JPH033785A - ロボットコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はマニプレータ等を備えたロボットに対するロボ
ットコントローラに関する。

（従来の技術） 第４図はかかるロボットコントローラの構成図である。

このロボットコントローラはメインＣＰＵ　（中央処理
装置）１に対してメモリ２及び複数のサブＣＰＵ３−１
〜Ｂ−ｎを接続した構成となっている。メインＣＰＵＩ
はメモリ２に記憶されているロボット制御プログラムを
実行して各サブＣＰＵ３−１〜３−ｎに指令を発してこ
れらサブＣＰＵ３−１〜３−ｎを統括制御している。

又各サブＣＰＵ３−１〜３＝ｎはそれぞれロボットにお
ける各箇所のコントロールを行う機能を有している。例
えば、サブＣＰＵ３−１はロボットに備えられたマニプ
レータ４を移動させるときの各関節での移動量などを演
算し、サブＣＰＵ３−２はマニプレータ４に備えられた
各モータを駆動制御し、又サブＣＰＵ３−ｎはマニプレ
ータハンド５に備えられた各モータを駆動制御している
。

しかしながら、このようなロボットコントロラではメイ
ンＣＰＵＩで各サブＣＰＵ３−１〜３−ｎを統括し、各
サブＣＰ　Ｕ　３−１−３−　ｎでロボットの各箇所を
制御する構成となっているので、例えばサブＣＰＵ３−
２で制御しているモタが故障したりこのモータとの配線
が断線すると、サブＣＰＵ３−２で制御しているロボッ
トの箇所の動作が全て停止してしまう。又、メインＣＰ
ＵＩが故障すると、各サブＣＰＵ３−１〜３−ｎの統括
制御が全くできなくなり、各サブＣＰＵ３−１〜３−ｎ
に故障が発生しなくてもロボットコントローラ全体の機
能は停止する。この結果、ロボットの動作か停止する。

（発明が解決しようとする課題） 以上のようにサブＣＰＵ３−１〜３−ｎ１メインＣＰＵ
Ｉ又はモータ等のうちいずれか１つに故障が発生すると
、ロボットに対する制御か全くできなくなり、ロボット
制御に対する信頼性が低かった。

そこで本発明は、故障が発生してもロボットに対する制
御を継続できる信頼性の高いロボットコントローラを提
ｆ共することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、マニプレータを有するロボットに設けられた
各駆動源に対してそれぞれコントロラを設け、これらコ
ントローラはそれぞれ少なくとも各駆動源の各制御プロ
グラムを全て有し、通常これら制御プログラムのうち１
つの制御プログラムを実行して対応する各駆動源をそれ
ぞれ個別ニ駆動し、かつコントローラなどが故障すると
各コントローラのうちいずれかのコントローラが現在実
行している制御プログラムと故障を補う動作の制御プロ
グラム等とを実行する機能を備えて上記目的を達成しよ
うとするロボットコントローラである。

（作用） このような手段を備だことにより、通常各コントローラ
は各制御プログラムのうち１つの制御プログラムを実行
して対応する各駆動源をそれぞれ個別に駆動し、例えば
１台のコントローラが故障するとこの故障したコントロ
ーラ以外の各コントローラのうちいずれかのコントロー
ラが現在実行している制御プログラムと故障を補う動作
の制御プログラム等とを実行してロボットの動作制御を
継続する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はロボットコントローラの構成図である。

同図において１０はロボットに備えられたマニプレータ
アームであって、このマニプレータアーム１０の各関節
にはそれぞれ駆動源としてのモータ１１ａ　　ｌｌｂ、
ｌｌｃ、ｌｌｄが備えられている。これらモーターｌａ
、ｌｌｂ、ｌｌｃ。

１１ｄのうちモーターｌａはリンク１２ａを駆動し、モ
ーターｌｂはリンク１２ｂを駆動し、そ−タ１１ｃはリ
ンク１２ｃを駆動し、モーターｌｄはリンク１２ｄを駆
動するものとなっている。しかるに、これらリンク１２
　ａ　、　　］、　２　ｂ　、　　１２　ｃ１２ｄの駆
動によりマニプレータアーム１０の各腕部か移動するよ
うになっている。

又、これらモーターｌａ、ｌｌｂ、１ｌｃ１］ｄにはそ
れぞれ第１．第２．第３．第４コントローラ２０　２１
．２２．２３が設けられている。これら第１〜第４コン
トローラ２０〜２３はそれぞれ各モーター　１．ａ、　
　１．１　ｂ、　　１１ｃ。

