is a rotating friction disc provided on the rotor side of the servo motor, a fixed friction disc provided so as to be able to reciprocate on the motor case side, and pressing the fixed friction disc against the rotating friction disc to bring it into a braking state. It comprises a spring and an electromagnet that separates the fixed friction disc from the rotating friction disc against the spring force of the spring. When the servo motors 28 to 31 are energized, the drive control device 22 energizes the electromagnetic brake to release the brake, and when the servo motors 28 to 31 are disconnected, the drive control device 22 operates to set the electromagnetic brake to the braking state. Prevent the shaft from rotating carelessly.

このように、ロボット本体２１に２４Ｖで送られてくる直流電源回路５６をＤＣ・ＤＣコンバータ５８で５Ｖに降圧してロータリエンコーダ４１〜４４の動作用電源とするので、電源線５７で電圧降下を起こしたとしても、各ロータリエンコーダ４１〜４４の通信部４９には、５ボルトの安定した動作電圧を供給できるものである。また、ロータリエンコーダ４１〜４４の専用の電源線が不要となるので、ロボット本体２１と駆動制御装置２２との間の配線本数を削減することができる。 In this way, the DC power supply circuit 56 sent to the robot body 21 at 24V is stepped down to 5V by the DC / DC converter 58 and used as the operation power supply for the rotary encoders 41 to 44. Even if it occurs, a stable operating voltage of 5 volts can be supplied to the communication section 49 of each rotary encoder 41-44. In addition, since the dedicated power lines for the rotary encoders 41 to 44 are not required, the number of wires between the robot body 21 and the drive control device 22 can be reduced.

さて、ロータリエンコーダ４１〜４４の通信部４９は、図４に示すように、データビット検出回路５９を有しており、差動レシーバ５１から与えられる入力信号は、このデータビット検出回路５９によりスタートビットとストップビットとが判定される。この後、入力信号は、シンクロコード検出回路６０によりシンクロナスコードが解読され、スタートビットおよびストップビットが除かれたシリアル信号となってシリアル・パラレル変換部６１に送られ、ここでシリアル信号からパラレル信号に変換される。 As shown in FIG. 4, the communication unit 49 of the rotary encoders 41 to 44 has a data bit detection circuit 59, and an input signal supplied from the differential receiver 51 is started by the data bit detection circuit 59. Bits and stop bits are determined. After that, the input signal is deciphered by the synchronous code detection circuit 60 and is sent to the serial / parallel converter 61 as a serial signal from which the start bit and stop bit are removed. Converted to a signal.

パラレル信号化された入力信号は、コマンドラッチ部６２に送られ、ここでラッチされる。そして、コマンドラッチ部６２にラッチされた信号は、コマンド判定部６３によってその内容が判別されると共に、ＣＲＣ計算部６４によって受信信号にエラーがないかどうかチェックされる。コマンド判定部６３は、ＣＲＣ計算部６４からエラーなしの信号を得ると、判定結果に応じて消去可能な記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ６５にアクセスしたり、タイマ６６をスタートさせたり、ラッチ信号、セレクト信号を出力したりする。なお、上記ＥＥＰＲＯＭ６５は、各ロータリエンコーダ４１〜４４のＩＤ番号を記憶するもので、そのＩＤ番号は、外部から自由に設定できるように構成されている。 The input signal converted into the parallel signal is sent to the command latch unit 62 where it is latched. The contents of the signal latched by the command latch unit 62 are discriminated by the command judgment unit 63 and the CRC calculation unit 64 checks whether there is an error in the received signal. When the command determination unit 63 obtains an error-free signal from the CRC calculation unit 64, the command determination unit 63 accesses the EEPROM 65 as erasable storage means according to the determination result, starts the timer 66, and outputs a latch signal and a select signal. Or output. The EEPROM 65 stores the ID numbers of the rotary encoders 41 to 44, and the ID numbers can be freely set from the outside.

ロータリエンコーダ４１〜４４は、サーボモータ２８〜３１と一体に回転するディスク６７、グレイティング６８、多数の発光素子６９、多数の受光素子７０により構成された回転検出部７１を有し、受光素子７０からの各信号は、１回転データ計数部７２に入力される。１回転データ計数部７２は、受光素子７０群から与えられる信号により、サーボモータ２８〜３１の１回転内での回転位置を係数すると共に、原点位置からの回転角度（絶対位置）を多回転データ計数部７３に計数させておく。 The rotary encoders 41 to 44 include a rotation detection unit 71 including a disk 67 that rotates integrally with the servo motors 28 to 31, a grating 68, a large number of light emitting elements 69, and a large number of light receiving elements 70. Are input to the one-rotation data counter 72. The one-rotation data counting unit 72 calculates the rotation position within one rotation of the servo motors 28 to 31 based on a signal given from the light receiving element 70 group, and calculates the rotation angle (absolute position) from the origin position as multi-rotation data. The counting unit 73 counts.

上記１回転データ計数部７２、多回転データ計数部７３は、それぞれアラーム検出部７４に接続され、その異常はアラーム検出部７４により検出される。また、前記ＤＣ・ＤＣコンバータ５８から各ロータリエンコーダ４１〜４４に与えられる直流電源は、電源監視回路７５により監視され、直流電源の異常はアラーム検出部７４に報知される。そして、１回転データ計数部７２、多回転データ計数部７３、アラーム検出部７４は、それぞれラッチ部７６〜７８に接続され、各ラッチ部７６〜７８は、前記コマンド判定部６３からラッチ信号が与えられると、その時の１回転データ計数部７２、多回転データ計数部７３、アラーム検出部７４の内容をラッチする。 The one-rotation data counting unit 72 and the multi-rotation data counting unit 73 are each connected to an alarm detection unit 74, and the abnormality is detected by the alarm detection unit 74. Further, the DC power supplied from the DC / DC converter 58 to the rotary encoders 41 to 44 is monitored by the power supply monitoring circuit 75, and the abnormality of the DC power is notified to the alarm detection unit 74. The one-rotation data counting unit 72, the multi-rotation data counting unit 73, and the alarm detection unit 74 are connected to the latch units 76 to 78, respectively, and each latch unit 76 to 78 receives a latch signal from the command determination unit 63. Then, the contents of the one-rotation data counting unit 72, the multi-rotation data counting unit 73 and the alarm detection unit 74 at that time are latched.

