KR102324997B1

KR102324997B1 - 산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법

Info

Publication number: KR102324997B1
Application number: KR1020200079792A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 야자와; 도모키 다나베; 준 오츠지
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-11-12
Also published as: CN112207814A; JP2021010997A; CN112207814B; KR20210006850A; JP7335103B2

Abstract

암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 모터 중 몇 개의 모터에서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 모터에서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 인코더 에러가 발생하여 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공한다. 이 산업용 로봇에서는, 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 모터(34 내지 36)를 비상 정지시킬 때, 인코더(37 내지 39)의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 모터를 비상 정지시키고, 인코더(37 내지 39)의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 제2 모터를, 제1 모터용의 제1 인코더의 출력 신호와 제2 모터용의 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제어하면서 비상 정지시키고 있다.

Description

산업용 로봇 및 산업용 로봇의 제어 방법 {INDUSTRIAL ROBOT AND CONTROL METHOD OF INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 수평 다관절형의 산업용 로봇에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 수평 다관절형의 산업용 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 진공 중에서, 액정 디스플레이용 유리 기판을 반송하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇은, 유리 기판이 탑재되는 2개의 핸드와, 2개의 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하고 있다. 암은, 2개의 핸드의 각각이 선단측에 회동 가능하게 연결되는 2개의 암부와, 2개의 암부의 기단측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 본체부에 회동 가능하게 연결되는 공통 암부로 구성되어 있다. 또한, 이 산업용 로봇은, 본체부에 대하여 공통 암부를 회동시키기 위한 공통 암부 구동 모터를 갖는 회동 기구와, 암부에 대하여 핸드를 회동시킴과 함께 공통 암부에 대하여 암부를 회동시키기 위한 암부 구동 모터를 갖는 구동 기구를 구비하고 있다.

특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 암이 신축하여, 유리 기판의 제조 장치 등에 대하여 유리 기판을 반송할 때, 공통 암부 구동 모터와, 한쪽 암부를 회동시키기 위한 암부 구동 모터가 구동되고 있다. 이때는, 다른 쪽 암부를 회동시키기 위한 암부 구동 모터는 정지하고 있다. 또한, 이때는, 한쪽 암부에 연결되는 핸드가 일정 방향을 향한 상태로 직선적으로 이동하도록, 공통 암부 구동 모터와, 한쪽 암부를 회동시키기 위한 암부 구동 모터가 제어되고 있다. 구체적으로는, 공통 암부 구동 모터 및 암부 구동 모터는, 모터의 회전 위치를 검지하기 위한 인코더를 구비하고 있고, 한쪽 암부에 연결되는 핸드가 일정 방향을 향한 상태로 직선적으로 이동하도록, 인코더의 검지 결과에 기초하여 공통 암부 구동 모터 및 암부 구동 모터가 제어되고 있다.

일본 특허 공개 제2018-15839호 공보

특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇에서는, 암의 신축 동작 시에, 인코더의 검지 결과에 기초하는 공통 암부 구동 모터 및 암부 구동 모터의 제어가 가능한 상태에서 소정의 에러가 발생하여 산업용 로봇을 비상 정지시키는 경우(즉, 공통 암부 구동 모터 및 암부 구동 모터를 비상 정지시키는 경우)에는, 일반적으로, 인코더의 검지 결과에 기초하여 공통 암부 구동 모터 및 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시킨다. 그 때문에, 이 경우에는, 암이 정지할 때까지의 동안, 핸드를 설계 상의 궤적을 따라 이동시킨 후(즉, 핸드를 직선적으로 이동시킨 후), 핸드를 정지시키는 것이 가능하게 된다.

한편, 예를 들어 인코더의 검지 결과에 기초하는 공통 암부 구동 모터의 제어는 가능하지만, 인코더의 검지 결과에 기초하는 암부 구동 모터의 제어가 불가능하게 되는 인코더 에러가 암의 신축 동작 시에 발생하여 산업용 로봇을 비상 정지시키는 경우(즉, 공통 암부 구동 모터 및 암부 구동 모터를 비상 정지시키는 경우)에는, 인코더의 검지 결과에 기초하여 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시킬 수는 없다. 그 때문에, 본원 발명자는, 암의 신축 동작 중에 상기 인코더 에러가 발생하였을 때, 인코더의 검지 결과에 기초하여 공통 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키고, 다이내믹 브레이크를 걺으로써 암부 구동 모터를 비상 정지시키는 것을 시도하였다.

그러나, 다이내믹 브레이크는, 모터가 저속으로 되면 거의 효과가 없어지기 때문에, 이 경우에는, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 궤적이 설계 상의 궤적(즉, 직선형 궤적)으로부터 크게 어긋나, 핸드의 정지 위치가 설계 상의 궤적으로부터 크게 어긋남이 밝혀졌다. 그래서, 본원 발명자는, 암의 신축 동작 중에 상기 인코더 에러가 발생하였을 때, 다이내믹 브레이크를 걺으로써 공통 암부 구동 모터 및 암부 구동 모터를 비상 정지시키는 것을 시도하였다. 이 경우, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남이 작아져, 핸드의 정지 위치의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남이 작아지기는 하지만, 허용 범위를 초과하는 핸드의 궤적의 어긋남이 발생함이 밝혀졌다.

그래서, 본 발명의 과제는, 핸드와, 핸드가 회동 가능하게 연결되는 암을 구비하는 수평 다관절형의 산업용 로봇에 있어서, 암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 모터 중 몇 개의 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 인코더 에러가 암의 신축 동작 중에 발생하여 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능한 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 과제는, 핸드와, 핸드가 회동 가능하게 연결되는 암을 구비하는 수평 다관절형의 산업용 로봇에 있어서, 암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 모터 중 몇 개의 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 인코더 에러가 암의 신축 동작 중에 발생하여 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 되는 산업용 로봇의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇은, 수평 다관절형의 산업용 로봇에 있어서, 핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 적어도 2개의 암부를 가짐과 함께 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 본체부에 대하여 암을 수평 방향으로 신축시키는 암 구동 기구와, 산업용 로봇을 제어하는 제어부를 구비하고, 암 구동 기구는, 암을 신축시키기 위한 복수의 모터와, 복수의 모터의 회전 위치를 검지하기 위한 복수의 인코더를 구비하고, 복수의 인코더의 각각은, 복수의 모터의 각각에 설치되고, 암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 모터 중 몇 개의 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 경우를 인코더 에러라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 구동 중의 모터를 제1 모터라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 구동 중의 모터를 제2 모터라고 하고, 제1 모터에 설치되어 있는 인코더를 제1 인코더라고 하고, 제2 모터에 설치되어 있는 인코더를 제2 인코더라고 하면, 제어부는, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 모터를 비상 정지시킴과 함께, 제1 인코더의 출력 신호와 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇의 제어 방법은, 핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 적어도 2개의 암부를 가짐과 함께 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 본체부에 대하여 암을 수평 방향으로 신축시키는 암 구동 기구를 구비하고, 암 구동 기구는, 암을 신축시키기 위한 복수의 모터와, 복수의 모터의 회전 위치를 검지하기 위한 복수의 인코더를 구비하고, 복수의 인코더의 각각은, 복수의 모터의 각각에 설치되어 있는 수평 다관절형의 산업용 로봇의 제어 방법이며, 암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 모터 중 몇 개의 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 경우를 인코더 에러라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 구동 중의 모터를 제1 모터라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 구동 중의 모터를 제2 모터라고 하고, 제1 모터에 설치되어 있는 인코더를 제1 인코더라고 하고, 제2 모터에 설치되어 있는 인코더를 제2 인코더라고 하면, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 모터를 비상 정지시킴과 함께, 제1 인코더의 출력 신호와 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 모터를 비상 정지시킴과 함께, 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 제2 모터를 제1 인코더의 출력 신호와 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제어하면서 비상 정지시키고 있다. 즉, 본 발명에서는, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 제2 모터를, 제2 모터에 설치되어 있는 제2 인코더의 출력 신호뿐만 아니라 제1 모터에 설치되어 있는 제1 인코더의 출력 신호에도 기초하여 제어하면서 비상 정지시키고 있다.

