JP6859675B2 - ロボット、及びロボットシステム - Google Patents

Description

この発明は、ロボット、及びロボットシステムに関する。

ロボットを制御するロボット制御装置の処理の少なくとも一部を、ロボット制御装置に
制御される複数の他の制御装置のそれぞれに処理させることにより、ロボット制御装置に
掛かる負荷を抑制する技術の研究や開発が行われている。

これに関し、メイン制御装置と複数のサブ制御装置とをシリアル通信ケーブルにより接
続した分散制御システムにおいて、各サブ制御装置が連携して動作するための同期信号を
送受信する信号線を当該通信ケーブルが具備する分散制御システムが知られている（特許
文献１参照）。

特開平１１−１６７４０６号公報

しかしながら、このような分散制御システムでは、メイン制御装置に掛かる処理負荷、
通信負荷等の負荷によってメイン制御装置から送信される同期信号の周期が変動してしま
う場合があった。その結果、当該分散制御システムでは、サブ制御装置の制御周期が変動
してしまうことがあった。また、当該分散制御システムでは、メイン制御装置とサブ制御
装置とを繋ぐ通信ケーブルが、メイン制御装置とサブ制御装置とを同期させる同期信号の
送受信専用の信号線を具備する必要があり、信号線の数を増加させてしまう場合があった
。その結果、当該分散制御システムでは、通信ケーブルに要するコストを抑制することが
困難な場合があった。

上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、第１制御装置と、前記
第１制御装置によって制御される１つ以上の第２制御装置と、を備え、前記第２制御装置
は、前記第２制御装置が制御する制御対象を所定周期で制御し、前記所定周期は、前記第
２制御装置が前記第１制御装置から第１時刻に受信した第１情報と、前記第２制御装置が
前記第１制御装置から第２時刻に受信した第２情報とに基づいて求められる、ロボットで
ある。
この構成により、ロボットでは、第２制御装置は、第２制御装置が制御する制御対象を
所定周期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第１時刻に受信した第
１情報と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信した第２情報とに基づいて求
められる。これにより、ロボットは、第２制御装置が制御対象を制御する所定周期の変動
を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、複数の前記第２制御装置を備える、構
成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、複数の第２制御装置毎に、第２制御装置は、第２制御
装置が制御する制御対象を所定周期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置
から第１時刻に受信した第１情報と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信し
た第２情報とに基づいて求められる。これにより、ロボットは、複数の第２制御装置のそ
れぞれについて、第２制御装置が制御対象を制御する所定周期の変動を抑制することがで
きる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第１制御装置と前記第２制御装置
との通信は、シリアル通信である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第１制御装置と第２制御装置との通信は、シリアル通
信である。これにより、ロボットは、シリアル通信によって第１制御装置と通信する第２
制御装置が制御対象を制御する所定周期の変動を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記シリアル通信の規格は、コントロ
ーラーエリアネットワークである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、シリアル通信の規格は、コントローラーエリアネット
ワークである。これにより、ロボットは、コントローラーエリアネットワークに基づいて
行われるシリアル通信によって第１制御装置と通信する第２制御装置が制御対象を制御す
る所定周期の変動を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第１情報及び前記第２情報は、制
御パラメーターを含む、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第１情報及び第２情報は、制御パラメーターを含む。
これにより、ロボットは、制御パラメーターを含む第１情報と、制御パラメーターを含む
第２情報とに基づいて、第２制御装置が制御対象を制御する所定周期の変動を抑制するこ
とができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記制御対象は、モーターである、構
成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第２制御装置は、第２制御装置が制御するモーターを
所定周期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第１時刻に受信した第
１情報と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信した第２情報とに基づいて求
められる。これにより、ロボットは、第２制御装置がモーターを制御する所定周期の変動
を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第２制御装置は、前記モーターに
設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第２制御装置は、モーターに設けられている。これに
より、ロボットは、第１制御装置と第２制御装置とが一体に構成された場合と比較して、
第１制御装置を小さくすることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、可動部を支持する基台を備え、
前記第１制御装置は、前記基台の内部に設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第１制御装置は、基台の内部に設けられている。これ
により、ロボットは、第１制御装置が基台の外部に設けられている場合と比較して、ロボ
ットが設置されている範囲の専有面積を小さくすることができる。

また、本発明の他の態様は、第１制御装置と、前記第１制御装置によって制御される１
つ以上の第２制御装置と、を備え、前記第１制御装置と前記第２制御装置とを接続する配
線は、同期情報の送信にのみ用いられる配線を含まない、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、第１制御装置と第２制御装置とを接続する配線は、同
期情報の送信にのみ用いられる配線を含まない。これにより、ロボットは、第１制御装置
と第２制御装置とを同期させる同期情報の送信にのみ用いられる配線を具備することなく
、第２制御装置の制御対象を第２制御装置に所定周期で制御させることができる。

また、本発明の他の態様は、上記に記載のロボットと、前記第１制御装置と、前記第２
制御装置と、を備えるロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムでは、第２制御装置は、第２制御装置が制御する制
御対象を所定周期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第１時刻に受
信した第１情報と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信した第２情報とに基
づいて求められる。これにより、ロボットシステムは、第２制御装置が制御対象を制御す
る所定周期の変動を抑制することができる。

以上により、ロボット、及びロボットシステムでは、第２制御装置は、第２制御装置が
制御する制御対象を所定周期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第
１時刻に受信した第１情報と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信した第２
情報とに基づいて求められる。これにより、ロボットシステムは、第２制御装置が制御対
象を制御する所定周期の変動を抑制することができる。
また、ロボットでは、第１制御装置と第２制御装置とを接続する配線は、同期情報の送
信にのみ用いられる配線を含まない。これにより、ロボットは、第１制御装置と第２制御
装置とを同期させる同期情報の送信にのみ用いられる配線を具備することなく、第１制御
装置と第２制御装置と同期させることができる。

