JP6690213B2

JP6690213B2 - ロボット、制御装置およびロボットシステム

Info

Publication number: JP6690213B2
Application number: JP2015239954A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　大輔; 大輔佐藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: US10300605B2; JP2017104930A; US20170165838A1

Description

本発明は、ロボット、制御装置およびロボットシステムに関するものである。

従来、ロボットアームを有するロボットと、ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムが知られている。ロボットアームは複数のアーム（アーム部材）が関節部を介して連結され、最も先端側（最も下流側）のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、ハンドが装着される。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。

また、各モーターには、それぞれ、そのモーターの回転角度を検出するエンコーダーが設けられている。そして、各エンコーダーのそれぞれに専用の信号線（配線）が接続され、各信号線は、それぞれ、制御装置に接続されている。制御装置は、各エンコーダーの検出結果に基づいて、ロボットアームを制御する。

また、特許文献１には、ロボットアームに設けられた複数のエンコーダーを共通のシリアルバス上にマルチドロップで接続してなるロボットの制御装置が開示されている。この制御装置では、エンコーダーについての信号線の数を少なくすることができる。

特開平１１−１７５１１８号公報

しかしながら、従来のロボットでは、エンコーダーの数と信号線の数とが同一であり、信号線の数が多いので、ロボットアームが太くなる。これにより、ロボットが大型化し、その重量が大きくなるという問題がある。

また、特許文献１に記載の制御装置では、エンコーダーと角速度センサー等の異なるセンサーの多重化はなされていない。このため、ロボットアームに異なるセンサーを設ける場合は、信号線の数が多くなり、ロボットアームが太くなる。これにより、ロボットが大型化し、その重量が大きくなるという問題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

本発明のロボットは、制御部によって制御されるロボットであって、
第１センサーと、
第２センサーと、
第３センサーと、
第４センサーと、
前記第１センサーおよび前記第２センサーと信号の送受信が可能な第１回路と、
前記第３センサーおよび前記第４センサーと信号の送受信が可能な第２回路と、を備え、
前記制御部と前記第１回路とは、第１シリアル配線で接続されており、
前記第１回路と前記第２回路とは、第２シリアル配線で接続されていることを特徴とする。

これにより、制御部と第１回路との間および第１回路と第２回路との間の信号線の数を少なくすることができる。また、制御部と第１回路との間および第１回路と第２回路との間の信号線の数を増加させずに、他のセンサーを追加することができる。これにより、ロボットのロボットアームを細くすることができ、ロボットの小型化および軽量化を図ることができる。

本発明のロボットでは、前記第１回路は、前記第１センサーおよび前記第２センサーの信号を多重化し、
前記第２回路は、前記第３センサーおよび前記第４センサーの信号を多重化することが好ましい。

これにより、制御部と第１回路との間および第１回路と第２回路との間の信号線の数を少なくすることができる。

本発明のロボットでは、前記第１センサー、前記第２センサー、前記第３センサーおよび前記第４センサーは、それぞれ、位置センサー、慣性センサーおよび力センサーのうちの少なくとも１つであることが好ましい。
これにより、ロボットの駆動を的確に制御することができる。

本発明のロボットでは、第１アームと、第２アームと、を備え、
前記第１センサーは、前記第１アームの位置を検出する位置センサーであり、
前記第３センサーは、前記第２アームの位置を検出する位置センサーであることが好ましい。
これにより、ロボットの駆動を的確に制御することができる。

本発明のロボットでは、複数のアームを備え、
前記第１センサーおよび前記第２センサーは、前記複数のアームのうちの同一のアームの位置を検出する位置センサーであることが好ましい。
これにより、ロボットの駆動を的確に制御することができる。

本発明のロボットでは、前記同一のアームを駆動する駆動部と、前記駆動部の速度を減速する減速機と、を備え、
前記第１センサーは、前記減速機の入力軸側に設けられ、
前記第２センサーは、前記減速機の出力軸側に設けられていることが好ましい。
これにより、ロボットの駆動を的確に制御することができる。

本発明のロボットでは、第５センサーを備え、
前記第１回路は、前記第５センサーと信号の送受信が可能であり、
前記第５センサーは、前記同一のアームに設けられた力センサーであることが好ましい。