各ラッチ部７６〜７８にラッチされたデータは、コマンド判定部６３により制御される選択手段としてのセレクト回路７９により選択的に送信データ作成部８０に送られ、ここでＣＲＣ計算部６４から与えられる検定符号としてのＣＲＣ符号が送信データに付加される。この後、送信データは、パラレル・シリアル変換部８１によりシリアル信号に変換され、そして、そのシリアルデータにスタート・ストップビット付加回路８２によってスタートビットおよびストップビットが付加された後、差動ドライバ５０を介してシリアル伝送路４５に送信される。 The data latched in each of the latch units 76 to 78 is selectively sent to the transmission data creation unit 80 by a selection circuit 79 as selection means controlled by the command determination unit 63, where it is given from the CRC calculation unit 64. A CRC code as a verification code is added to the transmission data. Thereafter, the transmission data is converted into a serial signal by the parallel / serial conversion unit 81. After the start bit and the stop bit are added to the serial data by the start / stop bit adding circuit 82, the differential driver 50 is turned on. To the serial transmission path 45.

ここで、駆動制御装置２２から送信される信号のフォーマット、各ロータリエンコーダ４１〜４４から送信されるデータのフォーマットについて説明する。まず、駆動制御装置２２からロータリエンコーダ４１〜４４に送信されるデータのフレームフォーマットは、図５（ａ）に示すように、コントロールフィールドＣＦとステータスフィールドＳＦからなり、駆動制御装置２２は、コントロールフィールドおよびステータスフィールドのデータを同順に送信する。 Here, a format of a signal transmitted from the drive control device 22 and a format of data transmitted from the rotary encoders 41 to 44 will be described. First, as shown in FIG. 5A, the frame format of data transmitted from the drive control device 22 to the rotary encoders 41 to 44 includes a control field CF and a status field SF. The drive control device 22 And status field data are transmitted in the same order.

そのうち、コントロールフィールドＣＦは、図５（ｂ）に示すように、スタートビット、３ビットのシンクロナスコード、５ビットのリクエストコード（リクエスト信号）、ストップビットからなる。また、ステータスフィールドＳＦは、図５（ｃ）に示すように、スタートビット、４ビットのロータリエンコーダのＩＤコード、４ビットのＣＲＣコード（検定符号）、ストップビットからなる。 The control field CF includes a start bit, a 3-bit synchronous code, a 5-bit request code (request signal), and a stop bit, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5C, the status field SF includes a start bit, an ID code of a 4-bit rotary encoder, a 4-bit CRC code (test code), and a stop bit.

上記リクエストコードとしては、個別モード、連続モード、エラー情報モードでの個別モードと連続モードのそれぞれを指定する４種類のコードがある。個別モードとは、駆動制御装置２２が、そのリクエストコード（第１のリクエスト信号）を送信すると共に、ロータリエンコーダＩＤコードを送信すると、４台のロータリエンコーダ４１〜４４のうち、ＩＤ番号がそのＩＤコードによって指定された番号と一致したロータリエンコーダがデータを送信するモードである。 As the request code, there are four types of codes that specify the individual mode, the continuous mode, and the individual mode and the continuous mode in the error information mode. In the individual mode, when the drive control device 22 transmits the request code (first request signal) and transmits the rotary encoder ID code, the ID number of the four rotary encoders 41 to 44 is the ID. In this mode, the rotary encoder that matches the number specified by the code transmits data.

連続モードとは、駆動制御装置２２が、そのリクエストコード（第２のリクエスト信号）を送信すると共に、ロータリエンコーダＩＤコードを４台のロータリエンコーダ４１〜４４の全部を指定するコードにして送信すると、全てのロータリエンコーダ４１〜４４が予め設定された順番（ＩＤ番号の並び順）で連続的にデータを送信するモードである。 In the continuous mode, when the drive control device 22 transmits the request code (second request signal) and transmits the rotary encoder ID code as a code designating all of the four rotary encoders 41 to 44, In this mode, all the rotary encoders 41 to 44 continuously transmit data in a preset order (ID number arrangement order).

エラー情報モードでの個別モードとは、駆動制御装置２２が、そのリクエストコード（第３のリクエスト信号）を送信すると共に、ロータリエンコーダＩＤコードを送信すると、４台のロータリエンコーダ４１〜４４のうち、ＩＤ番号がそのＩＤコードによって指定された番号と一致したロータリエンコーダがエラーに関するデータだけを送信するモードである。 The individual mode in the error information mode means that when the drive control device 22 transmits the request code (third request signal) and transmits the rotary encoder ID code, among the four rotary encoders 41 to 44, In this mode, the rotary encoder whose ID number matches the number designated by the ID code transmits only data relating to the error.

エラー情報モードでの連続モードとは、駆動制御装置２２がそのリクエストコード（第４のリクエスト信号）を送信すると共に、ロータリエンコーダＩＤコードを４台のロータリエンコーダ４１〜４４の全部を指定するコードにして送信すると、全てのロータリエンコーダ４１〜４４が予め設定された順番（ＩＤ番号の並び順）でエラーに関する情報を送信するモードである。 The continuous mode in the error information mode means that the drive control device 22 transmits the request code (fourth request signal), and the rotary encoder ID code is a code that designates all of the four rotary encoders 41 to 44. In this mode, all the rotary encoders 41 to 44 transmit information about errors in a preset order (ID number arrangement order).