実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。 ロボット制御装置３０と、モーター制御装置５のそれぞれとの接続状態の一例を示す図である。 本実施形態におけるフレームによって規定される複数の情報を例示する図である。 ロボット制御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。 モーター制御装置５のハードウェア構成の一例を示す図である。 ロボット制御装置３０及びモーター制御装置５の機能構成の一例を示す図である。 モーター制御装置５が所定周期を算出する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 周期算出部５６５が所定周期を算出する処理の一例を模式的に表した図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜ロボットの構成＞
まず、ロボット１の構成について説明する。
図１は、実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。ロボット１は、支持
台Ｂと、支持台Ｂにより支持された可動部Ａを備えるスカラロボット（水平多関節ロボッ
ト）である。なお、ロボット１は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボットや直角
座標ロボット等の他のロボットであってもよい。なお、当該垂直多関節ロボットは、１つ
の腕を備える単腕ロボットであってもよく、２つの腕を備える双腕ロボット（２つの腕を
備える複腕ロボット）であってもよく、３つ以上の腕を備える複腕ロボットであってもよ
い。また、当該直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。

支持台Ｂは、２つの部位から構成されている。当該部位のうちの一方が基台Ｂ１であり
、他方が第１筐体Ｂ２である。なお、支持台Ｂは、基台Ｂ１のみによって構成されてもよ
い。

基台Ｂ１は、床面や壁面等の設置面に設置される。基台Ｂ１は、外形として、ほぼ直方
体（又は、立方体でもよい）の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空と
なっている。基台Ｂ１の上面の一部である第１上面Ｍ１には、第１筐体Ｂ２が固定されて
いる。そして、基台Ｂ１の内側の空間は、第１筐体Ｂ２の内側の空間と繋がっている。基
台Ｂ１の上面は、基台Ｂ１が有する面のうち設置面と反対側の面である。また、基台Ｂ１
の上面のうち第１上面Ｍ１以外の部分である第２上面Ｍ２と設置面との間の距離は、第１
上面Ｍ１と設置面との間の距離と比べて短い。このため、第２上面Ｍ２と第１筐体Ｂ２と
の間には、間隙が存在する。また、第２上面Ｍ２には、可動部Ａが設けられている。すな
わち、基台Ｂ１は、可動部Ａを支持している。なお、基台Ｂ１の形状は、このような形状
に代えて、可動部Ａを支持可能であり、且つ、基台Ｂ１の上面の一部に第１筐体Ｂ２が固
定可能な形状であれば他の形状であってもよい。

第１筐体Ｂ２は、外形として、直方体（又は、立方体でもよい）を構成する互いに対向
する２つの面に対して垂直な方向に、これら２つの面のそれぞれにおける１個の頂点を含
む三角形の部分が除かれるように切り落とした形状を有している。ここで、当該部分を切
り落とした形状は、必ずしも当該部分を切り落とす加工によって構成されなくてもよく、
例えば、初めから同様な形状を形成する加工によって構成されてもよい。第１筐体Ｂ２は
、外形としてこのような多面体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空
となっている。なお、第１筐体Ｂ２の形状は、このような形状に代えて、基台Ｂ１の上面
の一部に第１筐体Ｂ２が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。

可動部Ａは、基台Ｂ１によって第１軸ＡＸ１周りに回動可能に支持された第１アームＡ
１と、第１アームＡ１によって第２軸ＡＸ２周りに回動可能に支持された第２アームＡ２
と、第２アームＡ２によって第３軸ＡＸ３周りに回動可能且つ第３軸ＡＸ３の軸方向に並
進可能に支持されたシャフトＳを備える。

シャフトＳは、円柱形状の軸体である。シャフトＳの周表面には、図示しないボールね
じ溝と、図示しないスプライン溝とがそれぞれ形成されている。シャフトＳは、この一例
において、第２アームＡ２の端部のうちの第１アームＡ１と反対側の端部を、支持台Ｂが
設置された設置面に対して垂直な方向である第１方向に貫通し、設けられる。また、シャ
フトＳの端部のうちの当該設置面側の端部は、エンドエフェクターを取り付け可能である
。当該エンドエフェクターは、物体を把持可能なエンドエフェクターであってもよく、空
気や磁気等によって物体を吸着可能なエンドエフェクターであってもよく、他のエンドエ
フェクターであってもよい。

第１アームＡ１は、この一例において、第１軸ＡＸ１周りに回動するので、第２方向に
移動する。第２方向は、前述の第１方向に直交する方向である。第２方向は、例えば、ワ
ールド座標系やロボット座標系ＲＣにおけるＸＹ平面に沿った方向である。第１アームＡ
１は、支持台Ｂが備える第１モーター４１によって第１軸ＡＸ１周りに回動させられる。
すなわち、第１軸ＡＸ１は、第１モーター４１の回動軸と一致する軸である。なお、図１
において、第１モーター４１は、図を簡略化するため、省略している。

第２アームＡ２は、この一例において、第２軸ＡＸ２周りに回動するので、第２方向に
移動する。第２アームＡ２は、第２アームＡ２が備える第２モーター４２によって第２軸
ＡＸ２周りに回動させられる。すなわち、第２軸ＡＸ２は、第２モーター４２の回動軸と
一致する軸である。なお、図１において、第２モーター４２は、図を簡略化するため、省
略している。

また、第２アームＡ２は、第３モーター４３及び第４モーター４４を備え、シャフトＳ
を支持する。第３モーター４３は、シャフトＳのボールねじ溝の外周部に設けられたボー
ルねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第１方向に移
動（昇降）させる。第４モーター４４は、シャフトＳのスプライン溝の外周部に設けられ
たボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを
第３軸ＡＸ３周りに回動させる。なお、図１において、第３モーター４３及び第４モータ
ー４４は、図を簡略化するため、省略している。