これにより、第５センサーで力やトルクを検出し、その検出結果に基づいてロボットを制御することができる。

本発明のロボットでは、前記第１回路は、前記第１センサーの種別を示す情報を含む識別子を信号に付加する識別子付加部を有することが好ましい。
これにより、前記情報に基づいて、第１センサーの種別を把握することができる。

本発明のロボットでは、前記識別子は、前記第１センサーから出力される信号の優先度を示す情報を含むことが好ましい。

これにより、第１センサーから出力される信号の優先度に応じて、第１センサーから出力される信号の送信順を決めることができる。

本発明のロボットでは、前記優先度に応じて、前記信号の送信順を決める送信順決定部を有することが好ましい。

これにより、的確に、第１センサーから出力される信号の送信順を決めることができる。

本発明の制御装置は、本発明のロボットを制御し、前記制御部を有することを特徴とする。

本発明のロボットシステムは、本発明のロボットと、
前記ロボットを制御し、前記制御部を有する制御装置と、を備えることを特徴とする。

本発明のロボットシステムの第１実施形態の概略構成を示す側面図である。図１に示すロボットシステムの配線部を示すブロック図である。図１に示すロボットシステムの省配線回路を示すブロック図である。図１に示すロボットシステムの多重化回路を示すブロック図である。本発明のロボットシステムの第２実施形態における配線部を示すブロック図である。

以下、本発明のロボット、制御装置およびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。また、以下の説明で用いる図面では、各構成要素を見やすくするため、構成要素を模式的に示している場合があり、構成要素によっては寸法の縮尺を異ならせて示すこともある。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットシステムの第１実施形態の概略構成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配線部を示すブロック図である。図３は、図１に示すロボットシステムの省配線回路を示すブロック図である。図４は、図１に示すロボットシステムの多重化回路を示すブロック図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１中の基台側を「基端」または「上流」、その反対側（ハンド側）を「先端」または「下流」と言う。また、図１中の上下方向が鉛直方向である。

また、以下では、図１中、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。具体的には、図１中の左右方向をＸ軸方向とし、図１中における紙面と直交する方向をＹ軸方向とし、図１中の上下方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の軸周り方向を、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向、およびθＺ方向とする。

図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１の作動（駆動）を制御する制御装置（ロボット制御装置）７０とを備えている。このロボットシステム１００は、例えば、腕時計のような精密機器等を製造する製造工程等で用いることができる。また、ロボットシステム１００は、例えば、当該精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の各作業を行うことができる。

制御装置７０は、ロボット１を制御する制御部７１および記憶部７２等を備えており、後述する各位置センサー２８、各角速度センサー２０および力センサー２９の検出結果に基づいて、ロボット１の作動を制御する。なお、制御装置７０は、各位置センサー２８のうちの所定の位置センサーおよび各角速度センサー２０のうちの所定の角速度センサーの検出結果に基づいて、ロボット１の制振制御も行う。この制御装置７０は、例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）等で構成することができる。ロボット１を制御するプログラムは、記憶部７２に予め記憶されている。なお、制御装置７０は、ロボット１に内蔵されていてもよく、また、ロボット１とは、別体であってもよいが、本実施形態では、ロボット１とは別体である。

ロボット１は、垂直多関節ロボットであり、基台（支持部）３と、ロボットアーム２とを有している。ロボットアーム２は、胴部である第１アーム４と、第２アーム５と、第３アーム６とを有している。また、第３アーム６の先端には、エンドエフェクターであるハンド７が着脱可能に連結（装着）されている。

基台３は、設置面Ｔ上に設置されている。第１アーム４は、第１の関節部８を介して基台３の上に連結されている（設けられている）。第１の関節部８の内部には、基台３に対して第１アーム４をθＺ方向に回動（駆動）する第１駆動機構が設けられている（図１において図示せず）。第２アーム５は、第２の関節部９Ａを介して第１アーム４の側面に連結されている。第２の関節部９Ａの内部には、第１アーム４に対して第２アーム５をθＹ方向に回動（駆動）する第２駆動機構が設けられている（図１において図示せず）。第３アーム６は、第３の関節部９Ｂを介して第２アーム５の先端に連結されている。第３の関節部９Ｂの内部には、第２アーム５に対して第３アーム６をθＹ方向に回動（駆動）する第３駆動機構が設けられている（図１において図示せず）。ハンド７は、第３アーム６の先端に、着脱可能に連結されている。

また、前記第１駆動機構、第２駆動機構および第３駆動機構は、それぞれ、モーター（駆動部）およびそのモーターの回転速度（速度）を減速する減速機を有し、各モーターの駆動は、それぞれ、制御装置７０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。