一方、ロータリエンコーダ４１〜４４から送信されるデータのフレームフォーマットは、図６（ａ）に示すように、コントロールフィールドＣＦ、ステータスフィールドＳＦ、最高４フィールドからなる位置データフィールドＤＦ、ＣＲＣフィールドＲＦからなり、ロータリエンコーダ４１〜４４は、それらのフィールドのデータを同順に送信する。なお、１回転データを送信する場合には、２つの位置データフィールドＤＦ１，ＤＦ２だけで済み、絶対位置まで送信する場合には、４つの位置データフィールドＤＦ１〜ＤＦ４が使用される。 On the other hand, the frame format of data transmitted from the rotary encoders 41 to 44 is composed of a control field CF, a status field SF, a position data field DF consisting of up to four fields, and a CRC field RF, as shown in FIG. The rotary encoders 41 to 44 transmit the data of these fields in the same order. When transmitting one rotation data, only two position data fields DF1 and DF2 are required, and when transmitting to an absolute position, four position data fields DF1 to DF4 are used.

上記コントロールフィールドＣＦは、図６（ｂ）に示すように、スタートビット、３ビットのシンクロナスコード、送信されて来たリクエストコードの最上位ビットのみ反転したコードを駆動制御装置２２に送り返すための５ビットのリクエストコード、ストップビットからなる。ステータスフィールドＳＦは、図６（ｃ）に示すように、スタートビット、送信元のロータリエンコーダのＩＤ番号を示す４ビットのＩＤコード、２ビットのエラーコード、１ビットの不定ビットを置いて１ビットのプリセットビット、ストップビットからなる。位置データフィールドＤＦは、図６（ｄ）に示すように、スタートビット、８ビットの位置データ、ストップビットからなる。最後のＣＲＣフィールドは、図６（ｅ）に示すように、スタートビット、８ビットのＣＲＣコード、ストップビットからなる。 As shown in FIG. 6B, the control field CF is used to send back a start bit, a 3-bit synchronous code, and a code obtained by inverting only the most significant bit of the transmitted request code to the drive control unit 22. It consists of a 5-bit request code and stop bits. As shown in FIG. 6 (c), the status field SF is 1 bit including a start bit, a 4-bit ID code indicating the ID number of the transmission source rotary encoder, a 2-bit error code, and a 1-bit indefinite bit. It consists of preset bits and stop bits. As shown in FIG. 6D, the position data field DF is composed of a start bit, 8-bit position data, and a stop bit. As shown in FIG. 6E, the last CRC field includes a start bit, an 8-bit CRC code, and a stop bit.

この実施例では、駆動制御装置２２は、ロボット本体２１の運転を開始するに際し、各サーボモータ２８〜３１の絶対位置を検出するために、各ロータリエンコーダ４１〜４４のそれぞれに対して１回転データと多回転データの双方を要求する。これは、コントロールフィールドＣＦのリクエストコードを第１のリクエスト信号コードに設定すると共に、ステータスフィールドＳＦのＩＤコードをロータリエンコーダ４１〜４４のうち１台のＩＤ番号に設定して送信することにより行なわれる。 In this embodiment, when the drive control device 22 starts the operation of the robot main body 21, in order to detect the absolute positions of the servo motors 28 to 31, one rotation data is set for each of the rotary encoders 41 to 44. And multi-rotation data. This is performed by setting the request code of the control field CF to the first request signal code and setting the ID code of the status field SF to the ID number of one of the rotary encoders 41 to 44 and transmitting it. .

すると、４台のロータリエンコーダ４１〜４４は、コマンド判定部６３で受信したリクエストコードの内容を判断し、次にＩＤ番号コードとＥＥＰＲＯＭ６５に記憶されている自身のＩＤ番号とを照合する。そして、ロータリエンコーダ４１〜４４のうち、駆動制御装置２２により指定されたＩＤ番号が自身のＩＤ番号と一致したロータリエンコーダのコマンド判定部６３は、ラッチ信号を各ラッチ部７６〜７８に出力し、次いでセレクト回路７９を順次切り換えることにより、ラッチ部７６にラッチされている１回転データ、ラッチ部７７にラッチされている多回転データ、ラッチ部７８にラッチされているエラーデータが順に送信データ作成部８０に出力されるようにする。 Then, the four rotary encoders 41 to 44 determine the contents of the request code received by the command determination unit 63, and then collate the ID number code with its own ID number stored in the EEPROM 65. Of the rotary encoders 41 to 44, the command determination unit 63 of the rotary encoder whose ID number specified by the drive control device 22 matches its own ID number outputs a latch signal to each of the latch units 76 to 78. Next, by sequentially switching the select circuit 79, the one rotation data latched in the latch unit 76, the multi-rotation data latched in the latch unit 77, and the error data latched in the latch unit 78 are sequentially transmitted. Output to 80.

そして、送信データ作成部８０により作成されたパラレルデータは、パラレル・シリアル変換部８１に送られ、ここでシリアルデータに変換され、そして、スタート・ストップビット付加回路８２にてスタートビットとストップビットとが付加され、シリアル伝送路４５を介して駆動制御装置２２へと送信される。駆動制御装置２２は、このようにしてロータリエンコーダを順次指定して得た位置データから各サーボモータ２８〜３１の絶対位置を検知し、そして、動作プログラムに基づく制御を実行し始める。 The parallel data created by the transmission data creation unit 80 is sent to a parallel / serial conversion unit 81 where it is converted into serial data, and a start / stop bit adding circuit 82 Is transmitted to the drive control device 22 via the serial transmission path 45. The drive control device 22 detects the absolute positions of the servomotors 28 to 31 from the position data obtained by sequentially designating the rotary encoders in this way, and starts executing control based on the operation program.