以下では、一例として、第１モーター４１〜第４モーター４４のそれぞれが、すべて同
じ構成を有している場合について説明する。また、以下では、説明の便宜上、第１モータ
ー４１〜第４モーター４４のそれぞれを区別する必要がない限り、モーター４と称して説
明する。なお、モーター４のうちの一部又は全部は、互いに異なる構成を有するモーター
であってもよい。

また、ロボット１は、第１制御装置と、１つ以上の第２制御装置とを備える。
第１制御装置は、第２制御装置よりも上位の制御装置である。すなわち、第１制御装置
は、１つ以上の第２制御装置のそれぞれを制御し、１つ以上の第２制御装置のそれぞれは
、第１制御装置によって制御される。より具体的には、第１制御装置は、第１制御装置が
行う処理の少なくとも一部を当該１つ以上の第２制御装置のそれぞれに分散して行わせる
分散制御を行う。

この一例において、第１制御装置は、図１において図示しないロボット制御装置３０で
ある。なお、第１制御装置は、ロボット制御装置３０に代えて、ロボット制御装置３０を
制御する更に上位の制御装置、ロボット制御装置３０により制御される制御装置であって
第２制御装置を制御する制御装置等の他の制御装置であってもよい。

ロボット１は、ロボット制御装置３０の一部を基台Ｂ１の内側の空間に内蔵し、ロボッ
ト制御装置３０の残りの一部を第１筐体Ｂ２の内側の空間に内蔵する。これにより、ロボ
ット１は、ロボット制御装置３０が基台Ｂ１及び第１筐体Ｂ２の外部に設けられている場
合と比較して、ロボット１が設置されている範囲の専有面積を小さくすることができる。
なお、ロボット１は、ロボット制御装置３０の全部を基台Ｂ１と第１筐体Ｂ２とのうちい
ずれか一方の内側に内蔵する構成であってもよい。この場合、ロボット１は、ロボット制
御装置３０が基台Ｂ１又は第１筐体Ｂ２の外部に設けられている場合と比較して、ロボッ
ト１が設置されている範囲の専有面積を小さくすることができる。また、ロボット１は、
ロボット制御装置３０を内蔵する構成に代えて、ロボット１と別体のロボット制御装置３
０が外付けされる構成であってもよい。

また、この一例において、ロボット１は、第１制御装置であるロボット制御装置３０に
よって制御される１以上の第２制御装置として、モーター４のそれぞれを制御するモータ
ー制御装置を備える。すなわち、モーター４は、第２制御装置が制御する制御対象の一例
である。以下では、説明の便宜上、第１モーター４１を制御するモーター制御装置を第１
モーター制御装置５１と称し、第２モーター４２を制御するモーター制御装置を第２モー
ター制御装置５２と称し、第３モーター４３を制御するモーター制御装置を第３モーター
制御装置５３と称し、第４モーター４４を制御するモーター制御装置を第４モーター制御
装置５４と称して説明する。また、以下では、第１モーター制御装置５１〜第４モーター
制御装置５４のそれぞれを区別する必要がない限り、モーター制御装置５と称して説明す
る。なお、第２制御装置は、モーター制御装置５に代えて、他の制御装置であってもよい
。例えば、第２制御装置は、制御対象としてエンドエフェクターを制御する制御装置、制
御対象として撮像部（カメラ）を制御する制御装置、制御対象としてジャイロ、力センサ
ー等の各種のセンサーを制御する制御装置、制御対象として画像処理装置を制御する制御
装置等の他の制御装置であってもよい。また、ロボット１とロボット制御装置３０とが別
体に構成される場合、ロボット１と、第１制御装置であるロボット制御装置３０と、第２
制御装置であるモーター制御装置５とは、ロボットシステムを構成する。換言すると、当
該ロボットシステムは、ロボット１と、第１制御装置としてのロボット制御装置３０と、
第２制御装置としてのモーター制御装置５とを備える。

モーター制御装置５のそれぞれは、ロボット制御装置３０と有線によって通信可能に接
続されている。当該有線による通信は、ＣＡＮ（コントローラーエリアネットワーク）の
規格に基づくシリアル通信である。なお、モーター制御装置５のそれぞれは、ロボット制
御装置３０と無線によって通信可能に接続される構成であってもよい。また、当該有線に
よる通信は、ＣＡＮの規格に基づくシリアル通信に代えて、他の規格に基づくシリアル通
信であってもよく、パラレル通信であってもよい。

ここで、図２は、ロボット制御装置３０と、モーター制御装置５のそれぞれとの接続状
態の一例を示す図である。図２に示したように、ロボット制御装置３０と、モーター制御
装置５のそれぞれとは、シリアル通信を行う。

ロボット制御装置３０は、ロボット１を制御するコントローラーである。ロボット制御
装置３０は、モーター制御装置５のそれぞれにモーター４のそれぞれを制御させることに
より、ロボット１を動作させる。すなわち、この一例におけるロボット制御装置３０は、
ロボット制御装置３０が行うモーター４のそれぞれを制御する処理の少なくとも一部をモ
ーター制御装置５のそれぞれに分散して行わせる分散制御によってロボット１を動作させ
る。これにより、ロボット制御装置３０は、ロボット１に所定の作業を行わせる。

＜ロボット制御装置とモーター制御装置とが行う処理の概要＞
以下、ロボット制御装置３０による分散制御においてロボット制御装置３０とモーター
制御装置５のそれぞれとが行う処理の概要について説明する。