また、ロボット１は、第１アームの位置を検出する位置センサー（第１センサー）２８と、第２アーム５の位置を検出する位置センサー（第３センサー）２８と、第３アーム６の位置を検出する位置センサー２８とを有している（図２参照）。各位置センサー２８としては、それぞれ、例えば、エンコーダー等が挙げられる。

なお、各位置センサー２８は、それぞれ、前記第１駆動機構、第２駆動機構および第３駆動機構の減速機の入力軸側に設けられていてもよく、また、減速機の出力軸側に設けられていてもよい。

また、第１アーム４には、慣性センサーとして角速度センサー（第２センサー）２０が設けられ、第２アーム５には、慣性センサーとして、角速度センサー（第４センサー）２０が設けられている（図２参照）。なお、角速度センサー２０に代えて、例えば、加速度センサー等を設けてもよい。

また、第３アーム６には、力センサー２９が設けられている（図２参照）。力センサー２９としては、例えば、トルクセンサー、力覚センサー等が挙げられる。

なお、力センサー２９としてトルクセンサーを用いる場合、力センサー２９は、例えば、第３駆動機構の減速機の出力軸側に設けられる。

また、ロボットシステム１００は、配線部１３を有している。この配線部１３については、後で詳述する、

以上のような構成を有するロボット１では、例えば、基台３に対して第１アーム４がθＺ方向に回動し、第１アーム４に対して第２アーム５がθＹ方向に回動し、第２アーム５に対して第３アーム６がθＹ方向に回動することによって、ハンド７を任意の位置へと移動操作しながら、各種の作業を行うことができる。
次に、配線部１３について説明する。

図２に示すように、配線部１３は、省配線回路（第１回路）８０ａと、省配線回路（第２回路）８０ｂと、省配線回路（第３回路）８０ｃと、制御装置７０の制御部７１と省配線回路８０ａとを接続する第１シリアル配線（第１シリアル信号線）１４と、省配線回路８０ａと省配線回路８０ｂとを接続する第２シリアル配線（第２シリアル信号線）１５と、省配線回路８０ｂと省配線回路８０ｃとを接続する第３シリアル配線（第３シリアル信号線）１６とを有している。このように、制御装置７０の制御部７１、省配線回路８０ａ、８０ｂおよび８０ｃは、上流側から下流側に向って、この順序で、第１シリアル配線１４、第２シリアル配線１５および第３シリアル配線１６を介して直列に接続（デイジーチェーン接続）されており、配線部１３の通信方式として、シリアル通信方式が採用されている。これにより、配線部１３の信号線の数を少なくすることができる。

なお、シリアル通信方式としては、特に限定されないが、高速シリアル通信方式が好ましく、具体的には、例えば、イーサネット（登録商標）等が挙げられる。

また、最も基台３側に配置されている省配線回路８０ａには、位置センサー２８および角速度センサー２０が接続されており、省配線回路８０ａは、その位置センサー２８および角速度センサー２０と信号の送受信を行うことができるように構成されている。この位置センサー２８から出力される信号および角速度センサー２０から出力される信号は、省配線回路８０ａの後述する多重化回路９０で多重化され、シリアル通信で、制御装置７０に送信される。

また、基台３から２番目に配置されている省配線回路８０ｂには、位置センサー２８および角速度センサー２０が接続されており、省配線回路８０ｂは、その位置センサー２８および角速度センサー２０と信号の送受信を行うことができるように構成されている。この位置センサー２８から出力される信号および角速度センサー２０から出力される信号は、省配線回路８０ｂの後述する多重化回路９０で多重化され、シリアル通信で、制御装置７０に送信される。

また、基台３から３番目、すなわち、基台３と反対側に配置されている省配線回路８０ｃには、位置センサー２８および力センサー２９が接続されており、省配線回路８０ｃは、その位置センサー２８および力センサー２９と信号の送受信を行うことができるように構成されている。この位置センサー２８から出力される信号および力センサー２９から出力される信号は、省配線回路８０ｃの後述する多重化回路９０で多重化され、シリアル通信で、制御装置７０に送信される。