그 때문에, 본 발명에서는, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 다이내믹 브레이크가 걸려 감속하여 정지하는 제1 모터의 감속도에 따른 감속도로 제2 모터를 감속시켜 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적(직선형 궤적)으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 예를 들어 핸드로서, 제1 핸드 및 제2 핸드를 구비하고, 암은, 암부로서, 제1 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 제1 선단측 암부와, 제2 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 제2 선단측 암부와, 제1 선단측 암부의 기단측 및 제2 선단측 암부의 기단측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 본체부에 회동 가능하게 연결되는 공통 암부를 구비하고, 암 구동 기구는, 모터로서, 본체부에 대하여 공통 암부를 회동시키기 위한 공통 암부 구동 모터와, 공통 암부에 대하여 제1 선단측 암부를 회동시키기 위한 제1 선단측 암부 구동 모터와, 공통 암부에 대하여 제2 선단측 암부를 회동시키기 위한 제2 선단측 암부 구동 모터를 구비하고, 암의 신축 동작 시에는, 제2 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제1 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동되거나, 혹은 제1 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제2 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어 제2 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제1 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동되어 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 제1 선단측 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 공통 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 제어부는, 제1 선단측 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 선단측 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 제1 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 제1 인코더의 출력 신호와 공통 암부 구동 모터에 설치되는 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 공통 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키고, 제2 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제1 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동되어 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 공통 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 제1 선단측 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 제어부는, 공통 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 공통 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 공통 암부 구동 모터에 설치되는 제1 인코더의 출력 신호와 제1 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제1 선단측 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키고, 제1 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제2 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동되어 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 제2 선단측 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 공통 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 제어부는, 제2 선단측 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제2 선단측 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 제2 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 제1 인코더의 출력 신호와 공통 암부 구동 모터에 설치되는 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 공통 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키고, 제1 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제2 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동되어 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 공통 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 제2 선단측 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 제어부는, 공통 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 공통 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 공통 암부 구동 모터에 설치되는 제1 인코더의 출력 신호와 제2 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제2 선단측 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시킨다.

이 경우에는, 제2 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제1 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동되고 있는 암의 신축 동작 중에, 제1 선단측 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 공통 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러, 또는 공통 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 제1 선단측 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하여 제1 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 제1 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이 경우에는, 제1 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 제2 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터가 구동되고 있는 암의 신축 동작 중에, 제2 선단측 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 공통 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러, 또는 공통 암부 구동 모터가 제1 모터로 되고, 또한 제2 선단측 암부 구동 모터가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하여 제2 선단측 암부 구동 모터 및 공통 암부 구동 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 제2 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 산업용 로봇은, 암에 대하여 핸드를 회동시키기 위한 핸드 회동용 모터와, 핸드 회동용 모터의 회전 위치를 검지하기 위한 핸드용 인코더를 구비하고, 암의 신축 동작 중에 핸드용 인코더의 검지 결과에 기초하는 핸드 회동용 모터의 제어가 불가능하게 되는 경우를 제2 인코더 에러라고 하면, 제어부는, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 제1 인코더의 출력 신호와 핸드용 인코더의 출력 신호에 기초하여 핸드 회동용 모터를 제어하면서 비상 정지시키고, 암의 신축 동작 중에 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 핸드 회동용 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킴과 함께, 핸드용 인코더의 출력 신호와 인코더의 출력 신호에 기초하여 구동 중의 복수의 모터를 비상 정지시키고, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러 및 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 모터를 비상 정지시키고, 핸드 회동용 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킴과 함께, 핸드용 인코더의 출력 신호와 제1 인코더의 출력 신호와 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 다이내믹 브레이크가 걸려 감속하여 정지하는 제1 모터의 감속도에 따른 감속도로 핸드 회동용 모터를 감속시켜 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 방향의, 설계 상의 방향으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이와 같이 구성하면, 암의 신축 동작 중에 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 다이내믹 브레이크가 걸려 감속하여 정지하는 핸드 회동용 모터의 감속도에 따른 감속도로 구동 중의 복수의 모터를 감속시켜 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 암의 신축 동작 중에 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 방향의, 설계 상의 방향으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이와 같이 구성하면, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러 및 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 다이내믹 브레이크가 걸려 감속하여 정지하는 제1 모터의 감속도 및 핸드 회동용 모터의 감속도에 따른 감속도로 제2 모터를 감속시켜 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 암의 신축 동작 중에 인코더 에러 및 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터 및 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 방향의, 설계 상의 방향으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에서는, 핸드와, 핸드가 회동 가능하게 연결되는 암을 구비하는 수평 다관절형의 산업용 로봇에 있어서, 암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 모터 중 몇 개의 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 인코더 에러가 암의 신축 동작 중에 발생하여 복수의 모터를 비상 정지시킬 때, 암이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 평면도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 측면도이다.
도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는, 도 2의 E부의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는, (A)는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 평면도이고, (B)는, (A)에 도시하는 산업용 로봇의 측면도이다.
도 6은, 도 5에 도시하는 산업용 로봇의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 전체 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 평면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 측면도이다. 도 3은, 도 1에 도시하는 로봇(1)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라고 함)은, 액정 디스플레이용 유리 기판(2)(이하, 「기판(2)」이라고 함)을 반송하기 위한 수평 다관절형의 로봇이다. 로봇(1)은, 진공 중에서 기판(2)을 반송한다. 로봇(1)은, 기판(2)이 탑재되는 2개의 핸드(4, 5)와, 핸드(4, 5)가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암(6)과, 암(6)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부(7)와, 로봇(1)을 제어하는 제어부(8)를 구비하고 있다. 또한, 로봇(1)은, 본체부(7)에 대하여 암(6)을 수평 방향으로 신축시키는 암 구동 기구(9)와, 본체부(7)에 대하여 핸드(4, 5) 및 암(6)을 승강시키는 승강 기구(도시 생략)를 구비하고 있다.

암(6)은, 2개의 핸드(4, 5)의 각각이 선단측에 회동 가능하게 연결되는 2개의 선단측 암부(10, 11)와, 2개의 선단측 암부(10, 11)가 회동 가능하게 연결되는 공통 암부(12)를 구비하고 있다. 즉, 암(6)은, 상대 회동 가능하게 연결되는 3개의 암부(10 내지 12)(선단측 암부(10), 선단측 암부(11) 및 공통 암부(12))를 구비하고 있다. 본 형태의 암(6)은, 2개의 선단측 암부(10, 11)와 공통 암부(12)에 의해 구성되어 있다.