ロボット本体２１の運転を開始した後にあっては、駆動制御装置２２は、５００μ秒毎に、コントロールフィールドＣＦのリクエストコードを、連続モードを指定する第２のリクエスト信号のコードに設定して送信し、各ロータリエンコーダ４１〜４４から１回転データだけを要求する。このように、ロータリエンコーダ４１〜４４の位置情報を５００μ秒毎というごく短い周期で検知するようにすると、１回転データを累積することにより、絶対位置を検知することができるようになるので、逐一絶対位置のデータを要求しなくとも済む。このため、リクエスト信号を送信してから、位置情報を受信するまでの時間が極短くなるので、位置制御を精度良く行なうことができる。 After the operation of the robot body 21 is started, the drive control device 22 sets the request code of the control field CF to the code of the second request signal that designates the continuous mode and transmits it every 500 μsec. Only one rotation data is requested from each rotary encoder 41-44. As described above, if the position information of the rotary encoders 41 to 44 is detected at a very short cycle of every 500 μsec, the absolute position can be detected by accumulating one rotation data. There is no need to request absolute position data. For this reason, since the time from the transmission of the request signal to the reception of the position information is extremely short, the position control can be performed with high accuracy.

さて、駆動制御装置２２が、コントロールフィールドＣＦのリクエストコードを第２のリクエスト信号のコードに設定して送信すると、各ロータリエンコーダ４１〜４４は、駆動制御装置２２から送信され信号を同時に受信する。そして、各ロータリエンコーダ４１〜４４のコマンド判定部６３が、リクエストコードの内容を判定する。 When the drive control device 22 sets and transmits the request code of the control field CF to the code of the second request signal, the rotary encoders 41 to 44 receive the signals transmitted from the drive control device 22 at the same time. And the command determination part 63 of each rotary encoder 41-44 determines the content of a request code.

駆動制御装置２２から送信されたリクエストコードは、連続モードで位置情報を送信することを要求しているのであるから、各ロータリエンコーダ４１〜４４のコマンド判定部６３は、その連続モードのリクエストコードを判定した時点で、タイマ６６の計時動作を開始させる。この計時動作開始時点を図７にＴ0 で示す。 Since the request code transmitted from the drive control device 22 requests to transmit the position information in the continuous mode, the command determination unit 63 of each rotary encoder 41 to 44 determines the request code of the continuous mode. When the determination is made, the timer 66 starts the timing operation. This timing start point is indicated by T0 in FIG.

今、各ロータリエンコーダ４１〜４４のＩＤ番号の順序が図１の下から上のものに向かって付されていたとすると、まず、第１番目のＩＤ番号のロータリエンコーダ４１のタイマ６６が上記Ｔ0 時点から図７のＴs1時間をカウントしたところで、そのロータリエンコーダ４１のコマンド判定部６３は、ラッチ信号を各ラッチ部７６〜７８に与え、その時点の１回転データ計数部７２、多回転データ計数部７３、アラーム検出部７４のデータをラッチ部７６〜７８にラッチさせる。 Now, assuming that the order of the ID numbers of the rotary encoders 41 to 44 is given from the bottom to the top of FIG. 1, first, the timer 66 of the rotary encoder 41 with the first ID number is set to the time T0. 7, the command determination unit 63 of the rotary encoder 41 gives a latch signal to each of the latch units 76 to 78, and the one-rotation data counting unit 72 and the multi-rotation data counting unit 73 at that time are counted. The data of the alarm detection unit 74 is latched by the latch units 76-78.

次に、コマンド判定部６３は、セレクト回路７９にセレクト信号を送り、まず、ラッチ部７２の１回転データを送信データ作成部８０に送り、次に、ラッチ部７４のエラーデータを送信データ作成部８０に送る。このようにして送信データ作成部８０に順次送られた１回転データおよびエラーデータは、図６に示すフォーマットにされてシリアル伝送路４５に送信される。 Next, the command determination unit 63 sends a select signal to the select circuit 79, first sends one rotation data of the latch unit 72 to the transmission data creation unit 80, and then sends error data of the latch unit 74 to the transmission data creation unit. Send to 80. The one rotation data and the error data sequentially sent to the transmission data creation unit 80 in this way are sent to the serial transmission line 45 in the format shown in FIG.

ロータリエンコーダが以上のような動作を順に実行して１回転データを図６に示すフォーマットにして送信するに要する時間ｔは予め分かっているので、第２番目のロータリエンコーダ４２のタイマ６６が図７の（Ｔs1＋ｔ）時間に若干のずらし時間ｔｏを加味した時間ＴS2（＝Ｔs1＋ｔ＋ｔｏ）をカウントすると、その第２番目のロータリエンコーダ４２が、上述したと同様にしてシリアル伝送路４５にデータを送信する。 Since the time t required for the rotary encoder to execute the above operations in order and transmit one rotation data in the format shown in FIG. 6 is known in advance, the timer 66 of the second rotary encoder 42 is set in FIG. When the time TS2 (= Ts1 + t + to) obtained by adding a slight shift time to to the (Ts1 + t) time is counted, the second rotary encoder 42 transmits data to the serial transmission line 45 in the same manner as described above.

以後、同様に第３番目のロータリエンコーダ４３のタイマ６６がＴS3（＝Ｔs1＋２ｔ＋２ｔｏ＝ＴS2＋ｔ）時間をカウントすると、第３番目のロータリエンコーダ４３からデータが送信され、更に第４番目のロータリエンコーダ４４のタイマ６６がＴS4（＝Ｔs1＋３ｔ＋３ｔｏ＝ＴS3＋ｔ）時間をカウントすると、第４番目のロータリエンコーダ４４からデータが送信される。 Thereafter, similarly, when the timer 66 of the third rotary encoder 43 counts TS3 (= Ts1 + 2t + 2to = TS2 + t) time, data is transmitted from the third rotary encoder 43, and further the timer of the fourth rotary encoder 44 When 66 counts TS4 (= Ts1 + 3t + 3to = TS3 + t) time, data is transmitted from the fourth rotary encoder 44.

