JP6722099B2 - 搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、ワークを搬送する搬送システム及び搬送ロボット、並びに当該搬送ロボットを構成するモジュールに関する。

板状のワークをハンドで保持して搬送するスカラ型の搬送ロボットと、当該搬送ロボットの動作を制御する制御装置とを備えた搬送システムがある。搬送ロボットは、ベースを昇降させ、アーム機構の関節を回転させる複数のモータ、駆動部、各種センサを備える。搬送ロボット及び制御装置は、モータに電力を供給するための主電源線、制御部に電力を供給するための制御電源線、各モータの回転を制御するための信号を送受信する通信線、各種センサの信号を送受信する信号線等、多数の電線によって接続されている。

特許文献１には、共通のＤＣ電源に接続されたコントローラ部及びモータ部を備え、コントローラ部が電力線通信にてモータ部の動作を制御する技術が開示されている。

また、特許文献２には、モータ駆動用の電流と、制御信号とを共通の配線系統で供給することにより、ハーネス及びコネクタを削減することができるモータ制御システムが開示されている。

特開２０１１−２５９５３５号公報 特開２００３−３１９６９３号公報

従来の搬送システムにおいては、多数の電線を用いて、搬送ロボットの各種センサ及び駆動部と、制御装置とを接続する構成であるため、要求される仕様によってセンサ等を追加した場合、配索設計、製造工数共に時間を要し、製造コストが増大するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送ロボットを構成するモータ、駆動制御部及びセンサの多寡に拘わらず、搬送ロボット内部の配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる搬送システム、搬送ロボット及びモジュールを提供することにある。

本発明に係る搬送システムは、ワークを保持するハンドを有し、ベースに回転可能に支持されたアーム機構を備える搬送ロボットと、該搬送ロボットへ電力を供給すると共に前記搬送ロボットの動作を制御する制御装置と、該制御装置及び前記搬送ロボットを接続する外部電源線とを備える搬送システムであって、前記制御装置は、前記外部電源線を用いて、前記搬送ロボットを制御するための信号を送受信する通信部を備え、前記搬送ロボットは、自装置を駆動するための複数のモータと、前記制御装置から供給された電力を前記複数のモータに与えて該モータを駆動させる複数の駆動制御部と、前記複数の駆動制御部を接続し、前記制御装置から供給された電力を送給する内部電源線とを備え、一の前記駆動制御部は、前記外部電源線にて前記制御装置に接続されており、各駆動制御部は、前記外部電源線及び前記内部電源線を用いて、前記制御装置及び他の前記駆動制御部との間で前記信号を送受信し、該信号に応じて前記モータを駆動させる。

制御装置は、外部電源線を用いて搬送ロボットに電力を供給する。また、制御装置は外部電源線を用いて、搬送ロボットの動作を制御するための信号を送受信する。少なくとも一の駆動制御部は、外部電源線にて供給される電力によって動作し、当該外部電源線にて信号を送受信し、受信した信号に応じてモータを駆動する。複数の駆動制御部は内部電源線にて接続されており、一又は複数の他の駆動制御部は、前記一の駆動制御部を介して供給される電力によって動作し、当該一の駆動制御部を介して信号を送受信し、受信した信号に応じてモータを駆動する。
従って、搬送ロボットを構成するモータ及び駆動制御部の多寡に拘わらず、搬送ロボット及び制御装置を接続する電線の本数を低減することができる。よって、搬送ロボット内部の配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。このため、特殊な要求仕様に対応した搬送システムを短い納期で製造することが可能になる。また、駆動箇所の追加、センサ付加等の要求にも柔軟に対応することが可能になる。更に、搬送ロボット内部に配される電線の本数を低減することによって、可動部における断線といった不具合を回避することができる。
なお、内部電源線及び外部電源線は、必ずしも筐体の内部及び外部に配索されていることを意味するものでは無い。内部電源線は、複数の駆動制御部を接続することによって搬送ロボットの駆動制御回路系を構成する電源線である。外部電源線は、当該駆動制御回路系と、制御装置とを接続する電源線である。例えば、搬送ロボットのベースを構成する筐体に、制御装置及び外部電源線が収納される構成も本発明に含まれる。

また、前記外部電源線は、前記モータを駆動させるための電力を供給する第１外部電源線と、前記駆動制御部を動作させるための電力を供給する第２外部電源線とを含み、前記内部電源線は、前記モータを駆動させるための電力を供給する第１内部電源線と、前記駆動制御部を動作させるための電力を供給する第２内部電源線とを含み、前記制御装置及び前記駆動制御部は、前記第２外部電源線及び前記第２内部電源線を用いて前記信号を送受信する構成が好ましい。

搬送ロボット及び制御装置は、モータを駆動させるための電力を供給する第１外部電源線と、駆動制御部を動作させるための第２外部電源線とによって接続されている。同様に、搬送ロボット内部の各駆動制御部は、第１内部電源線及び第２内部電源線によって接続されている。制御装置及び駆動制御部は、第２外部電源線及び第２内部電源線を用いて信号を送受信する。
従って、モータを駆動させるための電力の供給を停止した状態であっても、制御装置及び駆動制御部は所要の信号を送受信することができる。例えば、モータの電源をオフにした状態で、各種センサの信号を監視すると言ったことが可能になる。