핸드(4)는, 선단측 암부(10)의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 핸드(5)는, 선단측 암부(11)의 선단측에 회동 가능하게 연결되어 있다. 공통 암부(12)는, 본체부(7)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 본 형태의 핸드(4)는 제1 핸드이고, 핸드(5)는 제2 핸드이다. 또한, 선단측 암부(10)는 제1 선단측 암부이고, 선단측 암부(11)는 제2 선단측 암부이다.

핸드(4)는, 핸드(5)보다 상측에 배치되어 있다. 선단측 암부(10)는, 핸드(4)보다 상측에 배치되어 있다. 선단측 암부(11)는, 핸드(5)보다 하측에 배치되어 있다. 공통 암부(12)는, 선단측 암부(11)보다 하측에 배치되어 있다. 즉, 선단측 암부(10, 11)는, 공통 암부(12)보다 상측에 배치되어 있다. 또한, 공통 암부(12)는, 본체부(7)보다 상측에 배치되어 있다.

본체부(7)는, 암(6)을 승강시키는 승강 기구 및 후술하는 모터(36) 등이 수용되는, 바닥이 있는 원통형 케이스체(16)와, 케이스체(16)의 상단의 개구를 덮는 덮개(17)를 구비하고 있다. 덮개(17)에는, 케이스체(16)의 직경 방향의 외측으로 연장되는 플랜지부(17a)가 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 로봇(1)은, 진공 중에서 기판(2)을 반송한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)의, 플랜지부(17a)의 하면보다 상측의 부분은, 진공 챔버(18) 내에 배치되어 있다. 즉, 로봇(1)의, 플랜지부(17a)의 하면보다 상측의 부분은, 진공 영역 VR 중(진공 중)에 배치되어 있다. 한편, 로봇(1)의, 플랜지부(17a)의 하면보다 하측의 부분은, 대기 영역 AR 중(대기 중)에 배치되어 있다.

핸드(4, 5)는, 기판(2)이 탑재되는 복수의 포크부(19)를 구비하고 있다. 선단측 암부(10, 11)는, 상하 방향으로 보았을 때의 형상이 가늘고 긴 타원 형상으로 됨과 함께 상하 방향의 두께가 얇은 블록형으로 형성되어 있다. 선단측 암부(10)의 길이와 선단측 암부(11)의 길이는 동등하게 되어 있다. 선단측 암부(10, 11)는 중공형으로 형성되어 있다. 중공형으로 형성되는 선단측 암부(10, 11)의 내부는 진공으로 되어 있다.

공통 암부(12)는, 대략 V 형상으로 형성되어 있다. 또한, 공통 암부(12)는, 중공형으로 형성되어 있다. 공통 암부(12)의 내부는, 대기압으로 되어 있다. 대략 V 형상으로 형성되는 공통 암부(12)의 중심 부분은, 본체부(7)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 대략 V 형상으로 형성되는 공통 암부(12)의 한쪽 선단측에 선단측 암부(10)의 기단측이 회동 가능하게 연결되고, 공통 암부(12)의 다른 쪽 선단측에 선단측 암부(11)의 기단측이 회동 가능하게 연결되어 있다. 선단측 암부(10)와 공통 암부(12)의 연결부는, 관절부(20)로 되어 있다. 선단측 암부(11)와 공통 암부(12)의 연결부는, 관절부(21)로 되어 있다.

공통 암부(12)는, 본체부(7)에 연결되는 기단부(22)와, 선단측 암부(10, 11)의 기단측의 각각이 연결되는 2개의 선단부(23, 24)와, 2개의 선단부(23, 24)의 각각과 기단부(22)를 연결하는 가늘고 긴 원통형의 2개의 연결부(25, 26)에 의해 구성되어 있다. 선단부(23)에는, 선단측 암부(10)의 기단측이 연결되고, 선단부(24)에는, 선단측 암부(11)의 기단측이 연결되어 있다. 연결부(25)는 기단부(22)와 선단부(23)를 연결하고, 연결부(26)는 기단부(22)와 선단부(24)를 연결하고 있다.

(암 구동 기구 및 제어부의 구성)

도 4는, 도 2의 E부의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

암 구동 기구(9)는, 공통 암부(12)에 대하여 선단측 암부(10)를 회동시킴과 함께 선단측 암부(10)에 대하여 핸드(4)를 회동시키는 선단측 암부 구동 기구(30)와, 공통 암부(12)에 대하여 선단측 암부(11)를 회동시킴과 함께 선단측 암부(11)에 대하여 핸드(5)를 회동시키는 선단측 암부 구동 기구(31)와, 본체부(7)에 대하여 공통 암부(12)를 회동시키는 공통 암부 구동 기구(32)로 구성되어 있다.

선단측 암부 구동 기구(30)는, 모터(34)와, 모터(34)의 회전 위치를 검지하기 위한 인코더(37)를 구비하고 있다. 인코더(37)는, 모터(34)에 설치되어 있다. 선단측 암부 구동 기구(31)는, 모터(35)와, 모터(35)의 회전 위치를 검지하기 위한 인코더(38)를 구비하고 있다. 인코더(38)는, 모터(35)에 설치되어 있다. 공통 암부 구동 기구(32)는, 모터(36)와, 모터(36)의 회전 위치를 검지하기 위한 인코더(39)를 구비하고 있다. 인코더(39)는, 모터(36)에 설치되어 있다.

즉, 암 구동 기구(9)는, 암(6)을 신축시키기 위한 복수의 모터(34 내지 36)와, 복수의 모터(34 내지 36)의 회전 위치를 검지하기 위한 복수의 인코더(37 내지 39)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 암 구동 기구(9)는, 3개의 모터(34 내지 36)와, 3개의 인코더(37 내지 39)를 구비하고 있다. 또한, 3개의 인코더(37 내지 39)의 각각은, 3개의 모터(34 내지 36)의 각각에 설치되어 있다. 본 형태의 모터(36)는, 본체부(7)에 대하여 공통 암부(12)를 회동시키기 위한 공통 암부 구동 모터이고, 모터(34)는, 공통 암부(12)에 대하여 선단측 암부(10)를 회동시키기 위한 제1 선단측 암부 구동 모터이고, 모터(35)는, 공통 암부(12)에 대하여 선단측 암부(11)를 회동시키기 위한 제2 선단측 암부 구동 모터이다.

모터(34 내지 36) 및 인코더(37 내지 39)는, 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있다. 인코더(37 내지 39)는, 로터리 인코더이다. 인코더(37 내지 39)는, 예를 들어 모터(34 내지 36)의 출력축에 고정되는 슬릿판과, 투과형의 광학식 센서를 구비하고 있다. 광학식 센서는, 슬릿판을 사이에 끼운 상태로 대향 배치되는 발광 소자와 수광 소자를 구비하고 있다.

선단측 암부 구동 기구(30)는, 모터(34) 및 인코더(37)에 추가하여, 모터(34)에 연결되는 감속기(44)를 구비하고 있다. 감속기(44)는, 중공 파동 기어 장치이며, 관절부(20)에 배치되어 있다. 감속기(44)는, 감속기(44)의 출력축으로 되는 회동축(45), 회동축(45)을 회동 가능하게 지지하는 베어링 및 회동축(45)의 외주측에 배치되는 자성 유체 시일 등을 구비하고 있다. 감속기(44)의 케이스체는, 선단부(23)에 고정되어 있다.