ｌｉｄを駆動制御するための各制御プログラムを全て記
憶するとともに各モーター１．ａ、ｌｌｂ・か故障した
ときのマニプレータアーム］０の動作を補う故障対応プ
ログラムを記憶し、通常これら制御プログラムのうち対
応するモータ、例えば第１コントローラ２０てあればモ
ーターｌａの制御プログラムを実行してこのモーターｌ
ａを駆動し、かつ第１〜第４コントローラ２０〜２３の
うち１台のコントローラ例えば第１コントローラ２０が
故障するとこの第１コントローラ２０以外の第２〜第４
コントローラ２１〜２３のうちいずれかのコントローラ
例えば第２コントローラ２］が現在実行している制御プ
ログラムと第１コントローラで実行していた制御プログ
ラムとを実行する機能を備えている。又、これら第１〜
第４コント口ラ２０〜２３にはそれぞれ第１〜第４コン
ト、ローラ２０〜２３を統括制御するためのメインプロ
グラムが記憶されており、これら第１〜第４コントロー
ラ２０〜２３は互いに各モータ１１ａ。

１、１　ｂ・・・の駆動制御状態を交換して負荷の最も
軽いコントローラ２０〜２３がメインプログラムを実行
する機能となっている。これら第１〜第４コントローラ
２０〜２３の具体的な構成は第２図に示す如くとなって
いる。なお、各コントローラ２０〜２３は同一構成とな
っているのでその構成は各コントローラ２０〜２３で共
通とする。すなわち、ＣＰＵ３０が備えられ、このＣＰ
Ｕ３０に１１０（インプット／アウトプット）ポート３
１、メモリ３２、モータコントローラ３３及び高速通信
回線３４か接続されている。メモリ３２には第３図に示
すように各モータｌｌａ、ｌｌｂ。

１１ｃ　　ｌｌｄに対する第１モータ制御プログラム、
第２モータ制御プログラム・・・メインプログラム及び
故障対応プログラムが記憶されている。モータコントロ
ーラ３３にはモータドライバ３５が接続され、このモー
タドライバ３５によってモータ１１ａ、ｌｌｂ・・・に
電力が供給されるようになっている。又、高速通信回線
３４は複数本価えられ、各コントローラ２０〜２３間の
データ通信に使用される。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

先ず、通常の制御は次の通り行われる。

第１コントローラ２０はメモリ３２に記憶されている第
１モータ制御プログラムを実行してモータコントローラ
３３に制御指令を発し、この制御指令を受けてモータコ
ントローラ３３はモータドライバ３５にモータ制御信号
を送出する。このモータドライバ３５はモータｌｌａに
対して回転量及びその回転速度に応じた電力を供給する
。これにより、モータｌｌａは回転駆動してリンク１２
ａを駆動し、このリンク１２ａの駆動によってこのリン
ク１２ａに連結されたマニプレータの腕部が移動する。

又、第２コントローラ２１はメモリ３２に記憶されてい
る第２モータ制御プログラムを実行し、以下第１コント
ローラ２０の作用と同様にモータコントローラ３３に制
御指令を発し、このモータコントローラ３３からモータ
ドライバ３５にモータ制御信号を送出する。これにより
、モーターｌｂは回転量及びその回転速度に応じた電力
が供給されて回転駆動し、この回転駆動によりリンク１
２ａが駆動してこのリンク１２ａに連結されたマニプレ
ータの腕部が移動する。以゛下、第３コントローラ２２
の制御によりモータ１１ｃが回転駆動し、第４コントロ
ーラ２３の制御によりモーター］ｄが回転駆動する。と
ころで、この状態に第１〜第４コントローラ２０〜２３
は互いに各モーターｌａ、１１．ｂ・・・の回転駆動制
御状態のデータを高速通信回線３４を通して授受する。

このデータの授受により第１〜第４コントローラ２０〜
２３では最も負荷の軽いコントローラ２０〜２３が判断
され、この負荷の最も軽いコントローラ例えば第１コン
トローラ２０はメインプログラムを実行して他のコント
ローラ２１〜２３を統括制御する。

次にモータ１１ｃが故障した場合について説明する。

この場合、第３コントローラ２２は第１．第２及び第４
コントローラ２０，２１．２３に対してモータ１１ｃが
故障したことの旨を通知する。これにより、第２及び第
３コントローラ２１．２２は各リンク１２ｂ、１２ｃを
電磁ロックによりロックする。そして、第１．第２及び
第４コントローラ２０，２１．２３はメモリ３２からモ
ータ１１ｃの故障時の故障対応プログラムを読出て実行
する。この故障対応プログラムはモータｌｌｃが回転駆
動しなくてもこのモータ１１ｃの回転駆動による腕部の
移動を各モータ１１．ａ、ｌｌｂ及び１１ｄの回転駆動
により補う内容となっている。