次に、省配線回路８０ａ、８０ｂおよび８０ｃについて説明するが、各省配線回路は同様であるので、以下では、代表的に、最も基台３側の省配線回路８０ａについて説明する。

図３に示すように、省配線回路８０ａは、受信回路８１、分配回路８２、送信回路８３、受信回路８４、多重化回路９０および送信回路８５を有している。

受信回路８１、分配回路８２および送信回路８３は、基台３側からこの順序で、直列に接続されている。

また、受信回路８４、多重化回路９０および送信回路８５は、基台３と反対側からこの順序で、直列に接続されている。

また、位置センサー２８は、分配回路８２および多重化回路９０に接続され、角速度センサー２０も同様に、分配回路８２および多重化回路９０に接続されている。

分配回路８２は、制御装置７０から送信される信号（例えば、信号を要求する要求信号等）を位置センサー２８と、角速度センサー２０と、送信回路８３とに分配する機能、すなわち、位置センサー２８と、角速度センサー２０と、送信回路８３とのうちのいずれか１つに送出（出力）する機能を有している。具体的には、分配回路８２は、制御装置７０から送信される信号が位置センサー２８に入力されるべきものか、または、角速度センサー２０に入力されるべきものか、または、省配線回路８０ａよりも下流側の省配線回路８０ｂまたは８０ｃに入力されるべきものかを判断する。位置センサー２８に入力されるべき信号は、位置センサー２８に送出し、角速度センサー２０に入力されるべき信号は、角速度センサー２０に送出し、省配線回路８０ｂまたは８０ｃに入力されるべき信号は、送信回路８３に送出する。なお、信号の送信先の情報は、その信号に付加されている後述するヘッダーに含まれている。

図４に示すように、多重化回路９０は、選択調停ヘッダー付加回路（識別子付加部）９１、優先度判定回路９２、第１バッファーメモリー９３および第２バッファーメモリー９４を有している。なお、選択調停ヘッダー付加回路９１および優先度判定回路９２により、送信する信号の送信順を決める送信順決定部が構成される。

優先度判定回路９２および選択調停ヘッダー付加回路９１は、基台３と反対側からこの順序で、直列に接続されている。

また、優先度判定回路９２は第２バッファーメモリー９４に接続され、第２バッファーメモリー９４は、選択調停ヘッダー付加回路９１に接続されている。

また、角速度センサー２０は、第１バッファーメモリー９３に接続され、第１バッファーメモリー９３は、選択調停ヘッダー付加回路９１に接続されている。
また、位置センサー２８は、選択調停ヘッダー付加回路９１に接続されている。

選択調停ヘッダー付加回路９１は、入力される複数の信号から１つの信号を選択して出力する機能と、送信する信号の優先度（優先順位）を判定する機能と、信号にヘッダー（識別子）を付加する機能とを有している。

ヘッダーには、例えば、各センサーの種別、送信する信号の優先度、送信する信号の送信元、送信する信号の送信先等の情報が含まれる。また、センサーの種別としては、例えば、センサーの種類、メーカー、型番等が挙げられる。なお、信号は、例えば、選択調停ヘッダー付加回路９１により、その初め（頭）の部分にヘッダーが付加され、終わりの部分にフッターが付加され、パケット化される。

ここで、位置センサー２８から出力される信号と、角速度センサー２０から出力される信号と、力センサー２９から出力される信号とでは、優先度は、位置センサー２８から出力される信号が１番高く、角速度センサー２０から出力される信号が２番目であり、力センサー２９から出力される信号が３番目である。

選択調停ヘッダー付加回路９１は、複数の信号が入力された場合、優先度の高い信号を優先して上流側、すなわち、制御装置７０に送出する。そして、優先度の低い信号は、優先度の高いデータの送信の合間に送信する。

すなわち、選択調停ヘッダー付加回路９１は、位置センサー２８から出力される信号と、角速度センサー２０から出力される信号とが入力された場合は、位置センサー２８から出力される信号を先に送出し、角速度センサー２０から出力される信号を後から送出する。なお、角速度センサー２０から出力される信号は、第１バッファーメモリー９３に記憶される。

また、選択調停ヘッダー付加回路９１は、下流側、すなわち、省配線回路８０ｂから送信されてくる信号と、位置センサー２８から出力される信号および角速度センサー２０から出力される信号の少なくとも一方とが入力された場合も、同様に、優先度が最も高い信号を選択し、制御装置７０に送出する。