更に、前記駆動制御部は、前記第１外部電源線又は前記第１内部電源線が接続される複数の第１電源端子を有し、各第１電源端子が電気的に接続された駆動回路基板と、前記第２外部電源線又は前記第２内部電源線が接続される複数の第２電源端子を有し、各第２電源端子が電気的に接続された通信回路基板とを備える構成が好ましい。

駆動回路基板は複数の第１電源端子を備える。従って、一の駆動回路基板に複数の他の駆動回路基板又は制御装置を接続することができる。同様に、信号回路基板は複数の第２電源端子を備える。従って、一の信号回路基板に複数の他の信号回路基板又は制御装置を接続することができる。
よって、制御装置に複数の駆動制御部を直列的又は直並列的に接続することができ、制御装置と、複数の駆動制御部とを接続する内部電源線の本数を低減することができる。

更にまた、前記複数の駆動制御部は、前記内部電源線にて直列的に接続されている構成が好ましい。

複数の駆動制御部は内部電源線によって直列接続されているため、搬送ロボット内部の配線を簡素化することができ、配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

更にまた、複数の前記駆動回路基板及び前記通信回路基板はそれぞれ共通化されている構成が好ましい。

複数の駆動回路基板は共通化されている。また、複数の信号回路基板は共通化されている。従って、部品の種類を削減することができる。

更にまた、各駆動制御部が備える前記第１電源端子は同形状であり、各駆動制御部が備える前記第２電源端子は同形状である構成が好ましい。

各駆動制御部の第１電源端子は互いに同形状である。また、各駆動制御部の第２電源端子は互いに同形状である。従って、駆動回路基板及び信号回路基板を共通化することができ、搬送ロボットの製造コストを低減することができる。

更にまた、前記搬送ロボットは、前記搬送ロボットを制御するためのセンサを備え、前記駆動制御部は、前記センサから出力された信号を前記内部電源線及び前記外部電源線を用いて前記制御装置へ送信する構成が好ましい。

制御装置は、搬送ロボットに設けられたセンサから出力される信号を内部電源線及び外部電源線を用いて受信することができる。従って、センサ用の信号線は不要であり、搬送ロボット内部の配線を簡素化することができ、配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる構成が好ましい。

更にまた、前記複数のモータは、前記アーム機構を昇降させるモータを含む構成が好ましい。

アーム機構を昇降させるモータ専用の電源線及び信号線は不要である。従って、搬送ロボット内部の配線を簡素化することができ、配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

更にまた、前記複数のモータは、前記ハンドを前記ベースに対して旋回させるモータを含む構成が好ましい。

ベースに対してハンドを旋回させるモータ専用の電源線及び信号線は不要である。従って、搬送ロボット内部の配線を簡素化することができ、配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

更にまた、前記複数のモータは、前記アーム機構を駆動させるモータを含む構成が好ましい。

アーム機構を駆動させるモータ専用の電源線及び信号線は不要である。従って、搬送ロボット内部の配線を簡素化することができ、配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

更にまた、前記複数のモータは、前記アーム機構に対して前記ハンドを回転させるモータを含む構成が好ましい。

アーム機構に対してハンドを回転させるモータ専用の電源線及び信号線は不要である。従って、搬送ロボット内部の配線を簡素化することができ、配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

本発明に係る搬送ロボットは、ワークを保持するハンドを有し、ベースに回転可能に支持されたアーム機構を備える搬送ロボットであって、自装置を駆動するための複数のモータと、外部の制御装置から供給された電力を前記複数のモータに与えて該モータを駆動させる複数の駆動制御部と、前記複数の駆動制御部を接続し、前記制御装置から供給された電力を送給する内部電源線とを備え、各駆動制御部は、前記内部電源線を用いて、前記制御装置から与えられた信号を、他の前記駆動制御部との間で送受信し、該信号に応じた電力を前記モータに供給する。

搬送ロボットを構成するモータ及び駆動制御部の多寡に拘わらず、搬送ロボット及び制御装置を接続する電線の本数を低減することができる。よって、搬送ロボット内部の配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

本発明に係るモジュールは、ワークを保持するハンドを有し、ベースに回転可能に支持されたアーム機構を備える搬送ロボットを駆動するためのモータに、外部の制御装置から供給された電力を与えて該モータを駆動させる駆動制御部と、前記制御装置から供給された電力を送給する内部電源線が接続される複数の電源端子とを備え、前記複数の電源端子は電気的に接続されており、前記駆動制御部は、前記内部電源線を用いて、前記制御装置及び外部の他のモジュールとの間で前記搬送ロボットの動作を制御するための信号を送受信し、該信号に応じた電力を前記モータに供給する。

モジュールを搬送ロボットに設け、当該モジュールを内部電源線で他のモジュールに接続する簡単な工程で、搬送ロボットを組み立てることができる。

本発明によれば、搬送ロボットを構成するモータ、駆動制御部及びセンサの多寡に拘わらず、搬送ロボット内部の配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

実施形態１に係る搬送システムを示す模式図である。 実施形態１に係る搬送システムを示すブロック図である。 昇降モジュールの駆動制御部を模式的に示す斜視図である。 昇降モジュールの駆動制御部を模式的に示す斜視図である。 各モジュールの配置姿勢を示す模式図である。 制御装置及び駆動制御部の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態２に係る搬送システムを示すブロック図である。 実施形態３に係る搬送システムを示すブロック図である。

