JP5601105B2 - ロボットシステム - Google Patents
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Description
複数のモータと、それら各モータにそれぞれ設けられモータ回転状態を検出する複数のエンコーダとを備えてなる産業用のロボットと、
前記ロボットに電気ケーブルを介して接続される制御ユニットと、
を備え、前記制御ユニットは、前記電気ケーブルを通じて前記複数のエンコーダからそれぞれ回転検出情報を入力し、その回転検出情報に基づいて前記複数のモータを制御するロボットシステムであって、
前記電気ケーブルとして、前記制御ユニットから前記ロボットに対してエンコーダ駆動電源を供給する電源ケーブルが含まれており、
前記制御ユニットは、
前記エンコーダ駆動電源の電源電圧を可変に生成し出力する電源部と、
前記電源部で生成される前記電源電圧を、前記ロボット側において前記エンコーダの駆動に適した適合電源電圧に調整する電圧調整手段と、
を備え、
前記電圧調整手段は、
前記電源部で生成される前記電源電圧を複数の段階で変更しながら設定する電圧設定手段と、
前記電圧設定手段により前記電源電圧が順次変更されつつ設定されて前記電源部から出力される状態で、前記複数のエンコーダのうち2以上のエンコーダについて該エンコーダからの返信に基づいて通信状況の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記通信状況が良好であると判定された時の前記電源電圧に基づいて、前記適合電源電圧を算出する適合電圧算出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記電圧設定手段は、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定されるまで、前記電源電圧を、低電圧側から高電圧側に所定の電圧幅で段階的に変更しながら設定する第1設定手段と、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定された時点で、前記電源電圧を、その時の電源電圧に対して前記電圧ドロップの差相当の電圧を上乗せして設定する第2設定手段とを有し、
前記適合電圧算出手段は、前記電源経路の長さが最大となるエンコーダが前記第2エンコーダである場合において、前記第2設定手段により前記電源電圧を設定した状態で、前記第2エンコーダの通信状況が良好であると判定されると、その時の電源電圧に基づいて前記適合電源電圧を算出する。
前記第2設定手段は、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定された以降に、前記電源電圧を、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定された時点の電源電圧に対して、前記n個のエンコーダに関するそれぞれの前記電圧ドロップの差相当の電圧を上乗せして順次設定し、
前記適合電圧算出手段は、前記第2設定手段により前記n個のエンコーダについて各々前記電圧ドロップの差相当の電圧を上乗せして前記電源電圧を順次設定した場合に、該順次設定した各状態での前記n個のエンコーダの通信状況が全て良好であると判定されると、その時の電源電圧に基づいて前記適合電源電圧を算出する。
前記適合電圧算出手段により、前記第2エンコーダの通信状況が良好であると判定された時の電源電圧に基づいて前記適合電源電圧が算出された後、前記電源電圧を、その時の電源電圧に対して前記電圧ドロップの差相当の電圧を差し引いて設定する第3設定手段をさらに有し、
前記第3設定手段により前記電源電圧を設定した状態で、前記第1エンコーダの通信状況が良好でないと判定された場合に、前記適合電圧算出手段により算出した前記適合電源電圧を無効とする。
複数のモータと、それら各モータにそれぞれ設けられモータ回転状態を検出する複数のエンコーダとを備えてなる産業用のロボットと、
前記ロボットに電気ケーブルを介して接続される制御ユニットと、
を備え、前記制御ユニットは、前記電気ケーブルを通じて前記複数のエンコーダからそれぞれ回転検出情報を入力し、その回転検出情報に基づいて前記複数のモータを制御するロボットシステムであって、
前記電気ケーブルとして、前記制御ユニットから前記ロボットに対してエンコーダ駆動電源を供給する電源ケーブルが含まれており、
前記制御ユニットは、
前記エンコーダ駆動電源の電源電圧を可変に生成し出力する電源部と、
前記電源部で生成される前記電源電圧を、前記ロボット側において前記エンコーダの駆動に適した適合電源電圧に調整する電圧調整手段と、
を備え、
前記ロボットは、前記電源ケーブルを通じて供給される駆動電源を入力し、該入力した駆動電源について電圧−周波数変換を実施する電圧−周波数変換手段を備え、
前記電圧調整手段は、
前記電源部で生成される前記電源電圧を複数の段階で変更しながら設定する電圧設定手段と、
前記電圧設定手段により設定された前記電源電圧が前記電源部から出力された状態で、前記電圧−周波数変換手段による周波数変換後の周波数検出信号を取得し、その周波数検出信号に基づいて、前記複数のエンコーダにおける実印加電圧の適否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記実印加電圧が前記複数のエンコーダに適したものであると判定された時の前記電源電圧に基づいて、前記適合電源電圧を算出する適合電圧算出手段と、