ロボット制御装置３０は、所定の通信周期毎に、予め決められたフレームによって規定
される複数の情報の送受信をモーター制御装置５のそれぞれとの間で行う。当該フレーム
において、当該複数の情報は、予め決められた順に並べられる。すなわち、ロボット制御
装置３０は、所定の通信周期毎に、当該複数の情報の送受信をモーター制御装置５のそれ
ぞれとの間で予め決められた順に行う。また、当該フレームにおいて、当該複数の情報の
それぞれのビット数は、当該情報毎に予め決められている。また、当該複数の情報には、
ロボット制御装置３０がモーター制御装置５のそれぞれを制御するための制御パラメータ
ーを含む制御情報、モーター制御装置５のそれぞれからロボット制御装置３０に送信する
各種の情報等を含む。通信周期は、例えば、２ミリ秒である。なお、通信周期は、２ミリ
秒に代えて、２ミリ秒より短い周期であってもよく、２ミリ秒より長い周期であってもよ
い。また、通信周期には、少なくとも±１０％程度の誤差が含まれる構成であってもよい
。ここで、図３は、本実施形態におけるフレームによって規定される複数の情報を例示す
る図である。

ロボット制御装置３０は、通信周期毎に、図３に示したフレームによって規定される複
数の情報、すなわち、情報ＦＲ１、情報ＦＲ２、その他の各種の１以上の情報の送受信を
モーター制御装置５との間で行う。当該フレームにおいて、情報ＦＲ１、情報ＦＲ２、そ
の他の各種の１以上の情報のそれぞれは、情報ＦＲ１、情報ＦＲ２、その他の各種の１以
上の情報の順に並べられている。また、当該フレームにおいて、その他の各種の１以上の
情報のそれぞれは、予め決められた順に並べられている。なお、図３では、ＣＡＮに基づ
くシリアル通信の同期を行う情報を省略している。

情報ＦＲ１には、情報ＦＲ１を識別する識別情報ＩＤ１と、第１制御パラメーターとが
含まれている。第１制御パラメーターには、第１モーター４１を回動させる回動角を示す
制御パラメーターと、第２モーター４２を回動させる回動角を示す制御パラメーターとが
含まれている。すなわち、情報ＦＲ１は、第１モーター制御装置５１に第１モーター４１
を回動させる制御情報であり、且つ、第２モーター制御装置５２に第２モーター４２を回
動させる制御情報である。第１モーター制御装置５１が情報ＦＲ１を受信した場合、第１
モーター制御装置５１は、第１制御パラメーターに含まれる制御パラメーターのうち、第
１モーター４１を回動させる回動角を示す制御パラメーターに基づいて第１モーター４１
を回動させる。また、第２モーター制御装置５２が情報ＦＲ１を受信した場合、第２モー
ター制御装置５２は、第１制御パラメーターに含まれる制御パラメーターのうち、第２モ
ーター４２を回動させる回動角を示す制御パラメーターに基づいて第２モーター４２を回
動させる。なお、第１制御パラメーターには、第１モーター制御装置５１に第１モーター
４１を当該制御パラメーターが示す回動角回動させる指令を示す制御パラメーター、第２
モーター制御装置５２に第２モーター４２を当該制御パラメーターが示す回動角回動させ
る指令を示す制御パラメーター等の他のパラメーターが含まれる構成であってもよい。

情報ＦＲ２には、情報ＦＲ２を識別する識別情報ＩＤ２と、第２制御パラメーターとが
含まれている。第２制御パラメーターには、第３モーター４３を回動させる回動角を示す
制御パラメーターと、第４モーター４４を回動させる回動角を示す制御パラメーターとが
含まれている。すなわち、情報ＦＲ２は、第３モーター制御装置５３に第３モーター４３
を回動させる制御情報であり、且つ、第４モーター制御装置５４に第４モーター４４を回
動させる制御情報である。第３モーター制御装置５３が情報ＦＲ２を受信した場合、第３
モーター制御装置５３は、第２制御パラメーターに含まれる制御パラメーターのうち、第
３モーター４３を回動させる回動角を示す制御パラメーターに基づいて第３モーター４３
を回動させる。また、第４モーター制御装置５４が情報ＦＲ２を受信した場合、第４モー
ター制御装置５４は、第２制御パラメーターに含まれる制御パラメーターのうち、第４モ
ーター４４を回動させる回動角を示す制御パラメーターに基づいて第４モーター４４を回
動させる。なお、第２制御パラメーターには、第３モーター制御装置５３に第３モーター
４３を当該制御パラメーターが示す回動角回動させる指令を示す制御パラメーター、第４
モーター制御装置５４に第４モーター４４を当該制御パラメーターが示す回動角回動させ
る指令を示す制御パラメーター等の他のパラメーターが含まれる構成であってもよい。

ロボット制御装置３０は、各フレームにおいて、情報ＦＲ１、情報ＦＲ２、その他の各
種の１以上の情報のそれぞれの送受信をモーター制御装置５のそれぞれとの間で当該フレ
ームによって予め決められた順に行う。また、ロボット制御装置３０は、各フレームにお
いて、情報ＦＲ１、情報ＦＲ２、その他の各種の１以上の情報のそれぞれのうち、ロボッ
ト制御装置３０からモーター制御装置５のそれぞれに送信される情報を、モーター制御装
置５のそれぞれにマルチキャスト送信する。これにより、モーター制御装置５のそれぞれ
は、通信周期毎に情報ＦＲ１を受信する。モーター制御装置５のそれぞれは、通信周期毎
に受信した情報ＦＲ１に含まれる識別情報ＩＤ１を、モーター制御装置５同士の任意の動
作の時間を同期させるための同期情報として使用可能である。そこで、この一例における
モーター制御装置５のそれぞれは、ロボット制御装置３０から情報ＦＲ１に含まれる識別
情報ＩＤ１を受信した場合、当該同期情報を受信したと判定する。そして、モーター制御
装置５のそれぞれは、識別情報ＩＤ１を受信した時刻に基づいて、所定周期で制御対象で
あるモーター４のそれぞれを制御する。例えば、モーター制御装置５のそれぞれは、当該
時刻から所定周期が経過するまでの間にモーター４のそれぞれを制御する。また、例えば
、モーター制御装置５のそれぞれは、当該時刻から所定時間が経過した時刻から所定周期
が経過するまでの間にモーター４のそれぞれを制御する。以下では、同期情報と称した場
合、モーター制御装置５同士の任意の動作の時間を同期させるための同期情報を意味する
。なお、当該時間の同期には、少なくとも±１０％程度の誤差が含まれる構成であっても
よい。また、所定周期には、少なくとも±１０％程度の誤差が含まれる構成であってもよ
い。