또한, 선단측 암부 구동 기구(30)는, 감속기(44)의 입력축(46)에 고정되는 풀리(48)와, 선단측 암부(10)의 기단측의 내부에 배치되는 풀리(49)와, 선단측 암부(10)의 선단측의 내부에 배치되는 풀리(50)를 구비하고 있다. 본 형태에서는, 핸드(4)가 일정 방향을 향한 상태로 직선적으로 이동하도록, 풀리(49)의 피치 원 직경과 풀리(50)의 피치 원 직경의 비가 1:2로 설정되어 있다.

회동축(45)은, 중공형으로 형성되어 있다. 회동축(45)은, 중공형으로 형성되는 회동축(52)을 통하여 선단측 암부(10)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다. 모터(34)는, 선단부(23)에 고정되어 있다. 또한, 모터(34)는, 선단부(23)의 내부에 배치되어 있다. 모터(34)의 출력축에는, 풀리(53)가 고정되어 있다. 풀리(48)와 풀리(53)에 벨트(54)가 걸쳐져 있다. 풀리(48, 53) 및 벨트(54)는, 선단부(23)의 내부에 배치되어 있다.

선단측 암부(10)의 기단측의 내부에는, 풀리(49)를 회동 가능하게 지지하는 지지축(55)이 고정되어 있다. 지지축(55)의 축심은, 회동축(45)의 축심과 일치하고 있다. 풀리(49)는, 베어링을 통하여 지지축(55)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 풀리(49)는, 고정 부재(56)를 통하여 선단부(23)에 고정되어 있다. 고정 부재(56)는, 관절부(20)의 외부에 배치되어 있다. 선단측 암부(10)의 선단측의 내부에는, 풀리(50)를 회동 가능하게 지지하는 지지축부(10b)가 형성되어 있다. 풀리(50)는, 베어링을 통하여 지지축부(10b)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 풀리(50)의 하단에는, 핸드(4)의 기단측이 고정되어 있다. 풀리(49)와 풀리(50)에는, 벨트(57)가 걸쳐져 있다.

선단측 암부 구동 기구(31)는, 선단측 암부 구동 기구(30)와 거의 마찬가지로 구성되어 있다. 그 때문에, 이하에서는, 선단측 암부 구동 기구(30)와의 상위점을 중심으로, 선단측 암부 구동 기구(31)의 구성을 설명한다. 선단측 암부 구동 기구(31)는, 모터(35) 및 인코더(38)에 추가하여, 선단측 암부 구동 기구(30)와 마찬가지로, 모터(35)에 연결되는 감속기(44)를 구비하고 있다. 선단측 암부 구동 기구(31)의 감속기(44)는, 관절부(21)에 배치되어 있다. 선단측 암부 구동 기구(31)의 감속기(44)의 케이스체는, 선단부(24)에 고정되어 있다.

또한, 선단측 암부 구동 기구(31)는, 선단측 암부 구동 기구(30)와 마찬가지로, 선단측 암부 구동 기구(31)의 감속기(44)의 입력축(46)에 고정되는 풀리(48)와, 선단측 암부(11)의 기단측의 내부에 배치되는 풀리(49)와, 선단측 암부(11)의 선단측의 내부에 배치되는 풀리(50)를 구비하고 있다. 선단측 암부 구동 기구(31)의 감속기(44)의 회동축(45)은, 선단측 암부(11)의 기단측의 하면부에 고정되어 있다. 모터(35)는, 선단부(24)에 고정되어 있다. 또한, 모터(35)는, 선단부(24)의 내부에 배치되어 있다. 모터(35)의 출력축에는, 풀리(53)가 고정되어 있다.

선단측 암부(11)의 기단측의 내부에는, 풀리(49)를 회동 가능하게 지지하는 지지축(55)이 고정되어 있다. 풀리(49)는, 고정 부재(56)를 통하여 선단부(24)에 고정되어 있다. 선단측 암부(11)의 선단측의 내부에는, 풀리(50)를 회동 가능하게 지지하는 지지축이 형성되어 있다. 풀리(50)는, 베어링을 통하여 지지축에 회동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 풀리(50)의 상단에는, 핸드(5)의 기단측이 고정되어 있다.

공통 암부 구동 기구(32)는, 모터(36) 및 인코더(39)에 추가하여, 모터(36)에 연결되는 감속기를 구비하고 있다. 이 감속기, 모터(36) 및 인코더(39)는, 케이스체(16)의 내부에 배치되어 있다. 감속기의 케이스체는, 케이스체(16)에 고정되어 있다. 감속기의 출력축으로 되는 회동축은, 중공형으로 형성되는 소정의 회동축을 통하여 공통 암부(12)의 하면(구체적으로는, 기단부(22)의 하면)에 고정되어 있다. 감속기의 입력축에 고정되는 풀리와, 모터(36)의 출력축에 고정되는 풀리에는, 벨트가 걸쳐져 있다.

상술한 바와 같이, 모터(34 내지 36) 및 인코더(37 내지 39)는, 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(8)는, 인코더(37)의 검지 결과에 기초하여 모터(34)를 제어하는 모터 제어부(61)와, 인코더(38)의 검지 결과에 기초하여 모터(35)를 제어하는 모터 제어부(62)와, 인코더(39)의 검지 결과에 기초하여 모터(36)를 제어하는 모터 제어부(63)를 구비하고 있다. 모터 제어부(61)에는, 인코더(37)의 출력 신호가 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(62)에는, 인코더(38)의 출력 신호가 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(63)에는, 인코더(39)의 출력 신호가 입력 가능하게 되어 있다.

또한, 모터 제어부(61)에는, 인코더(39)의 출력 신호가, 모터 제어부(63)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(62)에는, 인코더(39)의 출력 신호가, 모터 제어부(63)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(63)에는, 인코더(37)의 출력 신호가, 모터 제어부(61)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있음과 함께, 인코더(38)의 출력 신호가, 모터 제어부(62)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있다.

모터 제어부(61)는, 모터(34)에 다이내믹 브레이크를 작동시키는 다이내믹 브레이크 제어 회로를 구비하고 있다. 모터 제어부(62)는, 모터(35)에 다이내믹 브레이크를 작동시키는 다이내믹 브레이크 제어 회로를 구비하고 있다. 모터 제어부(63)는, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 작동시키는 다이내믹 브레이크 제어 회로를 구비하고 있다.

제어부(8)는, 암(6)의 신축 동작 시에, 2개의 모터(34, 35) 중 어느 1개의 모터(34, 35)와, 모터(36)를 구동한다. 즉, 암(6)의 신축 동작 시에는, 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34) 및 모터(36)가 구동되거나, 혹은 모터(34)가 정지해 있는 상태에서 모터(35) 및 모터(36)가 구동된다. 또한, 암 구동 기구(9)는, 핸드(4) 또는 핸드(5)가 일정 방향을 향한 상태로 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 암(6)을 신축시킨다.

즉, 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동 방향과, 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(10, 11)의 회동 방향이 역방향으로 되도록, 또한 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량과, 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(10, 11)의 회동량의 비가 1:2로 되도록, 모터(34) 또는 모터(35)와, 모터(36)가 구동되어 수평 방향으로 암(6)을 신축시킨다.