を備えることを特徴とする。
以下、本発明を垂直多関節型ロボットに具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のロボットは、例えば産業用ロボットとして機械組立工場などの組立システムにて用いられる。
5.25〔V〕+222×10^-3〔Ω〕×40〔m〕×160×10^-3〔Ω〕=6.67〔V〕
となり、制限電圧=6.67Vとして定められる。
次に、本発明の第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。ロボット10において電源コネクタ37から各エンコーダ21a〜26aまでのロボット電源配線43は、エンドユーザ側で交換や変更が行われる可能性は低く、各エンコーダ21a〜26aのロボット電源配線43の長さの違いによる電圧ドロップの差はあらかじめ把握できる。本実施形態では、こうした前提を利用して、各エンコーダ21a〜26aの通信状況が良好であると判定される場合にその判定の確からしさを高め、ひいては調整済み電源電圧Vadj(適合電源電圧)の信頼性を高めるものである。なお、ロボットシステムの構成は図1や図2に示すとおりである。
次に、本発明の第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
Claims (9)
- 複数のモータと、それら各モータにそれぞれ設けられモータ回転状態を検出する複数のエンコーダとを備えてなる産業用のロボットと、
前記ロボットに電気ケーブルを介して接続される制御ユニットと、
を備え、前記制御ユニットは、前記電気ケーブルを通じて前記複数のエンコーダからそれぞれ回転検出情報を入力し、その回転検出情報に基づいて前記複数のモータを制御するロボットシステムであって、
前記電気ケーブルとして、前記制御ユニットから前記ロボットに対してエンコーダ駆動電源を供給する電源ケーブルが含まれており、
前記制御ユニットは、
前記エンコーダ駆動電源の電源電圧を可変に生成し出力する電源部と、
前記電源部で生成される前記電源電圧を、前記ロボット側において前記エンコーダの駆動に適した適合電源電圧に調整する電圧調整手段と、
を備え、
前記電圧調整手段は、
前記電源部で生成される前記電源電圧を低電圧側から高電圧側に複数の段階で変更しながら設定する電圧設定手段と、
前記電圧設定手段により前記電源電圧が順次変更されつつ設定されて前記電源部から出力される状態で、前記複数のエンコーダのうち2以上のエンコーダについて該エンコーダからの返信に基づいて通信状況の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記通信状況が良好であると判定された時の前記電源電圧に基づいて、前記適合電源電圧を算出する適合電圧算出手段と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。 - 前記複数のエンコーダには、前記ロボットにおいて前記電源ケーブルが接続される電源コネクタからエンコーダまでの電源経路の長さが相違するものが含まれており、
前記判定手段は、前記複数のエンコーダのうち前記電源経路の長さが最大となるエンコーダを含む2以上のエンコーダについて前記通信状況の良否を判定し、
前記適合電圧算出手段は、前記判定手段により前記電源経路の長さが最大となるエンコーダを含む2以上のエンコーダの通信状況が良好であると判定された時の前記電源電圧に基づいて、前記適合電源電圧を算出する請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記複数のエンコーダとして、第1エンコーダと、それよりも前記電源経路の長さが大きい第2エンコーダとを含んでおり、それら第1及び第2の両エンコーダの電源経路の長さの違いによる電圧ドロップの差の情報があらかじめ記憶されており、
前記電圧設定手段は、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定されるまで、前記電源電圧を、低電圧側から高電圧側に所定の電圧幅で段階的に変更しながら設定する第1設定手段と、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定された時点で、前記電源電圧を、その時の電源電圧に対して前記電圧ドロップの差相当の電圧を上乗せして設定する第2設定手段とを有し、
前記適合電圧算出手段は、前記電源経路の長さが最大となるエンコーダが前記第2エンコーダである場合において、前記第2設定手段により前記電源電圧を設定した状態で、前記第2エンコーダの通信状況が良好であると判定されると、その時の電源電圧に基づいて前記適合電源電圧を算出する請求項2に記載のロボットシステム。 - 前記第2エンコーダは、各々前記電源経路の長さが異なるn個(n≧2)のエンコーダを含んでおり、そのn個のエンコーダについて前記第1エンコーダとの各々の電源経路の長さの違いによる電圧ドロップの差の情報があらかじめ記憶されており、
前記第2設定手段は、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定された以降に、前記電源電圧を、前記第1エンコーダの通信状況が良好と判定された時点の電源電圧に対して、前記n個のエンコーダに関するそれぞれの前記電圧ドロップの差相当の電圧を上乗せして順次設定し、