なお、ロボット制御装置３０は、各フレームにおける情報ＦＲ１に含まれる識別情報Ｉ
Ｄ１に代えて、各フレームにおいて変化しない情報であって識別情報ＩＤ１と異なる情報
を同期情報としてモーター制御装置５のそれぞれに送信する構成であってもよい。すなわ
ち、モーター制御装置５のそれぞれは、各フレームにおける情報ＦＲ１に含まれる識別情
報ＩＤ１に代えて、各フレームにおいて変化しない情報であって識別情報ＩＤ１と異なる
情報を同期情報としてロボット制御装置３０から受信する構成であってもよい。当該情報
は、例えば、情報ＦＲ１に含まれる情報であってもよく、その他の各種の１以上の情報の
いずれかに含まれる情報であってもよく、情報ＦＲ１、情報ＦＲ２、その他の各種の１以
上の情報のいずれとも異なる他の情報であってもよい（すなわち、ロボット制御装置３０
は、各フレームにおいて、制御パラメーターを含む情報と、同期情報を表す情報とを別々
に送信してもよい）。

このように、ロボット制御装置３０がモーター制御装置５のそれぞれに対して情報ＦＲ
１を同期情報として送信するため、ロボット１では、ロボット制御装置３０とモーター制
御装置５のそれぞれとを接続する各配線には、同期情報の送信にのみ用いられる配線が含
まれていない。その結果、ロボット１では、ロボット制御装置３０は、当該配線が具備さ
れていなくても、モーター制御装置５に制御対象であるモーター４を所定周期で制御させ
ることができる。

ここで、モーター制御装置５と異なるモーター制御装置Ｘ（例えば、従来のモーター制
御装置等）は、ロボット制御装置３０から通信周期毎に情報ＦＲ１を受信し、前述の所定
周期として前述の通信周期毎にモーター４を制御する。しかし、ロボット制御装置３０に
何らかの負荷が掛かった場合、ロボット制御装置３０から情報ＦＲ１が送信される周期が
通信周期からずれることがある。この場合、モーター制御装置Ｘは、通信周期からずれた
周期で情報ＦＲ１を受信する。その結果、モーター制御装置Ｘは、当該周期でモーター４
を制御することになる。

このようなロボット制御装置３０の通信周期とモーター制御装置５がモーター４を制御
する所定周期との間に生じるずれを小さくするため、モーター制御装置５のそれぞれは、
ロボット制御装置３０から過去に情報ＦＲ１を受信した時刻（又はロボット制御装置３０
から過去に情報ＦＲ１を受信した時間間隔）に基づいて、モーター４を制御する所定周期
を算出する。そして、モーター制御装置５のそれぞれは、ロボット制御装置３０から情報
ＦＲ１を受信した場合、情報ＦＲ１（より具体的には、識別情報ＩＤ１）を受信した時刻
に基づいて、モーター４のそれぞれを算出した所定周期で制御する。以下では、モーター
制御装置５のそれぞれが所定周期を算出する処理について詳しく説明する。

＜ロボット制御装置のハードウェア構成＞
以下、図４を参照し、ロボット制御装置３０のハードウェア構成について説明する。図
４は、ロボット制御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。

ロボット制御装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、記
憶部３２と、入力受付部３３と、通信部３４と、表示部３５を備える。これらの構成要素
は、バスＢｕｓ１を介して相互に通信可能に接続されている。また、ロボット制御装置３
０は、通信部３４を介してモーター制御装置５のそれぞれと通信を行う。

ＣＰＵ３１は、記憶部３２に格納された各種プログラムを実行する。
記憶部３２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive
）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory）、Ｒ
ＯＭ（Read−Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む。なお、記憶
部３２は、ロボット制御装置３０に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力
ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。記憶部３２は、ロボッ
ト制御装置３０が処理する各種情報、ロボット２０を動作させる動作プログラムを含む各
種プログラム、各種の画像等を格納する。

入力受付部３３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド、その他の入力装置で
ある。なお、入力受付部３３は、これらに代えて、表示部３５と一体に構成されたタッチ
パネルであってもよい。
通信部３４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポートやイーサネット（登録商標）
ポート等を含んで構成される。
表示部３５は、例えば、液晶ディスプレイパネル、あるいは、有機ＥＬ（ElectroLumin
escence）ディスプレイパネルである。

＜モーター制御装置のハードウェア構成＞
以下、図５を参照し、モーター制御装置５のハードウェア構成について説明する。図５
は、モーター制御装置５のハードウェア構成の一例を示す図である。すなわち、この一例
では、モーター制御装置５のそれぞれは、図５に示したハードウェア構成を備える。なお
、モーター制御装置５の一部又は全部は、図５に示したハードウェア機能部に加えて、他
のハードウェア機能部を備える構成であってもよい。