(산업용 로봇의 제어 방법)

암(6)의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 모터(34 내지 36) 중 몇 개의 모터(34 내지 36)에 있어서 인코더(37 내지 39)의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 모터(34 내지 36)에 있어서 인코더(37 내지 39)의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 경우를 인코더 에러라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더(37 내지 39)의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 구동 중의 모터(34 내지 36)를 제1 모터라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더(37 내지 39)의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 구동 중의 모터(34 내지 36)를 제2 모터라고 하고, 제1 모터에 설치되어 있는 인코더(37 내지 39)를 제1 인코더라고 하고, 제2 모터에 설치되어 있는 인코더(37 내지 39)를 제2 인코더라고 하면, 제어부(8)는, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 모터(34 내지 36)를 비상 정지시킬 때, 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 모터를 비상 정지시킴과 함께, 제1 인코더의 출력 신호와 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시킨다.

즉, 예를 들어 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34) 및 모터(36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(34)가 제1 모터로 되고(즉, 인코더(37)의 검지 결과에 기초하는 모터(34)의 제어가 불가능하게 되고), 또한 모터(36)가 제2 모터로 되는(즉, 인코더(39)의 검지 결과에 기초하는 모터(36)의 제어는 가능하게 되어 있는) 인코더 에러가 발생하면, 제어부(8)는, 모터(34)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(34)를 비상 정지시킴과 함께, 모터(34)에 설치되는 제1 인코더(즉, 인코더(37))의 출력 신호와 모터(36)에 설치되는 제2 인코더(즉, 인코더(39))의 출력 신호에 기초하여 모터(36)를 제어하면서 비상 정지시킨다.

구체적으로는, 이러한 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(61)가, 모터(34)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(34)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(63)가, 인코더(37)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 모터(34)의 감속도에 따른 감속도로 모터(36)를 감속시켜 비상 정지시킨다. 또한, 모터 제어부(63)는, 인코더(37)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량이 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(10)의 회동량의 1/2배로 되도록 모터(36)를 제어한다.

또한, 예를 들어 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34) 및 모터(36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(36)가 제1 모터로 되고(즉, 인코더(39)의 검지 결과에 기초하는 모터(36)의 제어가 불가능하게 되고), 또한 모터(34)가 제2 모터로 되는(즉, 인코더(37)의 검지 결과에 기초하는 모터(34)의 제어는 가능하게 되어 있는) 인코더 에러가 발생하면, 제어부(8)는, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(36)를 비상 정지시킴과 함께, 모터(36)에 설치되는 제1 인코더(즉, 인코더(39))의 출력 신호와 모터(34)에 설치되는 제2 인코더(즉, 인코더(37))의 출력 신호에 기초하여 모터(34)를 제어하면서 비상 정지시킨다.

구체적으로는, 이러한 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(63)가, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(36)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(61)가, 인코더(37)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 모터(36)의 감속도에 따른 감속도로 모터(34)를 감속시켜 비상 정지시킨다. 또한, 모터 제어부(61)는, 인코더(37)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(10)의 회동량이 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량의 2배로 되도록 모터(34)를 제어한다.

또한, 예를 들어 모터(34)가 정지해 있는 상태에서 모터(35) 및 모터(36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(35)가 제1 모터로 되고(즉, 인코더(38)의 검지 결과에 기초하는 모터(35)의 제어가 불가능하게 되고), 또한 모터(36)가 제2 모터로 되는(즉, 인코더(39)의 검지 결과에 기초하는 모터(36)의 제어는 가능하게 되어 있는) 인코더 에러가 발생하면, 제어부(8)는, 모터(35)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(35)를 비상 정지시킴과 함께, 모터(35)에 설치되는 제1 인코더(즉, 인코더(38))의 출력 신호와 모터(36)에 설치되는 제2 인코더(즉, 인코더(39))의 출력 신호에 기초하여 모터(36)를 제어하면서 비상 정지시킨다.

구체적으로는, 이러한 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(62)가, 모터(35)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(35)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(63)가, 인코더(38)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 모터(35)의 감속도에 따른 감속도로 모터(36)를 감속시켜 비상 정지시킨다. 또한, 모터 제어부(63)는, 인코더(38)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량이 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(11)의 회동량의 1/2배로 되도록 모터(36)를 제어한다.

또한, 예를 들어 모터(34)가 정지해 있는 상태에서 모터(35) 및 모터(36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(36)가 제1 모터로 되고(즉, 인코더(39)의 검지 결과에 기초하는 모터(36)의 제어가 불가능하게 되고), 또한 모터(35)가 제2 모터로 되는(즉, 인코더(38)의 검지 결과에 기초하는 모터(35)의 제어는 가능하게 되어 있는) 인코더 에러가 발생하면, 제어부(8)는, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(36)를 비상 정지시킴과 함께, 모터(36)에 설치되는 제1 인코더(즉, 인코더(39))의 출력 신호와 모터(35)에 설치되는 제2 인코더(즉, 인코더(38))의 출력 신호에 기초하여 모터(35)를 제어하면서 비상 정지시킨다.

구체적으로는, 이러한 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(63)가, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(36)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(62)가, 인코더(38)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 모터(36)의 감속도에 따른 감속도로 모터(35)를 감속시켜 비상 정지시킨다. 또한, 모터 제어부(62)는, 인코더(38)의 출력 신호와 인코더(39)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(11)의 회동량이 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량의 2배로 되도록 모터(35)를 제어한다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34, 36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(34)가 제1 모터로 되고, 또한 모터(36)가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(61)는, 모터(34)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(34)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(63)는, 인코더(37, 39)의 출력 신호에 기초하여 모터(36)를 제어하면서 비상 정지시킨다. 또한, 본 형태에서는, 모터 제어부(63)는, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 인코더(37, 39)의 출력 신호에 기초하여, 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량이 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(10)의 회동량의 1/2배로 되도록 모터(36)를 제어하고 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 암(6)의 신축 동작 중에 이러한 인코더 에러가 발생하여 모터(34, 36)를 비상 정지시킬 때, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적의, 설계 상의 궤적(직선형 궤적)으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는, 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34, 36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(36)가 제1 모터로 되고, 또한 모터(34)가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(63)는, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(36)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(61)는, 인코더(37, 39)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(10)의 회동량이 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량의 2배로 되도록 모터(34)를 제어하면서 비상 정지시키고 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 암(6)의 신축 동작 중에 이러한 인코더 에러가 발생하여 모터(34, 36)를 비상 정지시킬 때, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는, 모터(34)가 정지해 있는 상태에서 모터(35, 36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(35)가 제1 모터로 되고, 또한 모터(36)가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(62)는, 모터(35)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(35)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(63)는, 인코더(38, 39)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량이 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(11)의 회동량의 1/2배로 되도록 모터(36)를 제어하면서 비상 정지시키고 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 암(6)의 신축 동작 중에 이러한 인코더 에러가 발생하여 모터(35, 36)를 비상 정지시킬 때, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(5)의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는, 모터(34)가 정지해 있는 상태에서 모터(35, 36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있을 때, 모터(36)가 제1 모터로 되고, 또한 모터(35)가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(63)는, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(36)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(62)는, 인코더(38, 39)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 공통 암부(12)에 대한 선단측 암부(11)의 회동량이 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동량의 2배로 되도록 모터(35)를 제어하면서 비상 정지시키고 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 암(6)의 신축 동작 중에 이러한 인코더 에러가 발생하여 모터(35, 36)를 비상 정지시킬 때, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(5)의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 예를 들어 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34, 36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있는 소정의 타이밍에, 모터(34)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(34)를 비상 정지시킴과 함께, 인코더(37, 39)의 출력 신호에 기초하여 모터(36)를 제어하면서 비상 정지시키는 실험을 본원 발명자가 행한 결과, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적은, 설계 상의 궤적(직선형 궤적)으로부터 거의 어긋나지 않아, 정지한 핸드(4)는, 상측에서 보았을 때, 설계 상의 궤적으로부터 거의 어긋나지 않았다.

