JPS6263085A - ロボツト用エンコ−ダの電源装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶対位置検出用のエンコーダを備えたロボット
の、エンコーダ電源が決して遮断されることがないロボ
ット用エンコーダの電源装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のローット、特に産業用多関節ロボットは、各関節
部の回転軸が独立制御されておシ、とれら回転軸で連絡
された可動部の絶芹位置はロボットに取シ付けられたエ
ンコーダによシ管理されるようになっている。

従って産業用ロボットのロボット可動部を各軸回シに駆
動するモータに、絶対位置検出型エンコーダを接続する
ことによシ、各ロボット可動部の軸回シの現在位置が対
応する駆動モータの絶対位置として算出記憶され、との
記憶値を読出すことによりてロボット可動部の移動制御
を簡単に達成することが出来る。然るに、各ロボット可
動部の駆動モータを制御する絶対位置検出エンコーダは
、一旦その電源が遮断されると、エンコーダの記憶部に
入りている各可動部の絶対位置のデータが全て消滅して
しまい、再度データを入力し直さなくてはならなくなる
。

そこで、このような産業用ロボットのエンコーダは１例
えば、ロボット機体に設置されたバックアップ用の電源
（バッテリ）に接続しておき、ロボットの動作制御用の
主電源ラインが遮断される時点においては前記バッテリ
を電源とするように構成して、ローブト組立時にエンコ
ーダの記憶部に入力された各可動部の総体位置が常に保
持されるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、一般に産業用ロボットのエンコーダはロボッ
トの可動部に取ル付けられておシ、ノ９ツクアッゾ用バ
ッテリはロボットの機体上に設置されていて、両者はフ
レキシグルな連絡ケーブルに−よって接続されているた
めに、この連絡ケーブルがロボットの可動部の動きによ
る動的疲労で切れ・てしまう恐れがある。

このようなバックアップ用バッテリとエンコーダとを結
ぶケーブルの切断、あるいはバックアップ用バッテリの
消耗等による電圧低下が生じた場合は、口〆ットの動作
制御用の主電源ラインが遮断されると、エンコーダの記
憶が全て消滅してしまう。

そこで、バックアップ用バッテリを交換しやすい位置で
、しかもロボットの可動部の動きによっても連絡ケーブ
ルが切れにくい位置に配置した提案（例えば特願昭６０
−９１２２１号）や、バックアップ用バッテリからの電
圧が低下した時に警報を発するようにした提案（特願昭
６０−１２８０７２号）があるが、前者の提案にしても
やはシ連絡ケーゾルの切断の可能性があシ、また後者の
提案では作業者が警報に気付かずにスイッチをオフして
、ローットの動作制御用の主電源ラインを遮断してしま
うという可能性がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は上述の問題点を解消し、ケーブルの断線
等によりバックアップ用バッテリからの電圧が低下した
場合に、作業者がロボットの動作制御用の主電源を遮断
した場合でも、エンコーダの電源が遮断されることがな
く、エンコーダの記憶内容が決して消失することのない
優れたロボット用エンコーダの電源装置を提供すること
である。

前記目的を達成する本発明のロボット用エンコーダの電
源装置は、ロボットの各可動部分の絶対位置を管理制御
するエンコーダを、ロメット作動時はロボット制御用の
主電源に接続し、この電源が遮断された時は連絡ケーブ
ルを介してロデット機体側のバックアップ用電源に接続
するロボット用エンコーダの電源装置において、前記バ
ックアップ用電源の電圧を、前記連絡ケーブルを介して
検出する検出手段と、この検出手段の検出値が所定値以
下の場合に、ロボット制御用の主電源の遮断スイッチが
操作されても、この主電源を遮断しない電源保持手段と
を設けたことを特徴としてい〔作　用〕 本発明のロボット用エンコーダの電源装置では、バック
アップ用バッテリとエンコーダとを結ぶ連絡ケーブルが
切断した場合、および何らかの原因でバックアップ用バ
ッテリの電圧がエンコーダの動作電圧以下まで低下した
場合に、作業者がロボットの動作制御用の主電源を遮断
する操作を行っても、この主電源が遮断されず、エンコ
ーダの電源も遮断されない。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例のロボット用エンコーダの電
源装置を備えたエンコーダの概略構成を示すものである
。エンコーダには一般に、インクリメンタル形式のもの
とアブソリーート形式のものとがあるが、この実施例で
は、機構部の簡単なインクリメンタル形式の機構部を有
し、実質的にアブソリーート形式のエンコーダとして機
能し得るエンコーダを使用している。