このようにして４台のロータリエンコーダ４１〜４４から順次データが送信される。そして、駆動制御装置２２が、リクエスト信号を送信し始めてから、４台のロータリエンコーダ４１〜４４の全てからデータを受信し終えるまでの時間Ｔは、予め分かっているので（この実施例では、１００μ秒）、その時間Ｔは予め駆動制御装置２２において記憶されており、その時間Ｔと実際の通信に要した時間を比較することにより、通信エラーの有無判断を行なうようにしている。なお、通信エラーの判断としては、データフォーマットの正否、ＣＲＣ計算によっても行なうようにしている。 In this way, data is sequentially transmitted from the four rotary encoders 41 to 44. Since the time T from when the drive control device 22 starts transmitting the request signal to when it finishes receiving data from all of the four rotary encoders 41 to 44 is known in advance (in this embodiment, 100 μm). The time T is stored in advance in the drive control device 22, and the presence or absence of a communication error is determined by comparing the time T with the time required for actual communication. Note that the communication error is also determined based on whether the data format is correct or not, and CRC calculation.

次に上記構成の作用を、図８のフローチャートをも参照しながら説明する。駆動制御装置２２は、まずステップＳ１でリクエスト選択を行う。これは、リクエストコードとして連続モードの第１のリクエスト信号のモードとするか、個別モードの第２のリクエスト信号のコードとするか、或いはエラー情報モードの第３または第４のリクエスト信号のモードにするか、のうちから選択される。今、ロボット本体２１は運転中で、連続モードが選択されたとすると、駆動制御装置２２は、次のステップＳ２でリクエストコードを選択したモードのコードにして送信する。 Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. The drive control device 22 first selects a request in step S1. This may be the first request signal mode in the continuous mode as the request code, the second request signal code in the individual mode, or the third or fourth request signal mode in the error information mode. To choose from. Now, assuming that the robot body 21 is in operation and the continuous mode is selected, the drive control device 22 transmits the request code as the code of the mode selected in the next step S2.

ロータリエンコーダ４１〜４４は、駆動制御装置２２から送信されたリクエスト信号を受信すると、それぞれタイマ６６の計時動作を開始し、その後、Ｔ0 時点で第１番目のロータリエンコーダ４１から順に位置データを送信し、以下、（ｔ＋ｔｏ）時間経過毎に第２番目〜第４番目のロータリエンコーダ４２〜４４からデータが送信される。 When the rotary encoders 41 to 44 receive the request signals transmitted from the drive control device 22, the rotary encoders 41 to 44 respectively start the time counting operation of the timer 66, and then transmit the position data sequentially from the first rotary encoder 41 at the time T 0. Thereafter, data is transmitted from the second to fourth rotary encoders 42 to 44 every time (t + to) time elapses.

駆動制御装置２２は、上述のようにして連続的に送信するロータリエンコーダ４１〜４４からのデータをステップＳ３で受信し、次のステップＳ４で通信エラーがないか否か判断する。この通信エラーは、駆動制御装置２２からロータリエンコーダ４１〜４４への送信にエラーがあった場合には、ロータリエンコーダ４１〜４４から送信されてくるデータ中にその旨のデータがあるので、その返信データにより、また、ロータリエンコーダ４１〜４４から駆動制御装置２２への送信のエラーは、データフォーマットの正否により、ＣＲＣデータの計算処理により、およびリクエスト信号を送信してから４台のロータリエンコーダ４１〜４４の全てからデータを受信終了までの時間Ｔが予め設定された時間Ｔ以下で終了したか否かによって行われる。 The drive control device 22 receives the data from the rotary encoders 41 to 44 continuously transmitted as described above in step S3, and determines whether or not there is a communication error in the next step S4. When there is an error in transmission from the drive control device 22 to the rotary encoders 41 to 44, this communication error is returned because there is data to that effect in the data transmitted from the rotary encoders 41 to 44. The transmission error from the rotary encoders 41 to 44 to the drive control device 22 depends on whether the data format is correct, the CRC data calculation process, and the four rotary encoders 41 to 41 after transmitting the request signal. This is performed depending on whether or not the time T until the end of data reception from all of 44 has ended within a preset time T.

そして、通信エラーがなかったとき（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）、駆動制御装置２２はステップＳ５に移行してロータリエンコーダ４１〜４４にエラーがなかったか否かを判断する。このロータリエンコーダ４１〜４４のエラーの有無は、それらロータリエンコーダ４１〜４４から送信されるエラーデータによって検出される。ロータリエンコーダ４１〜４４にエラーがなかった場合（ステップＳ５で「ＹＥＳ」）、駆動制御装置２２は、リターンとなり、ステップＳ１の実行後、５００μ秒経過後に再びステップＳ１から図８のルーチンを実行する。なお、以上の処理は、図９（ａ）に通常処理の場合として順に示されている。 When there is no communication error (“YES” in step S4), the drive control device 22 proceeds to step S5 and determines whether or not there is an error in the rotary encoders 41 to 44. The presence / absence of errors in the rotary encoders 41 to 44 is detected by error data transmitted from the rotary encoders 41 to 44. If there is no error in the rotary encoders 41 to 44 (“YES” in step S5), the drive control device 22 returns, and after the execution of step S1, the routine of FIG. 8 is executed again from step S1 after the elapse of 500 μsec. . The above processing is shown in order as a case of normal processing in FIG.