한편, 비교 실험 1로서, 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34, 36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있는 소정의 타이밍에, 모터(34)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(34)를 비상 정지시킴과 함께, 인코더(39)만의 출력 신호에 기초하여 모터(36)를 제어하면서 비상 정지시키는 실험을 본원 발명자가 행한 결과, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적은, 설계 상의 궤적으로부터 크게 어긋나, 정지한 핸드(4)는, 상측에서 보았을 때, 설계 상의 궤적으로부터 크게 어긋났다. 구체적으로는, 비교 실험 1의 실험 결과에서는, 핸드(4)가 정지한 후의 상태를 상측에서 보았을 때, 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동 중심과 선단측 암부(10)에 대한 핸드(4)의 회동 중심을 연결한 가상선과, 설계 상의 궤적(직선형 궤적)이 이루는 각도는 12°정도로 되었다.

또한, 비교 실험 2로서, 모터(35)가 정지해 있는 상태에서 모터(34, 36)가 구동되어 암(6)의 신축 동작을 행하고 있는 소정의 타이밍에, 모터(34)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(34)를 비상 정지시킴과 함께, 모터(36)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(36)를 비상 정지시키는 실험을 본원 발명자가 행한 결과, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남은, 비교 실험 1의 실험 결과보다는 작아지기는 하지만, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적의, 설계 상의 궤적으로부터의 어긋남이 발생하여, 정지한 핸드(4)는, 상측에서 보았을 때, 설계 상의 궤적으로부터 어긋났다. 구체적으로는, 비교 실험 2의 실험 결과에서는, 핸드(4)가 정지한 후의 상태를 상측에서 보았을 때, 본체부(7)에 대한 공통 암부(12)의 회동 중심과 선단측 암부(10)에 대한 핸드(4)의 회동 중심을 연결하는 가상선과, 설계 상의 궤적(직선형 궤적)이 이루는 각도는 4.5°정도로 되었다.

(산업용 로봇의 변형예 1)

도 5의 (A)는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 로봇(1)의 평면도이며, 도 5의 (B)는, 도 5의 (A)에 도시하는 로봇(1)의 측면도이다. 도 6은, 도 5에 도시하는 로봇(1)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은, 기판(2)이 탑재되는 1개의 핸드(4)와, 핸드(4)가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암(6)과, 암(6)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부(7)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 암(6)은, 핸드(4)가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암부(71)와, 암부(71)의 기단측이 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암부(72)로 구성되어 있다. 암부(72)의 기단측은, 본체부(7)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 도 5, 도 6에서는, 상술한 형태와 마찬가지의 구성에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.

또한, 이 경우에는, 로봇(1)은, 예를 들어 본체부(7)에 대하여 암(6)을 수평 방향으로 신축시키는 암 구동 기구(9)와, 암(6)에 대하여 핸드(4)를 회동시키는 핸드 구동 기구(73)를 구비하고 있다. 암 구동 기구(9)는, 암부(72)에 대하여 암부(71)를 회동시키는 제1 암부 구동 기구(75)와, 본체부(7)에 대하여 암부(72)를 회동시키는 제2 암부 구동 기구(76)를 구비하고 있다.

제1 암부 구동 기구(75)는, 모터(78)와, 모터(78)의 회전 위치를 검지하기 위한 인코더(81)를 구비하고 있다. 인코더(81)는, 모터(78)에 설치되어 있다. 제2 암부 구동 기구(76)는, 모터(79)와, 모터(79)의 회전 위치를 검지하기 위한 인코더(82)를 구비하고 있다. 인코더(82)는, 모터(79)에 설치되어 있다. 핸드 구동 기구(73)는, 모터(80)와, 모터(80)의 회전 위치를 검지하기 위한 인코더(83)를 구비하고 있다. 인코더(83)는, 모터(80)에 설치되어 있다. 이 변형예에서는, 모터(80)는, 암(6)에 대하여 핸드(4)를 회동시키기 위한 핸드 회동용 모터이다. 또한, 인코더(83)는, 핸드용 인코더이다.

제1 암부 구동 기구(75)는, 모터(78) 및 인코더(81)에 추가하여, 예를 들어 모터(78)에 연결되는 감속기를 구비하고 있다. 이 감속기의 케이스체는, 암부(72)에 고정되어 있다. 또한, 이 감속기의 출력축으로 되는 회동축은, 암부(71)의 기단측의 하면에 고정되어 있다. 또한, 이 감속기의 입력축에 고정되는 풀리와, 모터(78)의 출력축에 고정되는 풀리에는, 벨트가 걸쳐져 있다.

제2 암부 구동 기구(76)는, 모터(79) 및 인코더(82)에 추가하여, 예를 들어 모터(79)에 연결되는 감속기를 구비하고 있다. 이 감속기의 케이스체는, 케이스체(16)에 고정되어 있다. 또한, 이 감속기의 출력축으로 되는 회동축은, 암부(72)의 기단측의 하면에 고정되어 있다. 또한, 이 감속기의 입력축에 고정되는 풀리와, 모터(79)의 출력축에 고정되는 풀리에는, 벨트가 걸쳐져 있다.

핸드 구동 기구(73)는, 모터(80) 및 인코더(83)에 추가하여, 예를 들어 모터(80)에 연결되는 감속기를 구비하고 있다. 이 감속기의 케이스체는, 암부(71)에 고정되어 있다. 또한, 이 감속기의 출력축으로 되는 회동축은, 핸드(4)의 하면에 고정되어 있다. 또한, 이 감속기의 입력축에 고정되는 풀리와, 모터(80)의 출력축에 고정되는 풀리에는, 벨트가 걸쳐져 있다.

모터(78 내지 80) 및 인코더(81 내지 83)는, 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있다. 인코더(81 내지 83)는, 인코더(37 내지 39)와 마찬가지로 구성되는 로터리 인코더이다. 제어부(8)는, 인코더(81)의 검지 결과에 기초하여 모터(78)를 제어하는 모터 제어부(91)와, 인코더(82)의 검지 결과에 기초하여 모터(79)를 제어하는 모터 제어부(92)와, 인코더(83)의 검지 결과에 기초하여 모터(80)를 제어하는 모터 제어부(93)를 구비하고 있다. 모터 제어부(91)에는, 인코더(81)의 출력 신호가 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(92)에는, 인코더(82)의 출력 신호가 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(93)에는, 인코더(83)의 출력 신호가 입력 가능하게 되어 있다.

또한, 모터 제어부(91)에는, 인코더(82)의 출력 신호가, 모터 제어부(92)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있음과 함께, 인코더(83)의 출력 신호가, 모터 제어부(93)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(92)에는, 인코더(81)의 출력 신호가, 모터 제어부(91)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있음과 함께, 인코더(83)의 출력 신호가, 모터 제어부(93)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있다. 모터 제어부(93)에는, 인코더(81)의 출력 신호가, 모터 제어부(91)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있음과 함께, 인코더(82)의 출력 신호가, 모터 제어부(92)를 통하여 혹은 직접, 입력 가능하게 되어 있다.