以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る搬送システムを示す模式図、図２は、実施形態１に係る搬送システムを示すブロック図である。搬送システムは、スカラ型の搬送ロボット１と、搬送ロボット１へ電力を供給すると共に当該搬送ロボット１の動作を制御する制御装置２と、搬送ロボット１及び制御装置２を接続する外部電源線３とを備える。
実施形態１に係る搬送システムは、搬送ロボット１の駆動軸毎に機能が集約されたモジュール構成のユニットを組み合わせることによって容易に組み立てることが可能になり、各モジュールをデイジーチェン接続することによって、ユニットの追加及びカスタマイズ要求に柔軟に対応することを可能にするものである。

搬送ロボット１は、所定箇所に設置されるベース１１と、一端部がベース１１に回転可能に支持されたスカラ型の第１アーム機構１２及び第２アーム機構１３と、第１アーム機構１２及び第２アーム機構１３の他端にそれぞれ回転可能に支持された第１ハンド１４及び第２ハンド１５とを備える。

ベース１１は、例えば柱状であり、長手方向を鉛直にして所定箇所に設置される。ベース１１は、四角柱部分と、該四角柱状部分の上端面から突出しており、上下移動が可能な円柱状部分とを有する。円柱状部分の上端面には、中心軸がベース１１の長手方向となるように２本の第１軸が設けられている。また、ベース１１の四角柱状部分には、円柱状部分を第１アーム機構１２及び第２アーム機構１３と共に昇降させる図示しない昇降機構と、円柱状部分を旋回させる旋回機構とが設けられている。昇降機構は、例えばボールねじ機構、回転機構は歯車機構である。

第１アーム機構１２は、同一方向の回転軸を用いて複数のアームを互いに回転可能に連結してなるリンク機構である。第１アーム機構１２は、例えば、板状の下部アーム及び上部アームを有する。下部アームの一端側は第１軸にてベース１１に回転可能に支持されている。下部アームの他端側には、中心軸の方向が第１軸と略同一の第２軸が設けられており、上部アームの一端側は、下部アームの他端側に第２軸にて回転可能に支持されている。下部アーム及び上部アームはベース１１に対して各別に独立して回転することができる。
このように構成された第１アーム機構１２の下部アーム及び上部アームは、ベース１１の設置面に略平行な平面において互いに回転することにより、ベース１１に対して進退することができる。第２アーム機構１３は、第１アーム機構１２と同様である。

第１ハンド１４及び第２ハンド１５は、例えば平面視において略同形のＵ字板状であり、上部アームに取り付けられる基部と、ベース１１の設置面に対して略平行な方向へ当該基部から二叉に突出した板状の２本の指部とを有する。また、第１ハンド１４及び第２ハンド１５にはワークを保持する保持部（不図示）が設けられている。保持部は、例えば真空チャック、ワークのエッジを挾持するエッジグリップチャック等である。なお、第１ハンド１４及び第２ハンド１５の形状は特に限定されるものでは無く、異なる形状であっても良い。第１アーム機構１２の上部アームの他端側には、中心軸の方向が第１軸と略同一の第１ハンド軸が設けられており、第１ハンド１４の基部は、第１ハンド軸にて上部アームの他端側に回転可能に支持されている。同様にして、第２アーム機構１３の上部アームの他端部には、第２ハンド１５が回転可能に支持されている。
このように構成された第１ハンド１４及び第２ハンド１５は第１アーム機構１２及び第２アーム機構１３と共に、ベース１１の設置面に略平行な平面において回転可能である。

搬送ロボット１は、図２に示すように、ベース１１を昇降させる昇降モジュール４と、ベース１１に対して第１ハンド１４及び第２ハンド１５を旋回させる旋回モジュール５と、第１アームを駆動させる第１アームモジュール６と、第２アームを駆動させる第２アームモジュール７とを備える。
昇降モジュール４は、ベース１１を昇降させるボールねじ機構と共に昇降ユニットを構成し、旋回モジュール５は、ベース１１を回転させる歯車機構と共に旋回ユニットを構成している。また、第１アームモジュール６及び第２アームモジュール７は、第１アーム機構１２及び第２アーム機構１３と共に、それぞれ第１アームユニット及び第２アームユニットを構成している。昇降モジュール４、旋回モジュール５、第１アームモジュール６及び第２アームモジュール７は、内部電源線８にて直列接続されている。
製造者は、各ユニットを適宜組み合わせ、内部電源線８で各モジュールを接続することによって、搬送ロボット１を組み立てることができる。

なお、各モジュールは、必ずしも対応するユニットと同一の筐体内に配置される訳ではない。例えば、第１アームモジュール６の駆動制御部６１、ブレーキ６２及びモータ６３は、第１アーム機構１２内には配置されずにベース１１の円柱状部分に配置されるが、センサ６４，６５は、第１アーム機構１２内に配置される。この場合、モータ６３の出力は、機械的な伝達機構を介して第１アーム機構１２に伝達される。
同様に、第２アームモジュール７の駆動制御部７１、ブレーキ７２及びモータ７３は、第２アーム機構１３内には配置されずにベース１１の円柱状部分に配置されるが、センサ６４，６５は、第２アーム機構１３内に配置される。
もちろん、これに限定されるものではなく、搬送ロボット１の構造に即して適所に配置することができる。