モーター制御装置５は、例えば、ＣＰＵ５１０と、記憶部５２０と、通信部５４０を１
つのＭＰＵ（Micro-Processing Unit）として備える。これらの構成要素は、バスＢｕｓ
２を介して相互に通信可能に接続されている。また、モーター制御装置５は、通信部５４
０を介してロボット制御装置３０と通信を行う。

ＣＰＵ５１０は、記憶部５２０に格納された各種プログラムを実行する。
記憶部５２０は、例えば、レジスター、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む。なお
、記憶部５２０は、モーター制御装置５に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル
入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。記憶部５２０は
、モーター制御装置５が処理する各種情報等を格納する。
通信部５４０は、例えば、デジタル入出力ポート等を含んで構成される。

＜ロボット制御装置の機能構成＞
以下、図６を参照し、ロボット制御装置３０及びモーター制御装置５の機能構成につい
て説明する。図６は、ロボット制御装置３０及びモーター制御装置５の機能構成の一例を
示す図である。

ロボット制御装置３０は、記憶部３２と、制御部３６を備える。

制御部３６は、ロボット制御装置３０の全体を制御する。制御部３６は、計時部３６１
と、ロボット制御部３６７を備える。制御部３６が備えるこれらの機能部は、例えば、Ｃ
ＰＵ３１が、記憶部３２に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。
また、当該機能部のうちの一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡ
ＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であっ
てもよい。

計時部３６１は、時間を計時する。
ロボット制御部３６７は、計時部３６１により計時された時間に基づいて通信周期毎に
、図３に示したフレームによって規定される複数の情報の送受信を、通信部３４を介して
モーター制御装置５のそれぞれとの間で行う。すなわち、ロボット制御部３６７は、記憶
部３２に予め記憶された動作プログラムに基づいて、前述の通信周期毎に、当該複数の情
報の送受信を通信部３４を介してモーター制御装置５のそれぞれとの間で行う。これによ
り、ロボット制御部３６７は、モーター制御装置５のそれぞれにモーター４のそれぞれを
制御させ、ロボット１を動作させることができる。

モーター制御装置５は、記憶部５２０と、制御部５６０を備える。

制御部５６０は、モーター制御装置５の全体を制御する。制御部５６０は、計時部５６
１と、記憶制御部５６３と、周期算出部５６５と、モーター制御部５６７を備える。制御
部５６０が備えるこれらの機能部は、例えば、ＣＰＵ５１０が、記憶部５２０に記憶され
た各種プログラムを実行することにより実現される。また、当該機能部のうちの一部又は
全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェア機能部であってもよい。

計時部５６１は、時間を計時する。
記憶制御部５６３は、モーター制御部５６７が通信部５４０を介してロボット制御装置
３０から識別情報ＩＤ１を受信した場合、識別情報ＩＤ１を受信した時刻を示す時刻情報
を記憶部５２０に記憶させる。
周期算出部５６５は、記憶制御部５６３に記憶された時刻情報が示す時刻であってモー
ター制御部５６７が識別情報ＩＤ１を受信した時刻に基づいて前述の所定周期を算出する
。
モーター制御部５６７は、通信周期毎に、図３に示したフレームによって規定される複
数の情報のうち、ロボット制御装置３０からモーター制御装置５に送信された複数の情報
を受信する。モーター制御部５６７は、受信した情報のうちの情報ＦＲ１に含まれる識別
情報ＩＤ１を受信した時刻に基づいて、周期算出部５６５が算出した所定周期で当該複数
の情報の少なくとも一部に応じた処理を行う。当該処理は、例えば、モーター４を制御す
る処理、ロボット制御装置３０に各種の情報（例えば、現在のモーター４の回動角を示す
情報）を送信する処理等である。

＜モーター制御装置が所定周期を算出する処理＞
以下、図７を参照し、モーター制御装置５が所定周期を算出する処理について説明する
。図７は、モーター制御装置５が所定周期を算出する処理の流れの一例を示すフローチャ
ートである。

モーター制御部５６７は、ロボット制御装置３０から識別情報ＩＤ１を受信するまで待
機する（ステップＳ１１０）。ロボット制御装置３０から識別情報ＩＤ１を受信したとモ
ーター制御部５６７が判定した場合（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）、記憶制御部５６３は
、識別情報ＩＤ１を受信した時刻を示す時刻情報を記憶部３２に記憶させる（ステップＳ
１２０）。ここで、記憶制御部５６３は、計時部３６１が計時した時間に基づいて当該時
刻を特定する。また、記憶制御部５６３は、記憶部３２に記憶された時刻情報が所定数個
である場合、当該時刻情報のうち最古の時刻情報を削除し、直前のステップＳ１１０にお
いて識別情報ＩＤ１を受信した時刻を示す時刻情報を最新の時刻情報として記憶部３２に
記憶させる。所定数は、この一例において、１７である。なお、所定数は、これに代えて
、２以上の整数であれば如何なる整数であってもよい。

次に、周期算出部５６５は、記憶部３２に記憶された１以上の時刻情報のすべてを記憶
部３２から読み出す（ステップＳ１３０）。

次に、周期算出部５６５は、ステップＳ１３０において記憶部３２から読み出した所定
数個の時刻情報に基づいて、実周期の平均値を前述の所定周期として算出する（ステップ
Ｓ１４０）。具体的には、周期算出部５６５は、当該時刻情報が示す時刻のそれぞれを時
系列順に並べた際における隣り合う時刻同士毎に、当該隣り合う時刻同士の差を実周期と
して算出する。例えば、１７個の時刻情報がステップＳ１５０において記憶部３２から読
み出された場合、周期算出部５６５は、１６個の実周期を算出する。また、例えば、２個
の時刻情報がステップＳ１５０において記憶部３２から読み出された場合、周期算出部５
６５は、１個の実周期を算出する。そして、周期算出部５６５は、算出した実周期の平均
値を所定周期として算出する。ここで、周期算出部５６５は、算出した実周期が１個の場
合、当該実周期を所定周期として特定する。また、周期算出部５６５は、２個の時刻情報
がステップＳ１５０において記憶部３２から読み出された場合、例えば、前述の通信周期
を実周期として特定する。