第１図において、エンコーダは機構部１、信号処理部２
から成シ、該信号処理部２には制御装置５内の電源５１
又はバックアップ用電源４、よシ具体的には乾電池等の
バッテリから電圧が供給されている。機構部ｌは、検出
対象物の回転軸に固定され回転軸の回転と共に回転する
回転符号板１１、該回転符号板をはさんで対向的に設け
られた発光素子１２ｍ、１２ｂおよび受光素子１３＆。

１３ｂを有している。回転符号板１１には円周に沿って
透光部および遮光部が設けられておシ、回転符号板１１
０回転に伴って発光素子１２１゜１２ｂからの射出光の
うち回転符号板１１の透光り、およびり、として検出さ
れる。

信号処理部２は上記Ａ相およびＢ相信号り、０゜を増幅
した矩形波にする増幅器２１ｍ、２１ｂ。

該増幅器からの出力信号の位相差、例えば回転符号板１
１が正回転の場合はＡ相信号がＢ相信号よシタ０°進ん
でおり、逆回転の場合は人相信号がＢ相信号よ）９０°
遅れている、という事実に基いて回転符号板１１の回転
方向を検出し、立上シ・母ルスＳＵ又は立下シノ−シス
５Ｄｔ−出力する立上シ・立下シ検出回路２２、および
、該パルスＳ。又はｓＤによシ増・減を計数するアップ
・ダウンカウンタ２３を有している。アップダウンカウ
ンタ２３は回転符号板１１が正回転の場合は計数値を増
加させ、逆回転の場合は計数値を減少させる。アップダ
ウンカウンタ２３には、このように回転符号板１１０回
転位置が更新されておシ、アンンリエート形式のエンコ
ーダと同様の出力を提供し得る。

アング〆ウンカウンタ２３の値は制御装置５からの要求
信号ＲＥＱがｂりた場合送信回路２６を介して出力ドラ
イバ２７ｍ、２７ｂから出力される。

第１図の例においては、人相およびＢ相の出力信号がそ
れぞれ逆位相、すなわち高レベルと低レベルの関係にあ
る１対の信号ＳＡ１　＋　ｓＡ、およびＳＲしＳＢ、と
して出力される。すなわち、出力ドライバ２７ｍ、２７
ｂは、差動式ドライバである。

上記差動出力ＳＡＩ　ｐ　ＳＡｍが制御装置５内の差動
アンｆ　５２　ｍで受は入れられて位置信号として制御
装置５で用いられる。差動出力ＳＢｌ＋　ＳＢＩは差動
アンプ５２ｂで受は入れられる。

信号処理部２には、回転比率検出器２４及び該回転比率
検出器の出力によ）クロック周期を変化させるクロック
発生回路２５が設けられている。

回転比率検出器２４はアン！・ダウンカウンタ２３の時
間に対する計数率を検出し計数率が低い場合、即ち回転
符号板１１の回転が遅い時クロック周期を大きくし信号
処理部２等における電力消費を低減させるものであるが
、本発明には直接関係しない。クロック発生回路２６か
らのクロック信号に応答して発光素子１２ａ、１２ｂが
点灯する。

上記エンコーダは制御装置５の動作時に同時に作動する
ので、制御装置５内の電源ユニット５１から直流電力の
供給を受ける。この電源ユニット５１はスイッチ６を介
してＡＣ電源（通常２００Ｖ）に接続されていて、エン
コーダに必要な直流を発生させている。６はロボット制
御用の主電源の遮断スイッチ７がオフされると、これに
連動してオフするスイッチである。電源ユニット５１は
ダイオード２８を介して信号処理部２に接続されている
。

このままではスイッチ６のオフによ）信号処理部２が動
作しなくなってエンコーダの記憶が消失してしまうので
、信号処理部２は前記ダイオード２８のカソード側にカ
ソードが接続されたダイオード２９を介して、フレキシ
ブルな連絡ケーブル４１でロゲットの機体上に設置され
たバックアップ用のバッテリ４に接続されている。この
バッテリ４の電圧は前記電源ユニツ）５１からの電圧よ
シも僅かに低く設定されているので、ダイオード２９の
作用によ多信号処理部２に電源ユニット５１から電力が
供給されている時には、バッテリ４からの電力の供給は
行われず、バッテリ４からの電力の供給はスイッチ６が
オフされた時だけ行われる。