かくして、マニプレータの移動は継続される。

次に第３コントローラ２２が故障した場合について説明
する。

この場合、第３コントローラ２２の故障が第２コントロ
ーラ２１によって検出されると、この第２コントローラ
２１はメモリ３２から第２モータ０ 制御プログラム及びモータｌｌｃに対する第３モータ制
御プログラムを読出てそれぞれ実行する。

このとき、第２コントローラ２１はモータ１　］、　ｃ
に対して第３コントローラ２２を通して駆動制御する。

次に第２と第３コントローラ２Ｌ　　２２との間を接続
する高速通信回線３４が断線した場合について説明する
。

この場合、第２と第３コントローラ２１．２２との間の
データ通信は、第１コントローラ２０を通して行なう。

つまり、第２コントローラ２１から送出されたデータは
第１コントローラ２０を通して第３コントローラ２２に
送られ、又第３コントローラ２２から送出されたデータ
は第１コントローラ２０を通して第２コントローラ２１
に送られる。これにより、マニプレータの移動は継続さ
れる。

このように上記一実施例においては、通常第１〜第４コ
ントローラ２０〜２３は各モータ１ｌａ１１ｂ　・をそ
れぞれ個別に駆動し、例えばモータ］　１ やコントローラが故障するとこの故障したモータコント
ローラの動作を補うように各コントローラが制御プログ
ラムを実行するようにしたので、モタ］　１　ａ、　　
１．１　ｂ−・・やコントローラ２０−２３が故障して
もロボットのマニプレータアームの移動制御を継続でき
、又これらコントローラ２０〜２３間を接続する高速通
信回線３４か断線したとしてもロボットのマニプレータ
アームの移動制御を継続できる。さらに、２台のコント
ローラ例えば第１及び第２コントローラ２０，２］が故
障しても第３及び第４コントローラ２２．２３で第１及
び第２コントローラ２０．２１の駆動制御を実行でき、
ロボットのマニプレータアーム移動制御に対する信頼性
か向上する。そして、第１〜第４コントローラ２０〜２
３は全てメインとしての機能を有するので、いずれかの
コントローラ２０〜２３がメイントして機能できてロボ
ットの制御を停止させることはない。又、第１−〜第４
コントロラ２０〜２３はそれぞれユニッＩ・化できるの
で、メンテナンスか容易となる。従って、以」二のよう
］２ なロボットコントローラは、スパークリーンルムに設置
されたロボットや宇宙用のロボットなとのように人間の
手の届かない場所に配置されたロボットに最適となる。

なお、本発明は」二記−実施例に限定されるものでなく
その主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、
メインとして機能するコントローラは負荷の軽いコント
ローラとしたが、全てのコントローラ２０〜２３が同時
にメインの機能を持つようにしてもよい。この場合、各
コントローラ２０〜２３は他のコントローラの実行結果
を比較することによってマニプレータの各腕部の微小移
動や精密な移動ができるものとなる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、故障が発生しても
ロボットに対する制御を継続できる信頼性の高いロボッ
トコントロ−ラ

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係わるロボットコントロー
ラの一実施例を説明するための図であ３ って、第１図は構成図、第２図は各コントローラの構成
図、第３図はメモリ内の模式図、第４図は従来のロボッ
トコントローラの構成図である。 １０・・マニプレータ、１．１ａ，１］．ｂ，１．１ｃ
１　］−　］ｄーモータ１２ａ，１，２ｂ，］、２ｃ１
２ｄ・・・リンク、２０・・・第１コントローラ、２１
・・：第２コントローラ、２２・・第３コントローラ、
２′３・・・第４コントローラ、３０・・ＣＰＵ，　３
２・・メモリ、３３・・モータコントローラ、３４・・
高速通信回線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マニプレータを有するロボットに設けられた各駆動源に
   対してそれぞれコントローラを設け、これらコントロー
   ラはそれぞれ少なくとも前記各駆動源の各制御プログラ
   ムを全て有し、通常これら制御プログラムのうち１つの
   制御プログラムを実行して対応する前記各駆動源をそれ
   ぞれ個別に駆動し、かつ前記コントローラなどが故障す
   ると前記各コントローラのうちいずれかの前記コントロ
   ーラが現在実行している前記制御プログラムと故障を補
   う動作の制御プログラム等とを実行する機能を備えたこ
   とを特徴とするロボットコントローラ。