昇降モジュール４は、ボールねじ機構を駆動してベース１１を昇降させるためのモータ４３と、外力によってベース１１が昇降しないよう、該モータ４３の回転機構を固定するブレーキ４２と、各種センサ４４，４５と、制御装置２と通信を行い、該制御装置２から供給された電力をモータ４３に与えて駆動させる駆動制御部４１とを備える。駆動制御部４１は、必要に応じてセンサ４４等の信号を取り込む。
センサ４４は、例えば、昇降範囲を制限するためのセンサであり、ベース１１の円柱部分が昇降範囲の限界に達したときに信号を出力する。また、駆動制御部４１に接続されるものはセンサ類に限定されるものでは無く、必要に応じて空圧機器等の任意の機器を駆動制御部４１に接続しても良い。なお、ブレーキ４２、各種センサ４４，４５は必要に応じて設ければ良い。

旋回モジュール５は、ベース１１の円柱部分を第１アーム機構１２及び第２アーム機構１３と共に回転させることにより、第１ハンド１４及び第２ハンド１５を旋回させるためのモータ５３と、該モータ５３の回転機構を固定するブレーキ５２と、各種センサ５４，５５と、制御装置２から供給された電力をモータ５３に与えて駆動させる駆動制御部５１とを備える。センサ５４は、例えば旋回範囲を制限するためのセンサである。なお、ブレーキ５２、各種センサ５４，５５は必要に応じて設ければ良い。

第１アームモジュール６は、第１アーム機構１２の関節を回転させるためのモータ６３と、該モータ６３の回転機構を固定するブレーキ６２と、各種センサ６４，６５と、制御装置２から供給された電力をモータ６３に与えて駆動させる駆動制御部６１とを備える。センサ６４は、第１アーム機構１２の移動範囲を制限するためのセンサ、センサ６５は、第１ハンド１４に保持されたワークを検出するワークセンサである。なお、センサ６４、６５は、駆動制御部６１に接続される機器の一例であり、ワークの吸着保持を制御する電磁弁等の任意の機器を駆動制御部６１に接続しても良い。なお、ブレーキ６２、各種センサ６４，６５は必要に応じて設ければ良い。

第２アームモジュール７は、第２アーム機構１３の関節を回転させるためのモータ７３と、該モータ７３の回転機構を固定するブレーキ７２と、各種センサ７４，７５と、制御装置２から供給された電力をモータ７３に与えて駆動させる駆動制御部７１とを備える。センサ７４は、第２アーム機構１３の移動範囲を制限するためのセンサ、センサ７５は、第２ハンド１５に保持されたワークを検出するセンサである。なお、ブレーキ７２、各種センサ７４，７５は必要に応じて設ければ良い。

制御装置２は、自装置の各部の動作を制御する制御部２１を備える。制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェース等を有するマイコンであり、制御部２１には、電源部２２及び通信部２３が接続されている。

制御部２１は、通信部２３にて搬送ロボット１の動作を制御するために必要な信号を送受信する。具体的には、制御部２１は、各モジュールのモータ４３，５３，６３，７３の回転を制御するための信号を通信部２３にて搬送ロボット１へ送信する。また、搬送ロボット１から送信された信号を、通信部２３を介して受信し、受信した当該信号に基づいて、搬送ロボット１の状態を認識する。

電源部２２は、各モジュールのモータ４３，５３，６３，７３に電力を出力する主電源２２ａと、各駆動制御部４１，５１，６１，７１を動作させるための電力を出力する制御電源２２ｂとを備える。外部電源線３は、モータ４３，５３，６３，７３を駆動させるための電力を供給する第１外部電源線３ａと、駆動制御部４１，５１，６１，７１を動作させるための電力を供給する第２外部電源線３ｂとを有する。主電源２２ａから出力された電力は第１外部電源線３ａを通じて搬送ロボット１へ供給され、制御電源２２ｂから出力された電力は通信部２３及び第２外部電源線３ｂを通じて搬送ロボット１へ供給される。
制御装置２は、搬送ロボット１と同じ筐体内に配置することも可能である。その場合は、搬送ロボット１と同じ筐体内に外部電源線３を設けることになる。

通信部２３は、電源部２２の制御電源２２ｂに接続されている。通信部２３は、制御電源２２ｂから出力される電力に、制御部２１から与えられた信号を変調して重畳させることにより、当該信号を搬送ロボット１へ電力線送信する。また、通信部２３は、搬送ロボット１から第２外部電源線３ｂを用いて電力線送信された信号を復調し、復調した信号を制御部２１に与える。搬送ロボット１から送信される信号は、例えば各種センサ４４，４５…の検出結果を示す信号である。通信部２３が行う電力線通信は、例えば２〜３０ＭＨｚを用いた高速ＰＬＣ（Power Line Communication）である。