また、選択調停ヘッダー付加回路９１は、省配線回路８０ｂから送信されてくる信号と、位置センサー２８から出力される信号とが入力され、その優先度が同じ場合は、省配線回路８０ｂから送信されてくる信号を選択し、出力する。同様に、選択調停ヘッダー付加回路９１は、省配線回路８０ｂから送信されてくる信号と、角速度センサー２０から出力される信号とが入力され、その優先度が同じ場合は、省配線回路８０ｂから送信されてくる信号を選択し、出力する。その理由は、位置センサー２８や角速度センサー２０から出力される信号よりも省配線回路８０ｂから送信されてくる信号の方が送信速度が速いので、省配線回路８０ｂから送信されてくる信号を優先して送信することで、通信時間を短縮することができるためである。

また、優先度判定回路９２は、送信する信号の優先度を判定する機能を有している。すなわち、優先度判定回路９２は、下流側、すなわち、省配線回路８０ｂから送信されてくる信号の優先度を判定し、例えば、優先度が１番高い信号、すなわち、省配線回路８０ｂから送信されてくる位置センサー２８の信号は、選択調停ヘッダー付加回路９１に送出し、それよりも優先度の低い信号は、選択調停ヘッダー付加回路９１および第２バッファーメモリー９４に送出する。前記優先度の低い信号は、第２バッファーメモリー９４に記憶される。

次に、配線部１３における信号の送信について説明する。
図２に示すように、制御装置７０と、省配線回路８０ｃに接続された位置センサー２８および力センサー２９との間の通信では、制御装置７０から位置センサー２８に送信される信号は、シリアル通信方式で、制御装置７０から、省配線回路８０ａ、省配線回路８０ｂ、省配線回路８０ｃに、順次、送信され、省配線回路８０ｃから位置センサー２８に送信される。

同様に、制御装置７０から力センサー２９に送信される信号は、シリアル通信方式で、制御装置７０から、省配線回路８０ａ、省配線回路８０ｂ、省配線回路８０ｃに、順次、送信され、省配線回路８０ｃから力センサー２９に送信される。

また、位置センサー２８から制御装置７０に送信される信号は、位置センサー２８から省配線回路８０ｃに送信され、シリアル通信方式で、省配線回路８０ｃから、省配線回路８０ｂ、省配線回路８０ａ、制御装置７０に、順次、送信される。

同様に、力センサー２９から制御装置７０に送信される信号は、力センサー２９から省配線回路８０ｃに送信され、シリアル通信方式で、省配線回路８０ｃから、省配線回路８０ｂ、省配線回路８０ａ、制御装置７０に、順次、送信される。
なお、多重化回路９０では、前述した処理が行われる。

また、制御装置７０と、省配線回路８０ｂに接続された位置センサー２８および角速度センサー２０との間の通信では、制御装置７０から位置センサー２８に送信される信号は、シリアル通信方式で、制御装置７０から、省配線回路８０ａ、省配線回路８０ｂに、順次、送信され、省配線回路８０ｂから位置センサー２８に送信される。

同様に、制御装置７０から角速度センサー２０に送信される信号は、シリアル通信方式で、制御装置７０から、省配線回路８０ａ、省配線回路８０ｂに、順次、送信され、省配線回路８０ｂから角速度センサー２０に送信される。

また、位置センサー２８から制御装置７０に送信される信号は、位置センサー２８から省配線回路８０ｂに送信され、シリアル通信方式で、省配線回路８０ｂから、省配線回路８０ａ、制御装置７０に、順次、送信される。

同様に、角速度センサー２０から制御装置７０に送信される信号は、角速度センサー２０から省配線回路８０ｂに送信され、シリアル通信方式で、省配線回路８０ｂから、省配線回路８０ａ、制御装置７０に、順次、送信される。
なお、多重化回路９０では、前述した処理が行われる。

また、制御装置７０と、省配線回路８０ａに接続された位置センサー２８および角速度センサー２０との間の通信では、制御装置７０から位置センサー２８に送信される信号は、シリアル通信方式で、制御装置７０から省配線回路８０ａに送信され、省配線回路８０ａから位置センサー２８に送信される。

同様に、制御装置７０から角速度センサー２０に送信される信号は、シリアル通信方式で、制御装置７０から省配線回路８０ａに送信され、省配線回路８０ａから角速度センサー２０に送信される。

また、位置センサー２８から制御装置７０に送信される信号は、位置センサー２８から省配線回路８０ａに送信され、シリアル通信方式で、省配線回路８０ａから制御装置７０に送信される。