모터 제어부(91)는, 모터(78)에 다이내믹 브레이크를 작동시키는 다이내믹 브레이크 제어 회로를 구비하고 있다. 모터 제어부(92)는, 모터(79)에 다이내믹 브레이크를 작동시키는 다이내믹 브레이크 제어 회로를 구비하고 있다. 모터 제어부(93)는, 모터(80)에 다이내믹 브레이크를 작동시키는 다이내믹 브레이크 제어 회로를 구비하고 있다.

제어부(8)는, 암(6)의 신축 동작 시에, 모터(78 내지 80)를 구동한다. 또한, 암 구동 기구(9) 및 핸드 구동 기구(73)는, 핸드(4)가 일정 방향을 향한 상태로 직선적으로 이동하도록 수평 방향으로 암(6)을 신축시킨다. 즉, 본체부(7)에 대한 암부(72)의 회동 방향과, 암부(72)에 대한 암부(71)의 회동 방향이 역방향으로 되고, 또한 암부(72)에 대한 암부(71)의 회동 방향과, 암부(71)에 대한 핸드(4)의 회동 방향이 역방향으로 됨과 함께, 본체부(7)에 대한 암부(72)의 회동량과, 암부(72)에 대한 암부(71)의 회동량과, 암부(71)에 대한 핸드(4)의 회동량의 비가 1:2:1로 되도록, 모터(78 내지 80)가 구동되어 수평 방향으로 암(6)을 신축시킨다.

암(6)의 신축 동작 중에 모터(78) 및 모터(79) 중 어느 한쪽에 있어서 인코더(81, 82)의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 모터(78) 및 모터(79) 중 어느 다른 쪽에 있어서 인코더(81, 82)의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 경우를 인코더 에러라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더(81, 82)의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 모터(78, 79)를 제1 모터라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더(81, 82)의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 모터(78, 79)를 제2 모터라고 하고, 제1 모터에 설치되어 있는 인코더(81, 82)를 제1 인코더라고 하고, 제2 모터에 설치되어 있는 인코더(81, 82)를 제2 인코더라고 하고, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더(83)의 검지 결과에 기초하는 모터(80)의 제어가 불가능하게 되는 경우를 제2 인코더 에러라고 하면, 제어부(8)는, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더 에러 또는 제2 인코더 에러가 발생하여 모터(78 내지 80)를 비상 정지시킬 때, 이하와 같이, 모터(78 내지 80)를 비상 정지시킨다.

예를 들어, 모터(78)가 제1 모터로 되고, 또한 모터(79)가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 제어부(8)는, 모터(78)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(78)를 비상 정지시키며, 또한 제1 인코더인 인코더(81)의 출력 신호와 제2 인코더인 인코더(82)의 출력 신호에 기초하여 모터(79)를 제어하면서 비상 정지시킴과 함께, 제1 인코더인 인코더(81)의 출력 신호와 인코더(83)의 출력 신호에 기초하여 모터(80)를 제어하면서 비상 정지시킨다.

구체적으로는, 이러한 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(91)가, 모터(78)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(78)를 비상 정지시키며, 또한 모터 제어부(92)가, 인코더(81, 82)의 출력 신호에 기초하여, 모터(78)의 감속도에 따른 감속도로 모터(79)를 감속시켜 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(93)가, 인코더(81, 83)의 출력 신호에 기초하여, 모터(78)의 감속도에 따른 감속도로 모터(80)를 감속시켜 비상 정지시킨다. 또한, 모터 제어부(92)는, 인코더(81, 82)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 본체부(7)에 대한 암부(72)의 회동량이 암부(72)에 대한 암부(71)의 회동량의 1/2배로 되도록 모터(79)를 제어하고, 모터 제어부(93)는, 인코더(81, 83)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 암부(71)에 대한 핸드(4)의 회동량이 암부(72)에 대한 암부(71)의 회동량의 1/2배로 되도록 모터(80)를 제어한다.

또한, 예를 들어 모터(79)가 제1 모터로 되고, 또한 모터(78)가 제2 모터로 되는 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(92)가, 모터(79)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(79)를 비상 정지시키며, 또한 모터 제어부(91)가, 인코더(81, 82)의 출력 신호에 기초하여, 모터(79)의 감속도에 따른 감속도로 모터(78)를 감속시켜 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(93)가, 인코더(82, 83)의 출력 신호에 기초하여, 모터(79)의 감속도에 따른 감속도로 모터(80)를 감속시켜 비상 정지시킨다. 또한, 모터 제어부(91)는, 인코더(81, 82)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 암부(72)에 대한 암부(71)의 회동량이 본체부(7)에 대한 암부(72)의 회동량의 2배로 되도록 모터(78)를 제어하고, 모터 제어부(93)는, 인코더(82, 83)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 암부(71)에 대한 핸드(4)의 회동량이 본체부(7)에 대한 암부(72)의 회동량과 동등하게 되도록 모터(80)를 제어한다.

또한, 예를 들어 제2 인코더 에러가 발생하면, 제어부(8)는, 모터(80)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(80)를 비상 정지시킴과 함께, 인코더(83)의 출력 신호와 인코더(81)의 출력 신호에 기초하여 모터(78)를 제어하면서 비상 정지시키며, 또한 인코더(82)의 출력 신호와 인코더(83)의 출력 신호에 기초하여 모터(79)를 제어하면서 비상 정지시킨다.

구체적으로는, 이러한 인코더 에러가 발생하면, 모터 제어부(93)가, 모터(80)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(80)를 비상 정지시킴과 함께, 모터 제어부(91)가, 인코더(81, 83)의 출력 신호에 기초하여, 모터(80)의 감속도에 따른 감속도로 모터(78)를 감속시켜 비상 정지시키며, 또한 모터 제어부(92)가, 인코더(82, 83)의 출력 신호에 기초하여, 모터(80)의 감속도에 따른 감속도로 모터(79)를 감속시켜 비상 정지시킨다. 또한, 모터 제어부(91)는, 인코더(81, 83)의 출력 신호에 기초하여, 암(6)이 정지할 때까지의 동안, 암부(72)에 대한 암부(71)의 회동량이 암부(71)에 대한 핸드(4)의 회동량의 2배로 되도록 모터(78)를 제어하고, 모터 제어부(92)는, 인코더(82, 83)의 출력 신호에 기초하여, 본체부(7)에 대한 암부(72)의 회동량이 암부(71)에 대한 핸드(4)의 회동량과 동등하게 되도록 모터(79)를 제어한다.

이 변형예에서는, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더 에러 또는 제2 인코더 에러가 발생하여 모터(78 내지 80)를 비상 정지시킬 때, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적의, 설계 상의 궤적(직선형 궤적)으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 변형예에서는, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더 에러 또는 제2 인코더 에러가 발생하여 모터(78 내지 80)를 비상 정지시킬 때, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 방향의, 설계 상의 방향으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

(산업용 로봇의 변형예 2)

도 5, 도 6에 도시하는 변형예에 있어서, 암(6)의 신축 동작 중에, 예를 들어 모터(78)가 제1 모터로 되고, 또한 모터(79)가 제2 모터로 되는 인코더 에러와, 제2 인코더 에러가 발생할 가능성도 있다. 이러한 인코더 에러 및 제2 인코더 에러가 발생하여 모터(78 내지 80)를 비상 정지시킬 때에는, 제어부(8)는, 모터(78)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(78)를 비상 정지시키고, 모터(80)에 다이내믹 브레이크를 걸어 모터(80)를 비상 정지시킴과 함께, 인코더(83)의 출력 신호와 인코더(81)의 출력 신호와 인코더(82)의 출력 신호에 기초하여 모터(79)를 제어하면서 비상 정지시킨다.