図８は、このように周期算出部５６５が所定周期を算出する処理の一例を模式的に表し
た図である。なお、当該隣り合う時刻同士のうちの古い方の時刻は、第１時刻の一例であ
り、当該隣り合う時刻同士のうちの新しい方の時刻は、第２時刻の一例である。また、当
該隣り合う時刻同士のうちの古い方の時刻にモーター制御部５６７が受信した識別情報Ｉ
Ｄ１は、第１情報の一例である。また、当該隣り合う時刻同士のうちの新しい方の時刻に
モーター制御部５６７が受信した情報ＦＲ２は、第２情報の一例である。

図８に示した例では、所定数がｎによって表されている。ここで、ｎは、２以上の整数
である。また、図８に示したｎ個の時刻である時刻Ｔ１〜時刻Ｔｎのそれぞれは、記憶部
３２に記憶された所定数個の時刻情報のそれぞれが示す時刻を表している。周期算出部５
６５は、ステップＳ１４０において、時刻Ｔ１〜時刻Ｔｎを時系列順に並べた際における
隣り合う時刻同士毎に、当該隣り合う時刻同士の差を実周期Ｓｓ１〜実周期Ｓｓｎ−１の
それぞれとして算出する。周期算出部５６５は、算出した実周期Ｓｓ１〜実周期Ｓｓｎ−
１に基づいて、実周期Ｓｓ１〜実周期Ｓｓｎ−１の平均値Ｔａを所定周期Ｔｓとして算出
する。

ここで、周期算出部５６５は、ローパスフィルターによって実周期Ｓｓ１〜実周期Ｓｓ
ｎ−１の平均値Ｔａを算出する。なお、周期算出部５６５は、ローパスフィルターに代え
て、他の方法によって平均値Ｔａを算出する構成であってもよい。また、周期算出部５６
５は、平均値Ｔａを所定周期Ｔｓとして算出する構成に代えて、実周期Ｓｓ１〜実周期Ｓ
ｓｎ−１のそれぞれを多項式等によってフィッティングした回帰計算に基づく値を所定周
期として算出する構成であってもよい。

モーター制御装置５は、このように所定周期を算出（又は特定）する。これにより、モ
ーター制御装置５は、例えば、算出（又は特定）した所定周期でモーター４を制御するこ
とができる。その結果、モーター制御装置５は、ロボット制御装置３０に掛かる負荷によ
ってロボット制御装置３０が情報ＦＲ１を送信する周期が通信周期から変動した場合にお
ける所定周期の変動を小さくすることができる。すなわち、この一例において、ロボット
１では、モーター制御装置５は、当該場合であっても、おおよそ２ミリ秒の周期でモータ
ー４を制御することができる。

なお、周期算出部５６５は、記憶部３２から読み出した所定数個の時刻情報のうちの一
部に基づいて所定周期を算出する構成であってもよい。例えば、周期算出部５６５は、記
憶部３２から読み出した所定数個の時刻情報からランダムに選択された複数の時刻情報に
基づいて所定周期を算出する構成であってもよく、記憶部３２から読み出した所定数個の
時刻情報から所定の選択条件を満たす時刻情報を選択し、選択した時刻情報に基づいて所
定周期を算出する構成等であってもよく、記憶部３２から読み出した所定数個の時刻情報
から所定の除外条件を満たす時刻情報を除外し、除外されずに残った時刻情報に基づいて
所定周期を算出する構成等であってもよい。選択条件は、例えば、複数の時刻情報のそれ
ぞれが示す時刻を時系列順に並べた場合における奇数順又は偶数順の時刻であることであ
る。なお、選択条件は、これに代えて、他の条件であってもよい。除外条件は、複数の時
刻情報のそれぞれが示す時刻を時系列順に並べた場合における各時刻のうち、前後の時系
列順の時刻との差が所定閾値を超える時刻であることである。なお、除外条件は、これに
代えて、他の条件であってもよい。

ステップＳ１４０の処理が行われた後、モーター制御部５６７は、ステップＳ１１０に
遷移し、再びロボット制御装置３０から識別情報ＩＤ１を受信するまで待機する。

なお、この一例において、ロボット１では、モーター制御装置５は、モーター４に設け
られている。これにより、ロボット１は、ロボット制御装置３０とモーター制御装置５と
が一体に構成された場合と比較して、ロボット制御装置３０を小さくすることができる。
しかし、ロボット１では、モーター制御装置５は、モーター４と別体に構成されており、
モーター４と異なる物体に設けられる構成であってもよい。

また、この一例では、モーター制御装置５は、図７において説明したように、情報ＦＲ
１をロボット制御装置３０から受信したことをトリガーとして所定周期を算出する構成で
あった。しかし、モーター制御装置５は、所定周期を算出する処理をモーター制御装置５
に実行させる情報をロボット制御装置３０から受信したことをトリガーとして所定周期を
算出する構成であってもよい。

以上のように、ロボット１では、第２制御装置（この一例において、モーター制御装置
５）は、第２制御装置が制御する制御対象（この一例において、モーター４）を所定周期
で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第１時刻に受信した第１情報（
この一例において、識別情報ＩＤ１）と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受
信した第２情報（この一例において、識別情報ＩＤ１）とに基づいて求められる。これに
より、ロボット１は、第２制御装置が制御対象を制御する所定周期の変動を抑制すること
ができる。