同様に、角速度センサー２０から制御装置７０に送信される信号は、角速度センサー２０から省配線回路８０ａに送信され、シリアル通信方式で、省配線回路８０ａから制御装置７０に送信される。
なお、多重化回路９０では、前述した処理が行われる。

以上説明したように、ロボットシステム１００によれば、配線部１３の信号線の数を少なくすることができる。また、信号線の数を増加させずに、他のセンサーを追加することができる。これにより、ロボットアーム２を細くすることができ、ロボット１の小型化および軽量化を図ることができる。

なお、省配線回路８０ａに接続される位置センサー２８の数は、１つに限らず、２つ以上でもよい。また、省配線回路８０ａに接続される角速度センサー２０の数は、１つに限らず、２つ以上でもよい。

また、省配線回路８０ｂに接続される位置センサー２８の数は、１つに限らず、２つ以上でもよい。また、省配線回路８０ｂに接続される角速度センサー２０の数は、１つに限らず、２つ以上でもよい。

また、省配線回路８０ｃに接続される位置センサー２８の数は、１つに限らず、２つ以上でもよい。また、省配線回路８０ｃに接続される力センサー２９の数は、１つに限らず、２つ以上でもよい。

また、省配線回路８０ａ、８０ｂおよび８０ｃには、それぞれ、他のセンサーが接続されていてもよい。

すなわち、省配線回路８０ａおよび８０ｂには、それぞれ、例えば、力センサー等が接続されていてもよい。また、省配線回路８０ｃには、例えば、角速度センサー等が接続されていてもよい。

また、前述したセンサー以外のセンサーとしては、例えば、電子カメラ（撮像部）、温度を検出する温度センサー等が挙げられる。なお、電子カメラの優先度は、力センサー２９よりも低く、温度センサーの優先度は、力センサー２９よりも低い。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明のロボットシステムの第２実施形態における配線部を示すブロック図である。

以下、第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態のロボットシステム１００では、ロボット１は、第１アーム４の位置を検出する位置センサー（第１センサー）２８ａおよび位置センサー（第２センサー）２８ｂと、第１アーム４に設けられた角速度センサー２０ａおよび２０ｂと、第１アーム４に設けられた力センサー（第５センサー）２９ａおよび２９ｂとを有している。この位置センサー２８ａおよび２８ｂと、角速度センサー２０ａおよび２０ｂと、力センサー２９ａおよび２９ｂとは、それぞれ、省配線回路８０ａに接続されており、省配線回路８０ａは、その各センサーと信号の送受信を行うことができるように構成されている。

また、ロボット１は、第２アーム５の位置を検出する位置センサー２８ａおよび２８ｂと、第２アーム５に設けられた角速度センサー２０ａおよび２０ｂと、第２アーム５に設けられた力センサー２９ａおよび２９ｂとを有している。この位置センサー２８ａおよび２８ｂと、角速度センサー２０ａおよび２０ｂと、力センサー２９ａおよび２９ｂとは、それぞれ、省配線回路８０ｂに接続されており、省配線回路８０ｂは、その各センサーと信号の送受信を行うことができるように構成されている。

また、ロボット１は、第３アーム６の位置を検出する位置センサー２８ａおよび２８ｂと、第３アーム６に設けられた角速度センサー２０ａおよび２０ｂと、第３アーム６に設けられた力センサー２９ａおよび２９ｂとを有している。この位置センサー２８ａおよび２８ｂと、角速度センサー２０ａおよび２０ｂと、力センサー２９ａおよび２９ｂとは、それぞれ、省配線回路８０ｃに接続されており、省配線回路８０ｃは、その各センサーと信号の送受信を行うことができるように構成されている。

このように、それぞれにおいて２つのセンサーを設けることにより、いずれか一方のセンサーが故障した場合でも他方のセンサーで検出を行うことができ、これにより、ロボット１を制御することができる。

次に、第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６の位置を検出する各位置センサー２８ａおよび２８ｂの配置について説明するが、これらは同様であるので、以下では、代表的に、第１アーム４の位置を検出する位置センサー２８ａおよび２８ｂの配置について説明する。

位置センサー２８ａは、減速機の入力軸側に設けられ、位置センサー２８ｂは、減速機の出力軸側に設けられている。これにより、位置センサー２８ａと位置センサー２８ｂとで異なる情報を得ることができ、これによって、ロボット１を的確に制御することができる。また、位置センサー２８ａと位置センサー２８ｂとでは、優先度は、位置センサー２８ａの方が高い。

