JP5961021B2 - ロボットの制御システム - Google Patents
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Description
また、各軸の回転位置を補正するためのデータは、同じ時点で取得されたデータを使用するのが好ましい。したがって、同じ周期において全ての軸の入力回転位置データを取得するとしても、補正に用いるデータについては、別途各軸について入力回転位置及び出力回転位置の組として取得することで、補正を高い精度で行うことができる。
以下、第1実施例について図1ないし図8を参照して説明する。図8は、ロボットの関節軸の1つをモータにより駆動する構成を示す斜視図であり、図7はその縦断側面図(但し、若干簡略化している)である。モータ1は、例えばインナーロータタイプの永久磁石型同期モータであり、円筒形をなすベース2の内部に、回転軸3の先端が図中の上方を向いた状態で配置されている。尚、モータ1のステータ4は、ステータコア及び巻線で構成され(図示せず)、その上端面がベース2の天板裏に接するように固定されている。ロータは、回転軸3とロータコア及びステータ側の巻線に対向するように配置される永久磁石とで構成されるが(何れも図示せず)、図7では、回転軸3がステータ4に軸受6により回転自在に支持されているように示している。
尚、データバス40及び42のサイズは実際には何れも32ビットであり、送信に使用しないデータのビットはプルアップ若しくはプルダウンされている。また、以降では、20ビットの回転位置データPin(t)を入力EC値と、29ビットの回転位置データPin(t),Pout(t)を入出力EC値と称する。
続くステップS15〜S17は、ステップS12〜S14と同様の処理パターンとなるが、ステップS16では、ステップS13での第1軸に替えて第2軸の入出力EC値を読み出す。また、続くステップS18〜S20についても同様であり、ステップS19では、ステップS16での第2軸に替えて第3軸の入出力EC値を読み出す。
以上のように処理が実行される結果、各軸の入力EC値及び入出力EC値は、図6に示すようにコントローラ23に転送される。すなわち、全軸の入力EC値は送信周期毎に転送され、各軸の入出力EC値は、それぞれ異なる送信周期で順次転送される。
そして、出力EC値を、出力エンコーダ17から一旦入力エンコーダ10に転送し、入力エンコーダ10を介してコントローラ23に転送するようにした。すなわち、各軸の入力EC値及び出力EC値については、両者を統合して同時にコントローラ23に転送すると効率が良い。そして、上述したように出力EC値の分解能は低くデータサイズが小さいので、出力EC値を入力エンコーダ10に転送してからコントローラ23に転送すれば、出力エンコーダ17と入力エンコーダ10との間を接続する中継バス21のバス幅が小さくなる。
図9ないし図12は第2実施例であり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施例では、第1実施例の入力エンコーダ10及び出力エンコーダ17に相当する構成を、モータ回転軸の後端側に一体化して配置したものを示す。図9は、図7の上下を反転した状態(モータの後端側が上方)で示している。モータ51は、モータ1と同様にインナーロータタイプの永久磁石型同期モータであり、ステータ52と、ステータ52の内周側に配置された軸受53により回転自在に支持されている回転軸(ロータ)54とを備えている。そして、モータ51の後端側には、エンコーダ収容部55が配置されている。
θ2=θrot1−θrot2
となる。
したがって、モータ51の回転角度θinは、
θin=θ1=θrot1
であり、アーム9の回転角度θoutは、
θout=θ1−θ2=θrot1−(θrot1−θrot2)=θrot2
として求めることができる。
θ1=360×Pin(t)/(220×a) [deg]
次に、出力EC値Pout(t)より、回転角度θ2を次式により計算する(S32)。
θ2=360×Pout(t)/29 [deg]
そして、回転角度θ1より回転角度θ2を減じることで回転角度θoutを求める(S33)。尚、以上の処理をハードロジックで行っても良い。
つまり、第2実施例のように、中空状に形成された回転軸54を用いることによってエンコーダ部59,64をモータ51の後端側に一括して配置可能となり、出力エンコーダ部64を減速機60とアーム9との間に配置する必要が無くなる。
図13は第3実施例であり、第1実施例と異なる部分のみ説明する。第3実施例は、入力EC検出部12’(1〜3)及び出力EC検出部19(1〜3)とコントローラ23との間に、データ転送処理部71を配置した構成を示している。データ転送処理部71は、入力EC検出部12が備えていた入出力EC値保持レジスタ41と、通信インターフェイスの機能を備えたものである。したがって、出力EC検出部19は、9ビットの出力EC値をデータ転送処理部71に直接出力する。
そして、データ転送処理部71は、コントローラ23側の通信インターフェイスからの要求に応じて、20ビットの入力EC値及び29ビットの入出力EC値をコントローラ23側に出力する。以上のように構成される第3実施例による場合も、第1実施例と同様の効果が得られる。
入力エンコーダ及び出力エンコーダのビット数は、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
図4に示す3軸分の入力EC検出部12とコントローラ23との間で行うデータ転送方式についても適宜変更して良い。例えば、両者の間を2本の32ビットバスで接続し、3軸分の入力EC値(20ビット)と、3軸分の入出力EC値(29ビット)とを選択して、1回の通信で1軸分のデータだけをコントローラ23側に転送するような通信インターフェイスを用いても良い。
第2実施例において、減速機60の構成によっては、回転軸54と出力軸61とが互いに逆方向に回転しても良い。
4軸以上のロボットに適用しても良い。
Claims (3)
- 複数の関節軸を有し、前記各関節軸において、モータにより減速機を介して制御対象物を駆動するロボットの制御システムであって、
前記各関節軸のモータの回転位置(入力回転位置)を検出する複数の入力エンコーダと、
前記各関節軸の制御対象物の回転位置(出力回転位置)を検出する複数の出力エンコーダと、
前記各関節軸について、前記入力エンコーダ及び前記出力エンコーダにより検出される各回転位置データを取得して、前記モータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、一定周期毎に全ての軸についての入力回転位置データを取得すると共に、1つの軸についての入力回転位置データ及び出力回転位置データの組を、前記周期毎に1軸ずつ、順次軸を切り替えて取得することを特徴とするロボットの制御システム。 - 前記出力回転位置データは、前記出力エンコーダから前記入力エンコーダに転送され、前記入力エンコーダを介して前記入力回転位置データと共に前記制御装置に転送されることを特徴とする請求項1記載のロボットの制御システム。
- 前記入力エンコーダは、前記入力回転位置データを前記制御装置に転送するための入力データレジスタと、
前記入力回転位置データを、前記出力回転位置データと共に前記制御装置に転送するための入出力データレジスタとを備えることを特徴とする請求項2記載のロボットの制御システム。
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