電源部２２と、各駆動制御部４１，５１，６１，７１との接続関係の詳細を説明する。
電源部２２は、通信部２３を介して、外部電源線３にて昇降モジュール４の駆動制御部４１に接続されており、駆動制御部４１は内部電源線８にて旋回モジュール５の駆動制御部５１に接続されている。内部電源線８は、外部電源線３と同様、モータ４３，５３，６３，７３を駆動させるための電力を供給する第１内部電源線８ａと、駆動制御部４１，５１，６１，７１を動作させるための電力を供給する第２内部電源線８ｂとを有する。他の駆動制御部５１，６１，７１同士を接続する内部電源線８も同様の構成である。駆動制御部４１は、電源部２２から供給された電力にて動作する。また電源部２２から供給された電力は、駆動制御部４１及び内部電源線８を介して隣の駆動制御部５１へ供給される。
駆動制御部５１は、内部電源線８にて昇降モジュール４の駆動制御部４１と、第１アームモジュール６の駆動制御部６１とに接続されている。駆動制御部５１は、昇降モジュール４の駆動制御部４１を介して電源部２２から供給された電力にて動作する。また電源部２２から供給された電力は、駆動制御部４１，５１及び内部電源線８を介して駆動制御部６１へ供給される。
駆動制御部６１は、内部電源線８にて旋回モジュール５の駆動制御部５１と、第２アームモジュール７の駆動制御部７１とに接続されている。駆動制御部６１は、旋回モジュール５の駆動制御部５１を介して電源部２２から供給された電力にて動作する。また、電源部２２から供給された電力は、駆動制御部４１，５１，６１及び内部電源線８を介して駆動制御部７１へ供給される。
駆動制御部７１は、内部電源線８にて第１アームモジュール６の駆動制御部６１に接続されている。駆動制御部７１は、第１アームモジュール６の駆動制御部６１を介して電源部２２から供給された電力にて動作する。
このように、複数の駆動制御部４１，５１，６１，７１は、内部電源線８にて直列的に接続されている。

また、各駆動制御部４１，５１，６１，７１は、第２内部電源線８ｂを用いて、搬送ロボット１を制御するための信号を電力線通信する。各駆動制御部４１，５１，６１，７１は、例えば２〜３０ＭＨｚを用いた高速ＰＬＣにて信号を送受信する。具体的には、各駆動制御部４１，５１，６１，７１は、電力成分を遮断し、搬送ロボット１から電力線送信された信号を分波し、当該信号を復調し、復調した信号に応じた電力を各モータ４３，５３，６３，７３に供給する。また、各駆動制御部４１，５１，６１，７１は、各センサ４４，４５…の検出結果を示す信号を変調して重畳させることにより、当該信号を制御装置２へ電力線送信する。更に、各駆動制御部４１，５１，６１，７１には、各駆動制御部４１，５１，６１，７１を識別子するための識別子が割り当てられている。制御部２１は、識別子を用いて各駆動制御部４１，５１，６１，７１と各別に通信を行うことができる。

図３及び図４は、昇降モジュール４の駆動制御部４１を模式的に示す斜視図である。昇降モジュール４は、モータ４３を駆動するための回路素子が配された駆動回路基板４７と、信号の送受信及びモータ４３の制御を行うための回路素子が配された通信回路基板４８と、駆動回路基板４７及び通信回路基板４８を支持する支持体４６とを備える。支持体４６は金属製のＬ字板であり、駆動回路基板４７と略同寸法の矩形状をなす支持板と、支持板の短辺部から略直角に形成され、所要箇所に支持体４６を固定するための固定板とを有する。

駆動回路基板４７及び通信回路基板４８は支持体４６に支持されている。具体的には、駆動回路基板４７は、支持板と間隙を有して対向するように、四隅に設けられた４本の柱体４９ａで支持板に支持されている。また、通信回路基板４８は、駆動回路基板４７と間隙を有して対向するように、四隅に設けられた４本の柱体４９ｂによって支持板に支持されている。

駆動回路基板４７は矩形状であり、一長辺側に、第１外部電源線３ａ及び第１内部電源線８ａのいずれかが接続される２つの第１電源端子４７ａ，４７ｂが設けられている。本実施形態の場合、一の第１電源端子４７ａは、制御装置２に接続された第１外部電源線３ａの一端部が接続され、他の第１電源端子４７ｂは、第１内部電源線８ａの一端部が接続されている。第１電源端子４７ａ，４７ｂは電気的に接続されており、第１外部電源線３ａにて供給されて第１電源端子４７ａに入力した電力は、第１電源端子４７ｂから第１内部電源線８ａを通じて駆動制御部５１へ供給される。また、第１外部電源線３ａにて供給されて第１電源端子４７ａに入力した電力は、後述するモータ端子４８ｅを介してモータ４３に供給されるように構成されている。
通信回路基板４８は、駆動回路基板４７と同様の矩形状であり、一長辺側に第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂのいずれかが接続される２つの第２電源端子４８ａ，４８ｂが設けられている。つまり、第１電源端子４７ａ，４７ｂ及び第２電源端子４８ａ，４８ｂは、同じ一長辺側に設けられている。
第２電源端子４８ａ，４８ｂは電気的に接続されており、第２外部電源線３ｂにて供給されて第２電源端子４８ａに入力した電力は、第２電源端子４８ｂから第２内部電源線８ｂを通じて駆動制御部５１へ供給される。

また、通信回路基板４８の一長辺側には、当該駆動制御部４１，５１，６１，７１の識別子を設定するためのダイヤルスイッチ４８ｃが設けられている。

更に、図４に示すように、通信回路基板４８の他長辺側には、ブレーキ４２が接続されるブレーキ端子４８ｄ、モータ４３が接続されるモータ端子４８ｅ、センサ４４，４５が接続される２つの入出端子４８ｆ，４８ｇが設けられている。

その他の旋回モジュール５、第１アームモジュール６、第２アームモジュール７の構成は、昇降モジュール４と同様であり、各駆動制御部４１，５１，６１，７１が備える第１電源端子は同形状である。また、各駆動制御部４１，５１，６１，７１が備える第２電源端子も同形状である。従って、各ユニットで各駆動制御部４１，５１，６１，７１を共通化することができる。