また、位置センサー２８ａと位置センサー２８ｂとは、同一メーカーのものであってもよく、異なるメーカーのものであってもよいが、異なるメーカーのものであることが好ましい。これにより、位置センサー２８ａと位置センサー２８ｂとが同時に故障する確率を低減することができる。

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

なお、位置センサー２８ａおよび位置センサー２８ｂの両方が、減速機の入力軸側に設けられていてもよく、また、減速機の出力軸側に設けられていてもよい。

また、省配線回路８０ａ、省配線回路８０ｂおよび省配線回路８０ｃに接続される同種のセンサー（例えば、位置センサー）の数は、それぞれ、２つに限らず、３つ以上でもよい。

以上、本発明のロボット、制御装置およびロボットシステムを、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、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

なお、前記実施形態では、信号は、パケット化されるように構成されているが、本発明では、これに限定されず、例えば、複数の信号のフォーマットを統一する回路が設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアーム（マニピュレーター）の回動軸の数は、３つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、２つ、または４つ以上（例えば、６つまたは７つ）でもよい。すなわち、前記実施形態では、アーム（リンク）の数は、３つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、２つ、または４つ以上（例えば、６つまたは７つ）でもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアームの数は、１つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、例えば、２つ以上でもよい。すなわち、ロボット（ロボット本体）は、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。

また、前記実施形態では、エンドエフェクターとして、ハンドを例に挙げたが、本発明では、これに限定されず、エンドエフェクターとしては、その他、例えば、ドリル、溶接機、レーザー照射機等が挙げられる。

また、本発明では、ロボットは、他の形式のロボットであってもよい。具体例としては、例えば、脚部を有する脚式歩行（走行）ロボット、スカラーロボット等が挙げられる。

１…ロボット、７０…制御装置、７１…制御部、７２…記憶部、１００…ロボットシステム、２…ロボットアーム、３…基台、４…第１アーム、５…第２アーム、６…第３アーム、７…ハンド、８…第１の関節部、９Ａ…第２の関節部、９Ｂ…第３の関節部、１３…配線部、１４…第１シリアル配線、１５…第２シリアル配線、１６…第３シリアル配線、２０、２０ａ、２０ｂ…角速度センサー、２８、２８ａ、２８ｂ…位置センサー、２９、２９ａ、２９ｂ…力センサー、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ…省配線回路、８１…受信回路、８２…分配回路、８３…送信回路、８４…受信回路、８５…送信回路、９０…多重化回路、９１…選択調停ヘッダー付加回路、９２…優先度判定回路、９３…第１バッファーメモリー、９４…第２バッファーメモリー、Ｔ…設置面