前記連絡ケーブル４１は信号処理部２の端子ＴＩとバッ
テリ４の端子Ｔ３とを結んでおシ、この連絡ケーブル４
１に断線の恐れがある。連結ケーブル４１が断線した場
合、およびバッテリ４が消耗した場合は、端子Ｔ！の電
圧が低下する。そこで本発明では端子Ｔ！に電圧検出器
３が接続され、端子Ｔ３の電圧が常に監視されている。

電圧検出器３には工／：Ｆ−ダの記憶が消失しない下限
電圧値が設定されておシ、検出電圧値がこの設定値を下
まわった場合には、電圧検出器３に接続する電圧保持器
８および警報器９に信号が出力されるようになっている
。電圧検出器３から信号を受けると、警報器９はバック
アップ用バッテリ４の電源系統に異常があることが作業
者に判るように表示を行ない、電圧保持器８はロ？ット
制御用の主電源の遮断スイッチ７がオフされても電源エ
ニン）５１がＡＣ電源から切シ離されないようにする。

この実施例ではスイッチ６に並列にスイッチ８１が設け
られておシ、電源保持器８が電圧検出器３から信号を受
けるとこのスイッチ８１をオン状態にするようになって
いる。

従って、連絡ケーブル４１の断線あるいはバッテリ４の
電圧低下によシ、端子Ｔｌの電圧が低下したことが電圧
検出器３によって検出された時には、警報器９が異常を
知らせると共に、電圧保持器８がスイッチ８１１にオン
にするので、この状態で作業者が警報器９の異常表示を
見落して遮断スイッチ７を切り、スイッチ６をオフして
も、電源エニン）５１はスイッチ８１を介してＡＣ電源
に接続されているので、エンコーダの記憶が消失する恐
れがない。

以上説明したのは本発明のロゲット用エンコーダの電源
装置の概念的構成であるので、次に本発明の装置のよシ
具体的な構成の実施例について第２図を用いて説明する
。なお、ここでは、第１図の電源部以外の構成について
は、その説明を省略する。

第２図において、工場の電源１０ρ（例えばＡＣ２００
Ｖ）とアー、Ｘ　ＧＮＤとの間にはロ？ット制御用の主
電源の起動スイッチ（ＯＮスイッチ）７１およびこれに
直列に接続されたマグネットコンタクトＭＣＣが設けら
れている。また、前記起動スイッチ７１とマグネットコ
ンタクトＭＣＣの結合点と電源１００との間には、常閉
の遮断スイッチ（ＯＦＦスイッチ）７と前記マグネット
コンタクトＭＣＣの通電によりオンする接点ＭＣＣ１と
が直列接続された回路、および警報器９と後述するリレ
ーＫが通電されることによってオンする接点に１とが直
列接続された回路が設けられている。

更に、電源１００とアース■Φとの間には、直流５ｖな
どを発生する電源ユニット５１と前記マグネットコンタ
クトＭＣＣの通電によりオンする接点ＭＣＣ２とが直列
接続された回路が設けられている。この電源ユニット５
１は端子ＴＩを介してダイオード２８に接続されておシ
、起動スイッチ７１０オンによシ接点ＭＣＣ２がオンし
た後は信号処理部に直流電力を供給する。

一方、バックアップ用のバッテリ４からの電源系統にお
いては、信号処理部側の端子Ｔ冨からダイオード２９ま
での間の回路が比較器３０に接続されている。この比較
器３０には、例えばバッテリ３１によシ基準電圧Ｖ０’
　（Ｖｏ＜＜バッテリ電圧）が与えられておシ、端子Ｔ
！の電圧がこの基準電圧Ｖ。を下まわった場合に（ｉｆ
号が出力されるようになっている。そして、比較器３０
の出力には増幅器３２を介してリレーＫが接続されてい
る。このリレーには通電によシ前述の接点Ｋｌ′ｔ−オ
ンさせる。