一方、通信エラーがあった場合には、駆動制御装置２２は、上記ステップＳ４で「ＮＯ」と判断し、次にステップＳ６に移行してここでロータリエンコーダ４１〜４４の位置を推定する。この位置推定は、前回の受信時のロータリエンコーダ４１〜４４の位置および前回までの位置の変化率によって推定する。この後、駆動制御装置２２は、ステップＳ７で通信エラー有りと判断した回数が所定回数連続、例えば２回以下の連続回数であるか否かを判断する。通信エラーが１回目のときには、駆動制御装置２２は、このステップＳ７で「ＹＥＳ」と判断し、リターンとなる。また、通信エラー有りと判断した回数が２回以下でない場合、駆動制御装置２２は、ステップＳ７で「ＮＯ」となり、次のステップＳ８でサーボモータ２８〜３１を断電してロボット本体２１を停止させ、続いてステップＳ９で表示器３９に通信エラーが原因でロボット本体２１を停止させたことを表示し、エンドとなる。 On the other hand, if there is a communication error, the drive control device 22 determines “NO” in step S4, and then proceeds to step S6 to estimate the positions of the rotary encoders 41 to 44. This position estimation is performed based on the position of the rotary encoders 41 to 44 at the previous reception and the rate of change of the position up to the previous time. Thereafter, the drive control device 22 determines whether or not the number of times that it is determined that there is a communication error in step S7 is a predetermined number of consecutive times, for example, two or less consecutive times. When the communication error is the first time, the drive control device 22 determines “YES” in this step S7, and returns. If the number of times it is determined that there is a communication error is not less than 2 times, the drive control device 22 becomes “NO” in step S7, and in the next step S8, the servo motors 28 to 31 are disconnected to stop the robot body 21. Subsequently, in step S9, the display 39 displays that the robot main body 21 has been stopped due to a communication error, and ends.

また、ロータリエンコーダ４１〜４４にエラーがあった場合、駆動制御装置２２は、前記ステップＳ５で「ＮＯ」と判断し、そして、ステップＳ１０に移行してサーボモータ２８〜３１を断電し、続いて表示器３９にロータリエンコーダ４１〜４４のエラーによってロボット本体２１を停止させたことを表示し、エンドとなる。なお、以上の処理は、図９（ｂ）に通信エラー処理の場合として順に示されている。 If there is an error in the rotary encoders 41 to 44, the drive control device 22 determines “NO” in step S5, and then proceeds to step S10 to cut off the servo motors 28 to 31, and then continues. Then, the display 39 displays that the robot main body 21 has been stopped due to an error of the rotary encoders 41 to 44, and ends. Note that the above processing is shown in order as communication error processing in FIG. 9B.

このように本実施例によれば、ロータリエンコーダ４１〜４４は、駆動制御装置２２とシリアル伝送路４５により接続されていて、個別に駆動制御装置２２と通信することができるので、ロータリエンコーダの数が増加しても、駆動制御装置２２との伝送路の数を増加する必要はない。従って、シリアル伝送路４５を構成する信号線の本数は、ロータリエンコーダの数とは関係なく２本で済むので、断線等の伝送路が原因での通信エラーを起こす確率が小さくなり、信頼性の高いものとなる。また、ロボット本体２１内においても、シリアル伝送路４５を通すためのスペースをそれ程広く確保する必要がないので、ロボット本体２１を小形に構成することができる。 As described above, according to this embodiment, the rotary encoders 41 to 44 are connected to the drive control device 22 through the serial transmission path 45 and can communicate with the drive control device 22 individually. Even if the number increases, it is not necessary to increase the number of transmission paths with the drive control device 22. Therefore, since the number of signal lines constituting the serial transmission path 45 is two, regardless of the number of rotary encoders, the probability of causing a communication error due to a transmission path such as disconnection is reduced, and reliability is improved. It will be expensive. Further, since it is not necessary to secure a large space for passing the serial transmission path 45 in the robot body 21, the robot body 21 can be configured in a small size.

その上、本実施例では、駆動制御装置２２は、各ロータリエンコーダ４１〜４４を選択してデータを受けたり、全てのロータリエンコーダ４１〜４４から連続的にデータを受けたりすることができるので、状況によっていずれかを選択することができる。 In addition, in the present embodiment, the drive control device 22 can select each rotary encoder 41 to 44 and receive data, or can continuously receive data from all the rotary encoders 41 to 44. Either can be selected depending on the situation.

また、本実施例では、通信エラーを、ＣＲＣ計算によるチェックと、フォーマットの正否と、通信に要した時間とから判断するようにしたので、断線を含め、考えられる通信エラーのほとんどをエラーとして判別することができる。このため、図１２に示す従来とは異なり、ハードにより断線を判断する構成を採用せずとも済む。 Further, in this embodiment, communication errors are determined from CRC calculation check, format correctness, and time required for communication. Therefore, most possible communication errors including disconnection are determined as errors. can do. For this reason, unlike the prior art shown in FIG. 12, it is not necessary to adopt a configuration for determining disconnection by hardware.

図１１は本発明の他の実施例を示す。これは、サーボモータ２８〜３１のロボット本体１への取付構成を改良して接地用のリード線を省略できるようにしたものである。なお、サーボモータ２８〜３１の取付構成は、いずれも同様であるので、ここでは第１のアーム２４側に取り付けられて第２のアーム２５を駆動するサーボモータ２９の取付構成について説明し、他は省略する。 FIG. 11 shows another embodiment of the present invention. In this configuration, the mounting structure of the servo motors 28 to 31 to the robot body 1 is improved so that the lead wire for grounding can be omitted. Since the mounting configurations of the servo motors 28 to 31 are the same, the mounting configuration of the servo motor 29 that is mounted on the first arm 24 side and drives the second arm 25 will be described here. Is omitted.

図１１に示すように、サーボモータ２９のモータケース８３において、その先端面部にインロウ部８３ａが突設されている。上記インロウ部８３ａの外周面には溝８３ｂが形成されており、この溝８３ｂにリング状シール部材としてのＯリング８４が装着されている。 As shown in FIG. 11, in the motor case 83 of the servo motor 29, an inrow portion 83 a is projected from the tip surface portion. A groove 83b is formed on the outer peripheral surface of the inrow portion 83a, and an O-ring 84 as a ring-shaped seal member is attached to the groove 83b.