Claims

制御部と、
基台と、
第１アームと第２アームと第３アームとを有し、前記基台に接続された胴部と、
第１の位置センサーと、
第２の位置センサーと、
第３の位置センサーと、
慣性センサーと、
力センサーと、
前記第１の位置センサーの信号を送受信する第１回路と、
前記第２の位置センサーの信号と前記慣性センサーの信号とを多重化および送受信する第２回路と、
前記第３の位置センサーの信号と前記力センサーの信号とを多重化および送受信する第３回路と、を備え、
前記制御部と前記第１回路とは、第１シリアル配線で接続されており、
前記第１回路と前記第２回路とは、第２シリアル配線で接続されており、
前記第２回路と前記第３回路とは、第３シリアル配線で接続されており、
前記第１アーム、前記第２アーム、および前記第３アームが同一直線上に配置されているとき、前記第１回路は、前記第２回路と前記第３回路と比較して前記基台の側に配置され、前記第２回路は、前記第３回路と比較して前記基台の側に配置されており、
前記第２回路は、前記第２の位置センサーの種別と前記第２の位置センサーの信号の送信に関する優先度とを示す情報を含む第１の識別子を前記第２の位置センサーの信号に付加し、前記慣性センサーの種別と前記慣性センサーの信号の送信に関する優先度とを示す情報を含む第２の識別子を前記慣性センサーの信号に付加する識別子付加部と、前記第１の識別子と前記第２の識別子とに基づいて、前記慣性センサーの信号と比べて前記第２の位置センサーの信号を先に送信させる送信順決定部と、を有するロボット。
前記第１アームを駆動する第１の駆動部と、前記第１の駆動部の速度を減速する第１の減速機と、を備え、
前記第１の位置センサーは、前記第１の減速機の入力軸に設けられ、
前記第２の位置センサーは、前記第１の減速機の出力軸に設けられ、
前記第１の位置センサーと前記第２の位置センサーとは、前記第１アームの位置を検出する請求項１に記載のロボット。
前記第２アームを駆動する第２の駆動部と、前記第２の駆動部の速度を減速する第２の減速機と、を備え、
前記第１の位置センサーは、前記第２の減速機の入力軸に設けられ、
前記第２の位置センサーは、前記第２の減速機の出力軸に設けられ、
前記第１の位置センサーと前記第２の位置センサーとは、前記第２アームの位置を検出する請求項１に記載のロボット。
前記第３アームを駆動する第３の駆動部と、前記第３の駆動部の速度を減速する第３の減速機と、を備え、
前記第２の位置センサーは、前記第３の減速機の入力軸に設けられ、
前記第３の位置センサーは、前記第３の減速機の出力軸に設けられ、
前記第２の位置センサーと前記第３の位置センサーとは、前記第３アームの位置を検出する請求項１に記載のロボット。
基台と、
第１アームと第２アームと第３アームとを有し、前記基台に接続された胴部と、
第１の位置センサーと、
第２の位置センサーと、
第３の位置センサーと、
慣性センサーと、
力センサーと、
前記第１の位置センサーの信号を送受信する第１回路と、
前記第２の位置センサーの信号と前記慣性センサーの信号とを多重化および送受信する第２回路と、
前記第３の位置センサーの信号と前記力センサーの信号とを多重化および送受信する第３回路と、を備えるロボットを制御する制御装置であって、
前記制御装置と前記第１回路とは、第１シリアル配線で接続されており、
前記第１回路と前記第２回路とは、第２シリアル配線で接続されており、
前記第２回路と前記第３回路とは、第３シリアル配線で接続されており、
前記第１アーム、前記第２アーム、および前記第３アームが同一直線上に配置されているとき、前記第１回路は、前記第２回路と前記第３回路と比較して前記基台の側に配置され、前記第２回路は、前記第３回路と比較して前記基台の側に配置されており、
前記第２回路は、前記第２の位置センサーの種別と前記第２の位置センサーの信号の送信に関する優先度とを示す情報を含む第１の識別子を前記第２の位置センサーの信号に付加し、前記慣性センサーの種別と前記慣性センサーの信号の送信に関する優先度とを示す情報を含む第２の識別子を前記慣性センサーの信号に付加する識別子付加部と、前記第１の識別子と前記第２の識別子とに基づいて、前記慣性センサーの信号と比べて前記第２の位置センサーの信号を先に送信させる送信順決定部と、を有するロボットを制御する制御装置。
制御装置と、
基台と、
第１アームと第２アームと第３アームとを有し、前記基台に接続された胴部と、
第１の位置センサーと、
第２の位置センサーと、
第３の位置センサーと、
慣性センサーと、
力センサーと、
前記第１の位置センサーの信号を送受信する第１回路と、
前記第２の位置センサーの信号と前記慣性センサーの信号とを多重化および送受信する第２回路と、
前記第３の位置センサーの信号と前記力センサーの信号とを多重化および送受信する第３回路と、を備え、
前記制御装置と前記第１回路とは、第１シリアル配線で接続されており、
前記第１回路と前記第２回路とは、第２シリアル配線で接続されており、
前記第２回路と前記第３回路とは、第３シリアル配線で接続されており、
前記第１アーム、前記第２アーム、および前記第３アームが同一直線上に配置されているとき、前記第１回路は、前記第２回路と前記第３回路と比較して前記基台の側に配置され、前記第２回路は、前記第３回路と比較して前記基台の側に配置されており、
前記第２回路は、前記第２の位置センサーの種別と前記第２の位置センサーの信号の送信に関する優先度とを示す情報を含む第１の識別子を前記第２の位置センサーの信号に付加し、前記慣性センサーの種別と前記慣性センサーの信号の送信に関する優先度とを示す情報を含む第２の識別子を前記慣性センサーの信号に付加する識別子付加部と、前記第１の識別子と前記第２の識別子とに基づいて、前記慣性センサーの信号と比べて前記第２の位置センサーの信号を先に送信させる送信順決定部と、を有するロボットシステム。