図５は、各モジュールの配置姿勢を示す模式図である。昇降モジュール４は長辺が縦向きになるように、ベース１１の角柱状部分の下部に固定されている。旋回モジュール５は長辺が縦向きになる姿勢で、ベース１１の円柱状部分の下部に固定されている。昇降モジュール４と、旋回モジュール５とを接続する内部電源線８は、ベース１１の四角柱状部分の角及び辺に沿って配されている。また、第１アームモジュール６及び第２アームモジュール７は、長辺が横向きになる姿勢でベース１１の円柱状部分の内部に固定されている。

図６は、制御装置２及び駆動制御部４１，５１，６１，７１の処理手順を示すフローチャートである。制御装置２及び搬送ロボット１の処理内容を順に説明する。制御装置２の制御部２１は、搬送ロボット１へ同期処理信号を第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂを通じて各駆動制御部４１，５１，６１，７１へ送信する（ステップＳ１１）。また、制御部２１は、第１ハンド１４及び第２ハンド１５の位置情報を要求する位置指令を第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂを通じて各駆動制御部４１，５１，６１，７１へ送信し（ステップＳ１２）、位置指令に応じて搬送ロボット１から送信された位置情報を受信する（ステップＳ１３）。
破線で囲まれたステップＳ１２及びステップＳ１３の処理は、各駆動制御部４１，５１，６１，７１に対して実行する。本実施形態では、駆動制御部４１に対してステップＳ１２及びステップＳ１３の処理を実行する。具体的には、制御装置２は、昇降モジュール４に対応する識別子を含み、モータ４３の回転角度を示す位置情報を要求する位置指令を、第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂを通じて搬送ロボット１へ送信する。そして、制御部２１は、駆動制御部４１から送信された位置情報を受信する。以下、同様にして制御部２１は、駆動制御部５２，６３，７３に対してステップＳ１２及びステップＳ１３の処理を実行する。制御部２１は、旋回モジュール５、第１アームモジュール６及び第２アームモジュール７にそれぞれ対応する識別子を含み、各モータ５３，６３，７３の回転角度を示す位置情報を要求する位置指令を搬送ロボット１へ送信し、各駆動制御部５１，６１，７１から送信された位置情報を受信する。制御部２１は、受信した位置情報に基づいて、現在の第１ハンド１４及び第２ハンド１５の位置及び姿勢を認識することができる。

次いで、制御部２１は、第１ハンド１４及び第２ハンド１５を現在の位置から特定の位置へ移動させる制御信号を第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂを通じて各駆動制御部４１，５１，６１，７１へ送信する（ステップＳ１４）。具体的には、制御装置２は、昇降モジュール４に対応する識別子を含み、モータ４３の回転を制御するための制御信号を、第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂを通じて搬送ロボット１へ送信する。同様に、制御装置２は、旋回モジュール５、第１アームモジュール６及び第２アームモジュール７にそれぞれ対応する識別子を含み、各モータ５３，６３，７３の回転を制御するための制御信号を搬送ロボット１へ送信する。

以下、搬送ロボット１側の処理を説明する。各駆動制御部４１，５１，６１，７１は、制御装置２から送信された各種信号を受信し（ステップＳ１５）、受信した信号が同期処理信号であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。同期処理信号であると判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、各駆動制御部４１，５１，６１，７１は、同期処理信号にて同期処理を実行する（ステップＳ１７）。

同期処理信号で無いと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、信号に含まれる識別子が、自身の識別子と一致するか否かを判定する（ステップＳ１８）。識別子が不一致であると判定した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、駆動制御部４１，５１，６１，７１は処理を終える。

識別子が一致したと判定した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、駆動制御部４１，５１，６１，７１は、受信した信号が制御信号であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。制御信号であると判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、駆動部４１，５１，６１，７１は、受信した制御信号に応じた電力を与えてモータ４３，５３，６３，７３を回転させる（ステップＳ２０）。各モータ４３，５３，６３，７３の駆動処理によって、第１ハンド１４及び第２ハンド１５を指示された位置へ移動する。

ステップＳ１９において受信した信号が制御信号で無いと判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、つまり、受信した信号が位置指令であると判定した場合、駆動制御部４１，５１，６１，７１は、駆動箇所の位置を示す位置情報を、搬送ロボット１の各モータ４３，５３，６３，７３に設けられたエンコーダから取得する（ステップＳ２１）。搬送ロボット１の各モータ４３，５３，６３，７３には回転角度を検出するエンコーダがそれぞれ設けられており、各エンコーダは、検出した回転角度を示す情報を各駆動制御部４１，５１，６１，７１へ出力する。駆動制御部４１，５１，６１，７１はエンコーダから取得された位置情報を取得する。そして、駆動制御部４１，５１，６１，７１は、取得した位置を示す位置情報を、第２内部電源線８ｂ及び第２外部電源線３ｂを通じて制御装置２へ電力線送信する（ステップＳ２２）。なお、制御装置２は、ステップＳ２２において搬送ロボット１から送信された位置情報をステップＳ１３で受信する。

以上の処理は、第１ハンド１４及び第２ハンド１５を移動させる処理を例示したが、制御装置２は、搬送ロボット１のその他の制御についても同様にして制御することができる。つまり、制御装置２は、各モジュールの識別子を含む各種信号を、外部電源線３及び内部電源線８を通じて、駆動制御部４１，５１，６１，７１との間で送受信し、搬送ロボット１の動作を制御することができる。