また、ロボット１では、複数の第２制御装置毎に、第２制御装置は、第２制御装置が制
御する制御対象を所定周期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第１
時刻に受信した第１情報と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信した第２情
報とに基づいて求められる。これにより、ロボット１は、複数の第２制御装置のそれぞれ
について、第２制御装置が制御対象を制御する所定周期の変動を抑制することができる。

また、ロボット１では、第１制御装置と第２制御装置との通信は、シリアル通信である
。これにより、ロボット１は、シリアル通信によって第１制御装置と通信する第２制御装
置が制御対象を制御する所定周期の変動を抑制することができる。

また、ロボット１では、シリアル通信の規格は、コントローラーエリアネットワークで
ある。これにより、ロボット１は、コントローラーエリアネットワークに基づいて行われ
るシリアル通信によって第１制御装置と通信する第２制御装置が制御対象を制御する所定
周期の変動を抑制することができる。

また、ロボット１では、第１情報及び第２情報は、制御パラメーターを含む。これによ
り、ロボット１は、制御パラメーターを含む第１情報と、制御パラメーターを含む第２情
報とに基づいて、第２制御装置が制御対象を制御する所定周期の変動を抑制することがで
きる。

また、ロボット１では、第２制御装置は、第２制御装置が制御するモーター４を所定周
期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第１時刻に受信した第１情報
と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信した第２情報とに基づいて求められ
る。これにより、ロボット１は、第２制御装置がモーターを制御する所定周期の変動を抑
制することができる。

また、ロボット１では、第２制御装置は、モーターに設けられている。これにより、ロ
ボット１は、第１制御装置と第２制御装置とが一体に構成された場合と比較して、第１制
御装置を小さくすることができる。

また、ロボット１では、第１制御装置は、基台（この一例において、基台Ｂ１）の内部
に設けられている。これにより、ロボット１は、第１制御装置が基台の外部に設けられて
いる場合と比較して、ロボットが設置されている範囲の専有面積を小さくすることができ
る。

また、ロボット１では、第１制御装置と第２制御装置とを接続する配線は、同期情報の
送信にのみ用いられる配線を含まない。これにより、ロボット１は、第１制御装置と第２
制御装置とを同期させる同期情報の送信にのみ用いられる配線を具備することなく、第２
制御装置の制御対象を第２制御装置に所定周期で制御させることができる。

また、前述のロボットシステムでは、第２制御装置は、第２制御装置が制御する制御対
象を所定周期で制御し、所定周期は、第２制御装置が第１制御装置から第１時刻に受信し
た第１情報と、第２制御装置が第１制御装置から第２時刻に受信した第２情報とに基づい
て求められる。これにより、当該ロボットシステムは、第２制御装置が制御対象を制御す
る所定周期の変動を抑制することができる。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実
施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等
されてもよい。

また、以上に説明した装置（例えば、ロボット制御装置３０、モーター制御装置５）に
おける任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能
な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行する
ようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operatin
g System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読
み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（
Compact Disk）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードデ
ィスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」と
は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信
された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリ
ー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシ
ステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータ
ーシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インタ
ーネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を
伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい
。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録さ
れているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プロ
グラム）であってもよい。

１…ロボット、４…モーター、５…モーター制御装置、３０…ロボット制御装置、３１、
５１０…ＣＰＵ、３２、５２０…記憶部、３３…入力受付部、３４、５４０…通信部、３
５…表示部、３６、５６０…制御部、４１…第１モーター、４２…第２モーター、４３…
第３モーター、４４…第４モーター、５１…第１モーター制御装置、５２…第２モーター
制御装置、５３…第３モーター制御装置、５４…第４モーター制御装置、３６１、５６１
…計時部、３６７…ロボット制御部、５６３…記憶制御部、５６５…周期算出部、５６７
…モーター制御部、Ａ…可動部、Ａ１…第１アーム、Ａ２…第２アーム、ＡＸ１…第１軸
、ＡＸ２…第２軸、ＡＸ３…第３軸、Ｂ…支持台、Ｂ１…基台、Ｂ２…第１筐体、ＦＲ１
、ＦＲ２…情報、ＩＤ１、ＩＤ２…識別情報、Ｍ１…第１上面、Ｍ２…第２上面、Ｓ…シ
ャフト

Claims (9)

1. 第１制御装置と、
   前記第１制御装置によって制御される１つ以上の第２制御装置と、
   を備え、
   前記第２制御装置は、前記第２制御装置が制御する制御対象を所定周期で制御し、
   前記所定周期は、前記第２制御装置が前記第１制御装置から第１時刻に受信した第１情
   報と、前記第２制御装置が前記第１制御装置から第２時刻に受信した第２情報とに基づい
   て求められる複数の実周期の平均値である、
   ロボット。
2. 複数の前記第２制御装置を備える、
   請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１制御装置と前記第２制御装置との通信は、シリアル通信である、
   請求項１又は２に記載のロボット。
4. 前記シリアル通信の規格は、コントローラーエリアネットワークである、
   請求項３に記載のロボット。
5. 前記第１情報及び前記第２情報は、制御パラメーターを含む、
   請求項１から４のうちいずれか一項に記載のロボット。
6. 前記制御対象は、モーターである、
   請求項１から５のうちいずれか一項に記載のロボット。
7. 前記第２制御装置は、前記モーターに設けられている、
   請求項６に記載のロボット。
8. 可動部を支持する基台を備え、
   前記第１制御装置は、前記基台の内部に設けられている、
   請求項１から７のうちいずれか一項に記載のロボット。
9. 請求項１から８のうちいずれか一項に記載のロボットと、
   前記第１制御装置と、
   前記第２制御装置と、
   を備えるロボットシステム。

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