一方、ロボット本体２１の第１のアーム２４において、その先端部のモータ取付部８５には、インロウ部としての嵌合穴８６が形成されている。また、モータ取付部８５には、ギヤケース８７が被せられてボルト８８により固定されており、更に、ギヤケース８７には、第２のアーム２５を取り付ける回転体８９がベアリング９０を介して回転可能に支持されている。 On the other hand, in the first arm 24 of the robot main body 21, a fitting hole 86 as an in-row portion is formed in the motor mounting portion 85 at the tip portion. Further, a gear case 87 is put on the motor mounting portion 85 and fixed by a bolt 88. Further, a rotating body 89 for mounting the second arm 25 is rotatably supported on the gear case 87 via a bearing 90. Has been.

上記ギヤケース８７内には、減速装置、例えば歯車減速装置を構成するハーモニックドライブ（商品名）９１が配設されている。このハーモニックドライブ９１は、ギヤケース８７側に固定され内周に歯を形成した剛性をもったサーキュラスプライン９１ａと、回転体８９に連結され外周にサーキュラスプライン９１ａの内歯に噛み合う歯をもったカップ状の金属弾性体製のフレクスプライン９１ｂと、このフレクスプライン９１ｂの内周にボールベアリング９１ｃを介して嵌合する楕円形のウェブジェネレータ９１ｄとから構成されている。なお、フレクスプライン９１ｂの歯数はサーキュラスプライン９１ａの歯数よりも１〜２枚少なくなっている。 In the gear case 87, a reduction gear, for example, a harmonic drive (trade name) 91 constituting a gear reduction gear is disposed. This harmonic drive 91 is a cup-shaped cup having a rigid circular spline 91a which is fixed to the gear case 87 and has teeth formed on the inner periphery, and teeth which are connected to the rotating body 89 and mesh with the inner teeth of the circular spline 91a. The flexspline 91b made of a metal elastic body and an elliptical web generator 91d fitted to the inner periphery of the flexspline 91b via a ball bearing 91c. In addition, the number of teeth of the flexspline 91b is one or two less than the number of teeth of the circular spline 91a.

しかして、サーボモータ２９のモータケース８３は、インロウ部８３ａをモータ取付部８５の嵌合穴８６に嵌合し、ボルト９２によってモータ取付部８５に固定されている。この場合、Ｏリング８４は、モータケース８３のインロウ部８３ａとモータ取付部８５の嵌合穴８６の内周面との間で若干潰された状態で存在し、両者間をシールしている。これによりギヤケース８７内に貯留されたグリス等が外部に漏れでないようにしている。 Thus, the motor case 83 of the servo motor 29 is fixed to the motor mounting portion 85 with the bolt 92 by fitting the in-row portion 83 a into the fitting hole 86 of the motor mounting portion 85. In this case, the O-ring 84 exists in a slightly crushed state between the in-row portion 83a of the motor case 83 and the inner peripheral surface of the fitting hole 86 of the motor mounting portion 85, and seals between the two. This prevents grease or the like stored in the gear case 87 from leaking outside.

上記のようにしてモータ取付部８５に取り付けられたサーボモータ２９の回転軸２９ａは、前記ハーモニックドライブ９１のウェブジェネレータ９１ｄに嵌着されている。そして、回転軸２９ａが回転し、これと一体にウェブジェネレータ９１ｄが回転すると、その回転がフレクスプライン９１ｂとサーキュラスプライン９１ａとの噛み合わせ構造により減速されてフレクスプライン９１ｂにより回転体８９に伝達され、この回転体８９の回転により第２のアーム２５が旋回されるようになっている。 The rotating shaft 29 a of the servo motor 29 attached to the motor attachment portion 85 as described above is fitted to the web generator 91 d of the harmonic drive 91. When the rotating shaft 29a rotates and the web generator 91d rotates integrally therewith, the rotation is decelerated by the meshing structure of the flex spline 91b and the circular spline 91a and transmitted to the rotating body 89 by the flex spline 91b. The second arm 25 is turned by the rotation of the rotating body 89.

ところで、従来では、モータケース８３とモータ取付部８５との間のシールは、モータケース８３のインロウ部８３ａの周囲端面とモータ取付部８５の下面との間にガスケットを挟み付けることにより行っていた。この構成では、モータケース８３がガスケットによってロボット本体２１と電気的に絶縁された状態になるため、サーボモータ２９のコイルに２２０Ｖの高電圧が印加されることを考慮すると、モータケース８３を何らかの手段で接地しておく必要がある。そこで、従来では、モータケース８３に接地用リード線を接続し、その接地用リード線をロボット本体２１内を通して接地するようにしていた。しかしながら、これでは、ロボット本体２１内に接地用リード線を通すためのスペースを設けねばならないため、ロボット本体２１が大形化するという問題があった。 Conventionally, the seal between the motor case 83 and the motor mounting portion 85 is performed by sandwiching a gasket between the peripheral end surface of the inrow portion 83a of the motor case 83 and the lower surface of the motor mounting portion 85. . In this configuration, since the motor case 83 is electrically insulated from the robot main body 21 by the gasket, considering that a high voltage of 220 V is applied to the coil of the servo motor 29, the motor case 83 is used as some means. It is necessary to be grounded. Therefore, conventionally, a ground lead wire is connected to the motor case 83, and the ground lead wire is grounded through the robot body 21. However, in this case, a space for passing the grounding lead wire in the robot body 21 must be provided, and thus there is a problem that the robot body 21 is increased in size.