このように構成された搬送システム及び搬送ロボット１並びに各種モジュールによれば、駆動軸毎に機能が集約されたモジュールを含むユニットを組み合わせることによって、所要の機能を有する搬送ロボット１を容易に製造することができ、搬送ロボット１内部の配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。
従って、特殊な要求仕様に対応した搬送システムを短い納期で製造することが可能になる。また、駆動箇所の追加、センサ付加等の要求にも柔軟に対応することが可能になる。更に、搬送ロボット１の内部に配される電線の本数を低減することによって、可動部における断線といった不具合を回避することができる。

また、搬送ロボット１及び制御装置２は、第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂを用いて、制御に係る信号を送受信する構成であるため、制御装置２は、モータ４３，５３，６３，７３への給電を停止させた状態で、各種センサ４４，４５…を監視することができる。
なお、実施形態では、１つの駆動制御部に対して１つのモータが接続されるようになっているが、１つの駆動制御部に対して２つ以上のモータを接続して制御することもできる。モジュール構造によっては、１つの駆動制御部に対し、２個のモータを接続した方が良い場合があり、このように構成することも可能である。

更に、搬送ロボット１を構成する各種モジュールの駆動制御部４１，５１，６１，７１を直列的又は並列的に接続することができ、内部電源線８の本数を低減することができる。

更にまた、少なくとも各駆動制御部４１，５１，６１，７１は共通化されているため、駆動制御部を有する任意のユニットを追加する際、同様の駆動制御部を設け、当該駆動制御部を、駆動制御部４１，５１，６１，７１に内部電源線８で接続するのみで、所要の搬送ロボットを組み立てることができる。

更にまた、各駆動制御部４１，５１，６１，７１の構成は共通化されているため、搬送ロボットの製造コストを低減することができる。

更にまた、各種センサ４４，４５…の信号は、第２外部電源線３ｂ及び第２内部電源線８ｂを用いて送受信されるため、センサ用の信号線は不要であり、搬送ロボット１内部の配線を簡素化することができ、配索設計に要する時間及び製造工数を低減することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る搬送システムは、反転軸モジュール９を更に備える点が実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点について説明し、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

図７は、実施形態２に係る搬送システムを示すブロック図である。本実施形態２に斯かる搬送システムは、実施形態１と同様、搬送ロボット１と、制御装置２とを備える。搬送ロボット１は、第２アーム機構１３を構成する先端アームの長軸方向を回転中心にして第２ハンド１５を回転させる反転軸モジュール９を備える。反転軸モジュール９は、他のモジュールと同様、駆動制御部９１、ブレーキ９２、モータ９３及び各種センサ９４，９５を備える。
駆動制御部９１は、内部電源線８にて第２アームモジュール７の駆動制御部７１に接続されている。つまり、駆動制御部９１は、各モジュールの駆動制御部４１，５１，６１，７１に対して直列的に接続されている。駆動制御部９１は、第２アームモジュール７の駆動制御部７１を介して電源部２２から供給された電力にて動作する。
また、駆動制御部９１は、第２内部電源線８ｂを用いて、搬送ロボット１を制御するための信号を電力線通信する。また、駆動制御部９１は、各センサ９４，９５の検出結果を示す信号を変調して重畳させることにより、当該信号を制御装置２へ電力線送信する。

このように構成された搬送システムによれば、第２アームモジュール７の駆動制御部７１に、反転軸モジュール９の駆動制御部９１を内部電源線８にて直列接続するだけで、反転軸モジュール９を追加的に搬送ロボット１に追加することができる。

（実施形態３）
実施形態３に係る搬送システムは、回転モジュール１０を更に備える点、電源コネクタを複数備える点が実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点について説明し、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

図８は、実施形態３に係る搬送システムを示すブロック図である。本実施形態３に斯かる搬送システムは、実施形態１と同様、搬送ロボット１と、制御装置２とを備える。また、搬送システムは、更に、回転モジュール１０を備える。回転モジュール１０は、例えば半導体ウェハのようなワークのセンタリング及びノッチの位置合わせを行うアライナのステージを回転させるユニットを構成するものである。制御装置２は、主電源２２ａ及び制御電源２２ｂを出力する電源コネクタを２組備える。一の電源コネクタには搬送ロボット１が接続されており、他の電源コネクタには回転モジュール１０が外部電源線３にて接続されている。

回転モジュール１０は、他のモジュールと同様、駆動制御部１０１、ブレーキ１０２、モータ１０３及び各種センサ１０４，１０５を備える。
駆動制御部１０１は、外部電源線３にて制御装置２の通信部２３及び電源部２２に接続されている。制御装置２と、回転モジュール１０とを接続する外部電源線３は、実施形態１と同様、第１外部電源線３ａ及び第２外部電源線３ｂを含む。駆動制御部１０１は、通信部２３を介して電源部２２から供給された電力にて動作する。
また、駆動制御部１０１は、第２内部電源線８ｂを用いて、アライナの回転機構の動作を制御するための信号を電力線通信する。また、駆動制御部７１は、各センサ１０４，１０５の検出結果を示す信号を変調して重畳させることにより、当該信号を制御装置２へ電力線送信する。