前記適合電圧算出手段は、前記第2設定手段により前記n個のエンコーダについて各々前記電圧ドロップの差相当の電圧を上乗せして前記電源電圧を順次設定した場合に、該順次設定した各状態での前記n個のエンコーダの通信状況が全て良好であると判定されると、その時の電源電圧に基づいて前記適合電源電圧を算出する請求項3に記載のロボットシステム。 - 前記電圧設定手段は、
前記適合電圧算出手段により、前記第2エンコーダの通信状況が良好であると判定された時の電源電圧に基づいて前記適合電源電圧が算出された後、前記電源電圧を、その時の電源電圧に対して前記電圧ドロップの差相当の電圧を差し引いて設定する第3設定手段をさらに有し、
前記第3設定手段により前記電源電圧を設定した状態で、前記第1エンコーダの通信状況が良好でないと判定された場合に、前記適合電圧算出手段により算出した前記適合電源電圧を無効とする請求項3又は4に記載のロボットシステム。 - 前記第1設定手段により電圧変更される前記所定の電圧幅が、前記電圧ドロップの差相当の電圧よりも小さいものとなっている請求項3乃至5のいずれか一項に記載のロボットシステム。
- 複数のモータと、それら各モータにそれぞれ設けられモータ回転状態を検出する複数のエンコーダとを備えてなる産業用のロボットと、
前記ロボットに電気ケーブルを介して接続される制御ユニットと、
を備え、前記制御ユニットは、前記電気ケーブルを通じて前記複数のエンコーダからそれぞれ回転検出情報を入力し、その回転検出情報に基づいて前記複数のモータを制御するロボットシステムであって、
前記電気ケーブルとして、前記制御ユニットから前記ロボットに対してエンコーダ駆動電源を供給する電源ケーブルが含まれており、
前記制御ユニットは、
前記エンコーダ駆動電源の電源電圧を可変に生成し出力する電源部と、
前記電源部で生成される前記電源電圧を、前記ロボット側において前記エンコーダの駆動に適した適合電源電圧に調整する電圧調整手段と、
を備え、
前記電圧調整手段は、
前記電源部で生成される前記電源電圧を複数の段階で変更しながら設定する電圧設定手段と、
前記電圧設定手段により前記電源電圧が順次変更されつつ設定されて前記電源部から出力される状態で、前記複数のエンコーダのうち2以上のエンコーダについて該エンコーダからの返信に基づいて通信状況の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記通信状況が良好であると判定された時の前記電源電圧に基づいて、前記適合電源電圧を算出する適合電圧算出手段と、
を備えており、
前記適合電圧算出手段は、前記判定手段により前記2以上のエンコーダの通信状況が良好であると判定された時の前記電源電圧に対して、あらかじめ定めた所定の電圧増加分を上乗せした電圧値を、前記適合電源電圧として算出することを特徴とするロボットシステム。 - 前記複数のエンコーダには、前記ロボットにおいて前記電源ケーブルが接続される電源コネクタからエンコーダまでの電源経路の長さが相違するものが含まれており、
前記判定手段は、前記複数のエンコーダのうち前記電源経路の長さが最大となるエンコーダを含む2以上のエンコーダについて前記通信状況の良否を判定し、
前記適合電圧算出手段は、前記判定手段により前記電源経路の長さが最大となるエンコーダを含む2以上のエンコーダの通信状況が良好であると判定された時の前記電源電圧に基づいて、前記適合電源電圧を算出する請求項7に記載のロボットシステム。 - 複数のモータと、それら各モータにそれぞれ設けられモータ回転状態を検出する複数のエンコーダとを備えてなる産業用のロボットと、
前記ロボットに電気ケーブルを介して接続される制御ユニットと、
を備え、前記制御ユニットは、前記電気ケーブルを通じて前記複数のエンコーダからそれぞれ回転検出情報を入力し、その回転検出情報に基づいて前記複数のモータを制御するロボットシステムであって、
前記電気ケーブルとして、前記制御ユニットから前記ロボットに対してエンコーダ駆動電源を供給する電源ケーブルが含まれており、
前記制御ユニットは、
前記エンコーダ駆動電源の電源電圧を可変に生成し出力する電源部と、
前記電源部で生成される前記電源電圧を、前記ロボット側において前記エンコーダの駆動に適した適合電源電圧に調整する電圧調整手段と、
を備え、
前記ロボットは、前記電源ケーブルを通じて供給される駆動電源を入力し、該入力した駆動電源について電圧−周波数変換を実施する電圧−周波数変換手段を備え、
前記電圧調整手段は、
前記電源部で生成される前記電源電圧を複数の段階で変更しながら設定する電圧設定手段と、
前記電圧設定手段により設定された前記電源電圧が前記電源部から出力された状態で、前記電圧−周波数変換手段による周波数変換後の周波数検出信号を取得し、その周波数検出信号に基づいて、前記複数のエンコーダにおける実印加電圧の適否を判定する判定手段と、
前記判定手段により前記実印加電圧が前記複数のエンコーダに適したものであると判定された時の前記電源電圧に基づいて、前記適合電源電圧を算出する適合電圧算出手段と、を備えており、
前記複数のエンコーダには、前記ロボットにおいて前記電源ケーブルが接続される電源コネクタからエンコーダまでの電源経路の長さが相違するものが含まれており、
前記電圧−周波数変換手段は、前記電源コネクタの付近に設けられており、
前記判定手段は、前記複数のエンコーダのうち前記電源経路の長さが最大となるエンコーダについて前記電源コネクタまでの前記電源経路の電圧ドロップを加味して、前記複数のエンコーダにおける実印加電圧の適否を判定することを特徴とするロボットシステム。
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