以上のように構成されたロゲット用エンコーダの電源装
置では、起動スイッチ７１がオンされるとマグネットコ
ンタクトＭＣＣが通電されるので、接点ＭＣＣｌと接点
ＭＣＣ２とがオンする。遮断スイッチ７は常閉であるの
で、接点ＭＣＣｌがオンした後は起動スイッチ７１がオ
フされてもマグネットコンタク）ＭＣＣは通電状態が保
持される。また、接点ＭＣＣ２のオンによシミ源ユニッ
ト５１からの直流が信号処理部へ供給される。

遮断スイッチ７がオフされると、マグネットコンタクト
ＭＣＣへの通電が止まるので、接点ＭＣＣ！　。

ＭＣＣ２が共にオフし、電源二二ツ）５１から信号処理
部への直流の供給も止まる。このとき信号処理部はダイ
オード２９、連結ケーブルを通じてバックアップ用のバ
ッテリ４に接続され、バッテリ４から直流の供給を受け
るので、エンコーダの記憶は保持される。

この状態で起動スイッチ７１がオンされると、前述のよ
うに電源ユニット５１からの直流が端子Ｔ１に現れ、こ
こでも（端子Ｔ１の電圧）〉（端子Ｔｌの電圧）となっ
ていることから、バッテリ４からの直流の供給が止み、
信号処理部へは電源エニン）５１からの直流が供給され
る。

以上がロボット用エンコーダの電源装置の正常な状態で
の動作である。このときは、信号処理部に供給される直
流が電源二二ツ）５１からにしろ。

バッテリ４からにしろ、端子Ｔ３にはバッテリ４の電圧
が印加されているので、比較器３０の入力電圧値はその
基準電圧値よりもはるかに大きく、比較器３０は信号を
出力しない。

ところが、口？ットの可動部の動きによる動的疲労によ
ってフレキシブルな連絡ケーブル４１７＞Ｅ切断された
場合、あるいは液もれや消耗などでバッテリ４の電圧が
極端に低下した場合は、端子Ｔ鵞の電圧が大きく低下す
る。この時は比較器３００Å力電圧値が基準電圧値を下
まわることになシ、比較器３０に出力信号が出る。

この信号は増幅器３２で増幅され、リレーＫが通電され
る。リレーにの通電によ多接点Ｋｌがオンし、警報器９
が通電されてバックアップ用バッテリ４の電源回路の異
常を作業者に知らせる。この警報器９の作動によシ作業
者が異常に気付けば良いが、気付かない場合は作業終了
時に遮断スイッチ７がオフされてしまう。

しかしながら、本発明の電源回路では遮断スイッチ７が
オフされても、マグネットコンタクトＭＣＣは警報器９
、接点Ｋｌを介して電源１００に接続されているので、
接点ＭＣＣ２のオン状態が保持され、電源エニン）５１
が信号処理部に直流を供給し続けるので、エンコーダの
記憶内容が消失することがない。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、ｉ４ツクアッ！
用電電源路に異常があった場合は、主電源の遮断スイッ
チをオフしてもエンコーダの電源がオフされないので、
絶対値パルスコータ等のエンコーダの記憶（位置情報）
が失われることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロボット用エンコーダの電源装置の一
実施例の回路図、第２図は他の実施例の回路図である。 １・・・機構部、２・・・信号処理部、４・・・・々ツ
クアッグ用バッテリ、５・・・制御装置、７・・・遮断
スイッチ、３０・・・比較器、４１・・・連絡ケーブル
、５１・・・電源ユニット、７０・・・起動スイッチ、
１００・・・電源、ＭＣＣ・・・マグネットコンタクト
、Ｋ・・・リレー、ＭＣＣｌ　、　ＭＣＣ２、Ｋ　ｌ・
・・接点。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボットの各可動部分の絶対位置を管理制御するエ
   ンコーダを、ロボット作動時はロボット制御用の主電源
   に接続し、この主電源が遮断された時は連絡ケーブルを
   介してロボット機体側のバックアップ用電源に接続する
   ロボット用エンコーダの電源装置において、 前記バックアップ用電源の電圧を、前記連絡ケーブルを
   介して検出する検出手段と、 この検出手段の検出値が所定値以下の場合に、ロボット
   制御用の主電源の遮断スイッチが操作されても、この主
   電源を遮断しない電源保持手段とを設けたことを特徴と
   するロボット用エンコーダの電源装置。 ２、前記検出手段が検出電圧値が所定値以下の時に、こ
   れを外部に知らせる警報手段を備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のロボット用エンコーダ
   の電源装置。