このように構成された搬送システムによれば、制御装置２が備える複数の電源出力端子にそれぞれ、異なる系統のモジュールを、マルチドロップ接続することができる。例えば、制御装置２に、搬送ロボット１を構成する複数のモジュールが直列接続された系統と、回転モジュール１０を含む系統とを並列的に接続することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 搬送ロボット
２ 制御装置
３ 外部電源線
３ａ 第１外部電源線
３ｂ 第２外部電源線
４ 昇降モジュール
５ モジュール
６ 第１アームモジュール
７ 第２アームモジュール
８ 内部電源線
８Ａ 第１内部電源線
８Ｂ 第２内部電源線
９ 反転軸モジュール
１０ 回転モジュール
１１ ベース
１２ 第１アーム機構
１３ 第２アーム機構
１４ 第１ハンド
１５ 第２ハンド
４１，５１，６１，７１，９１、１０１ 駆動制御部
４２，５２，６２，７２，９２，１０２ ブレーキ
４３，５３，６３，７３，９３，１０３ モータ
４４，４５，５３，５４，６３，６４，７３，７４，９３，９４，１０４，１０５ センサ
２１ 制御部
２２ 電源部
２２ａ 主電源
２２ｂ 制御電源
２３ 通信部
４６ 支持体
４７ 駆動回路基板
４８ 通信回路基板

Claims (9)

1. ワークを保持するハンドを有し、ベースに回転可能に支持されたアーム機構を備える搬送ロボットと、該搬送ロボットへ電力を供給すると共に前記搬送ロボットの動作を制御する制御装置と、該制御装置及び前記搬送ロボットを接続する外部電源線とを備える搬送システムであって、
   前記制御装置は、
   前記外部電源線を用いて、前記搬送ロボットを制御するための信号を送受信する通信部を備え、
   前記搬送ロボットは、
   自装置を駆動するための複数のモータと、
   前記制御装置から供給された電力を前記複数のモータに与えて該モータを駆動させる複数の駆動制御部と、
   前記複数の駆動制御部を接続し、前記制御装置から供給された電力を送給する内部電源線と
   を備え、
   前記外部電源線は、
   前記モータを駆動させるための電力を供給する第１外部電源線と、
   前記駆動制御部を動作させるための電力を供給する第２外部電源線と
   を含み、
   前記内部電源線は、
   前記モータを駆動させるための電力を供給する第１内部電源線と、
   前記駆動制御部を動作させるための電力を供給する第２内部電源線と
   を含み、
   前記複数の駆動制御部を構成する一の前記駆動制御部が前記外部電源線にて前記制御装置に接続され、前記複数の駆動制御部を構成する各駆動制御部が前記内部電源線にて直列的に接続され、前記制御装置と前記複数の駆動制御部とが、前記第２外部電源線及び前記第２内部電源線を用いて前記信号を送受信するようにしてあり、
   前記複数のモータを構成する各モータは、前記各駆動制御部のいずれか一つに接続されているとともに、該モータの回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、
   前記各駆動制御部は、
   前記第１外部電源線又は前記第１内部電源線が接続される複数の第１電源端子を有し、各第１電源端子が電気的に接続された駆動回路基板と、
   前記第２外部電源線又は前記第２内部電源線が接続される複数の第２電源端子を有し、各第２電源端子が電気的に接続された通信回路基板と、
   各駆動制御部を識別するための識別子を設定するための識別子設定手段と
   を備えるとともに、
   前記各駆動制御部は、
   前記制御装置から送信された制御信号又は位置指令を受信し、受信した前記制御信号又は前記位置指令に含まれる前記識別子が、前記識別子設定手段で設定された自身の前記識別子と一致するか否かを判定し、前記識別子が一致し且つ受信した信号が前記制御信号であると判定した場合、自身に接続された前記モータに前記制御信号に応じた電力を与えて回転させ、前記識別子が一致し且つ受信した信号が前記位置指令であると判定した場合、前記回転角度検出手段が検出した回転角度を位置情報として前記制御装置へ送信する
   搬送システム。
2. 前記制御装置は、
   前記制御信号、前記位置指令又は同期処理信号を、前記第２外部電源線及び第２内部電源線を通じて前記各駆動制御部へ送信し、
   前記各駆動制御部は、
   前記同期処理信号を受信した場合、前記識別子にかかわらず同期処理を実行し、前記制御信号又は前記位置指令を受信した場合、受信した前記制御信号又は前記位置指令に含まれる前記識別子が、前記識別子設定手段で設定された自身の前記識別子と一致するか否かを判定する
   請求項１に記載の搬送システム。
3. 複数の前記駆動回路基板及び前記通信回路基板はそれぞれ共通化されている
   請求項１又は請求項２に記載の搬送システム。
4. 各駆動制御部が備える前記第１電源端子は同形状であり、
   各駆動制御部が備える前記第２電源端子は同形状である
   請求項１〜請求項３までのいずれか一項に記載の搬送システム。
5. 前記搬送ロボットは、
   前記搬送ロボットを制御するためのセンサを備え、
   前記駆動制御部は、
   前記センサから出力された信号を前記内部電源線及び前記外部電源線を用いて前記制御装置へ送信する
   請求項１〜請求項４までのいずれか一項に記載の搬送システム。
6. 前記複数のモータは、前記アーム機構を昇降させるモータを含む
   請求項１〜請求項５までのいずれか一項に記載の搬送システム。
7. 前記複数のモータは、前記ハンドを前記ベースに対して旋回させるモータを含む
   請求項１〜請求項６までのいずれか一項に記載の搬送システム。
8. 前記複数のモータは、前記アーム機構を駆動させるモータを含む
   請求項１〜請求項７までのいずれか一項に記載の搬送システム。
9. 前記複数のモータは、前記アーム機構に対して前記ハンドを回転させるモータを含む
   請求項１〜請求項８までのいずれか一項に記載の搬送システム。

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