これに対し、本実施例では、モータケース８３のインロウ部８３ａに装着されたＯリング８４により、当該モータケース８３とモータ取付部８５の嵌合穴８６の内周面との間をシールするようにしたので、モータケース８３のインロウ部８３ａの周囲端面をモータ取付部８５の下面に接触させることができる。ロボット本体２１はアルミ系合金により形成されているので、モータケース８３はロボット本体２１を通じて接地されるようになる。このため、モータケース８３に接地用リード線を接続し、この接地用リード線をロボット本体２１内を通して接地するという構成を採らずとも済み、ロボット本体２１の小形化を図ることができる。 On the other hand, in this embodiment, the space between the motor case 83 and the inner peripheral surface of the fitting hole 86 of the motor mounting portion 85 is sealed by the O-ring 84 attached to the inrow portion 83a of the motor case 83. Therefore, the peripheral end surface of the inrow portion 83a of the motor case 83 can be brought into contact with the lower surface of the motor mounting portion 85. Since the robot body 21 is formed of an aluminum alloy, the motor case 83 is grounded through the robot body 21. Therefore, it is not necessary to connect the ground lead wire to the motor case 83 and ground the lead wire through the inside of the robot main body 21, and the robot main body 21 can be miniaturized.

また、従来の接地用リード線をロボット本体２１内に通す構成では、リード線がノイズを拾い、そのリード線に乗ったノイズによってロボット本体２１に設けられているロータリエンコーダ４１〜４４などの電子機器に悪影響を及ぼすおそれがあるが、本実施例の接地構成によれば、そのようなおそれはなくなる。 Further, in the configuration in which the conventional grounding lead wire is passed through the robot main body 21, the lead wire picks up noise, and electronic devices such as the rotary encoders 41 to 44 provided in the robot main body 21 by the noise riding on the lead wire. However, according to the grounding configuration of this embodiment, such a fear is eliminated.

なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、例えば、個別モードのときにも、リクエスト信号を送信してから指定したロータリエンコーダのデータを受信するまでの時間によって通信エラーの有無を判定するようにしても良いなど、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings. For example, even in the individual mode, depending on the time from the transmission of the request signal to the reception of the designated rotary encoder data. Various changes can be made without departing from the gist of the invention, such as determining the presence or absence of a communication error.

本発明の一実施例を示すシリアル伝送路関連部分のブロック図The block diagram of the part related to the serial transmission line which shows one Example of this invention 全体の電気的構成を示すブロック図Block diagram showing overall electrical configuration シリアル伝送路の配線形態を示す斜視図Perspective view showing wiring form of serial transmission path ロータリエンコーダの電気的構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the electrical configuration of the rotary encoder 制御装置の送信データのフォーマットを示す図The figure which shows the format of the transmission data of the control device ロータリエンコーダの送信データのフォーマットを示す図The figure which shows the format of the transmission data of the rotary encoder ロータリエンコーダからの連続モードでの送信状態を示すタイムチャートTime chart showing the transmission status in continuous mode from the rotary encoder 送受信の制御内容示すフローチャートFlow chart showing contents of transmission / reception control 送受信の動作順を示す図Diagram showing the order of transmission and reception ロボット全体の斜視図Perspective view of the entire robot 本発明の他の実施例を示すサーボモータ取付部分の断面図Sectional drawing of the servomotor attachment part which shows the other Example of this invention. 従来の位置データの送信形態を示す図１相当図FIG. 1 equivalent diagram showing a conventional transmission mode of position data

Explanation of symbols

図中、２１はロボット本体、２２は制御装置、２４，２５は第１，第２のアーム（動作軸）、２６は手首（動作軸）、２８〜３１はサーボモータ、３２はＣＰＵ、４１〜４４はロータリエンコーダ（位置検出器）、４５はシリアル伝送路、８２はモータケース、８２ａはインロウ部、８４はＯリング（リング状シール部材）である。 In the figure, 21 is a robot body, 22 is a control device, 24 and 25 are first and second arms (motion axes), 26 is a wrist (motion axis), 28 to 31 are servo motors, 32 is a CPU, 41 to 41 44 is a rotary encoder (position detector), 45 is a serial transmission path, 82 is a motor case, 82a is an in-row part, and 84 is an O-ring (ring-shaped seal member).

Claims

A plurality of servo motors provided on the robot body for driving a plurality of operation axes;
A plurality of position detectors that detect the rotational positions of each of the plurality of servo motors and output position information as serial data;
A drive control device for controlling each servo motor based on a given position command and the position information;
Each of the plurality of position detectors has an ID number;
Providing a serial transmission path between the drive control device and the plurality of position detectors to connect the plurality of position detectors in parallel to the serial transmission path;
The drive control device requests the plurality of position detectors to transmit position information to a first request signal for requesting position information to be transmitted to a position detector having a specific ID number and to all position detectors. Configured to transmit a second request signal
When the first request signal is transmitted from the drive control device, the plurality of position detectors are configured so that the position detector whose ID number sent together with the request signal matches the ID number of the position detector drives the position information. When the second request signal is transmitted from the drive control device to the control device, after waiting for a waiting time determined for each ID number, the position information is acquired, and then the drive control device Configure to send location information,
Further, the drive control device determines whether or not a communication error has been detected by checking a data format, a verification code, and a time required for communication, and whether or not the number of continuous detections of the communication error is a predetermined number or less. If the number of continuous detections of the communication error is determined to be less than or equal to a predetermined number, each servo is determined based on the previous position information and the current position information estimated based on the position change rate up to the previous time. A robot control apparatus configured to drive a motor and stop each servo motor when it is determined that the number of continuous detections of the communication error is not less than the predetermined number.

The servo motor is provided with an electromagnetic brake that is brought into a braking state when power is cut off, and the drive power for the position detector is obtained by stepping down the drive power for the electromagnetic brake. The robot control device according to claim 1.

The servo motor has a ring-shaped seal member attached to the in-row portion at the tip of the motor case, and seals between the motor case and the robot body by the seal member, thereby removing the tip surface of the motor case. The robot control apparatus according to claim 1, wherein the robot case is configured to contact the robot body and to ground the motor case via the robot body.