이 경우에는, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더 에러 및 제2 인코더 에러가 발생하여 모터(78 내지 80)를 비상 정지시킬 때, 다이내믹 브레이크가 걸려 감속하여 정지하는 제1 모터(예를 들어, 모터(78))의 감속도 및 모터(80)의 감속도에 따른 감속도로 제2 모터(예를 들어, 모터(79))를 감속시켜 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더 에러 및 제2 인코더 에러가 발생하여 모터(78 내지 80)를 비상 정지시킬 때, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 궤적의, 설계 상의 궤적(직선형 궤적)으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능해짐과 함께, 암(6)이 정지할 때까지의 동안에 이동하는 핸드(4)의 방향의, 설계 상의 방향으로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 도 5, 도 6에 도시하는 변형예에 있어서, 로봇(1)은, 핸드 구동 기구(73)를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우에는, 제1 암부 구동 기구(75)가, 암부(72)에 대하여 암부(71)를 회동시킴과 함께 암부(71)에 대하여 핸드(4)를 회동시킨다. 또한, 이 변형예에 있어서, 로봇(1)은, 2개의 핸드(4)와, 2개의 핸드(4)의 각각이 선단측에 회동 가능하게 연결되는 2개의 암(6)을 구비하고 있어도 된다. 즉, 로봇(1)은, 더블암형의 로봇이어도 된다.

또한, 도 5, 도 6에 도시하는 변형예에 있어서, 암(6)은, 서로 상대 회동 가능하게 연결되는 3개 이상의 암부에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 암(6)은, 본체부(7)에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제1 암부와, 제1 암부의 선단측에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제2 암부와, 제2 암부의 선단측에 기단측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 핸드(4)가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 제3 암부로 구성되어 있다. 또한, 이 경우에는, 예를 들어 암 구동 기구(9)는, 본체부(7)에 대하여 제1 암부를 회동시키기 위한 모터와, 제1 암부에 대하여 제2 암부를 회동시키기 위한 모터와, 제2 암부에 대하여 제3 암부를 회동시킴과 함께 제3 암부에 대하여 핸드(4)를 회동시키기 위한 모터를 구비하고 있다. 즉, 암 구동 기구(9)는, 암(6)을 신축시키기 위한 3개의 모터를 구비하고 있다.

이 경우, 암(6)의 신축 동작 중에 구동되고 있는 3개의 모터 중 1개 또는 2개의 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 2개 또는 1개의 모터에 있어서 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 경우를 인코더 에러라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 모터를 제1 모터라고 하고, 인코더 에러의 발생 시에 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 모터를 제2 모터라고 하고, 제1 모터에 설치되어 있는 인코더를 제1 인코더라고 하고, 제2 모터에 설치되어 있는 인코더를 제2 인코더라고 하면, 제어부(8)는, 암(6)의 신축 동작 중에 인코더 에러가 발생하여 3개의 모터를 비상 정지시킬 때, 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 제1 모터를 비상 정지시킴과 함께, 제1 인코더의 출력 신호와 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시킨다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에 있어서, 핸드(4)와 공통 암부(12)의 사이에, 서로 상대 회동 가능하게 연결되는 2개 이상의 선단측 암부가 배치되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 핸드(5)와 공통 암부(12)의 사이에, 서로 상대 회동 가능하게 연결되는 2개 이상의 선단측 암부가 배치되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 공통 암부(12)는, 직선형으로 형성되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 로봇(1)은, 액정 디스플레이용 유리 기판(2) 이외의 반송 대상물을 반송해도 된다. 예를 들어, 로봇(1)은, 유기 EL(유기 일렉트로루미네센스) 디스플레이용 유리 기판을 반송해도 되고, 반도체 웨이퍼를 반송해도 된다.

1: 로봇(산업용 로봇)
4: 핸드(제1 핸드)
5: 핸드(제2 핸드)
6: 암
7: 본체부
8: 제어부
9: 암 구동 기구
10: 선단측 암부(암부, 제1 선단측 암부)
11: 선단측 암부(암부, 제2 선단측 암부)
12: 공통 암부(암부)
34: 모터(제1 선단측 암부 구동 모터)
35: 모터(제2 선단측 암부 구동 모터)
36: 모터(공통 암부 구동 모터)
37 내지 39, 81, 82: 인코더
71, 72: 암부
78, 79: 모터
80: 모터(핸드 회동용 모터)
83: 인코더(핸드용 인코더)

Claims

수평 다관절형의 산업용 로봇에 있어서,
핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 적어도 2개의 암부를 가짐과 함께 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 상기 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 상기 본체부에 대하여 상기 암을 수평 방향으로 신축시키는 암 구동 기구와, 상기 산업용 로봇을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 암 구동 기구는, 상기 암을 신축시키기 위한 복수의 모터와, 복수의 상기 모터의 회전 위치를 검지하기 위한 복수의 인코더를 구비하고,
복수의 상기 인코더의 각각은, 복수의 상기 모터의 각각에 설치되고,
상기 암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 상기 모터 중 몇 개의 상기 모터에 있어서 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 상기 모터에 있어서 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 경우를 인코더 에러라고 하고, 상기 인코더 에러의 발생 시에 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 구동 중의 상기 모터를 제1 모터라고 하고, 상기 인코더 에러의 발생 시에 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 구동 중의 상기 모터를 제2 모터라고 하고, 상기 제1 모터에 설치되어 있는 상기 인코더를 제1 인코더라고 하고, 상기 제2 모터에 설치되어 있는 상기 인코더를 제2 인코더라고 하면,
상기 제어부는, 상기 암의 신축 동작 중에 상기 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 상기 모터를 비상 정지시킬 때, 상기 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 제1 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항에 있어서,
상기 핸드로서, 제1 핸드 및 제2 핸드를 구비하고,
상기 암은, 상기 암부로서, 상기 제1 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 제1 선단측 암부와, 상기 제2 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 제2 선단측 암부와, 상기 제1 선단측 암부의 기단측 및 상기 제2 선단측 암부의 기단측이 회동 가능하게 연결됨과 함께 상기 본체부에 회동 가능하게 연결되는 공통 암부를 구비하고,
상기 암 구동 기구는, 상기 모터로서, 상기 본체부에 대하여 상기 공통 암부를 회동시키기 위한 공통 암부 구동 모터와, 상기 공통 암부에 대하여 상기 제1 선단측 암부를 회동시키기 위한 제1 선단측 암부 구동 모터와, 상기 공통 암부에 대하여 상기 제2 선단측 암부를 회동시키기 위한 제2 선단측 암부 구동 모터를 구비하고,
상기 암의 신축 동작 시에는, 상기 제2 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 상기 제1 선단측 암부 구동 모터 및 상기 공통 암부 구동 모터가 구동되거나, 혹은 상기 제1 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 상기 제2 선단측 암부 구동 모터 및 상기 공통 암부 구동 모터가 구동되는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제2항에 있어서,
상기 제2 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 상기 제1 선단측 암부 구동 모터 및 상기 공통 암부 구동 모터가 구동되어 상기 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 상기 제1 선단측 암부 구동 모터가 상기 제1 모터로 되고, 또한 상기 공통 암부 구동 모터가 상기 제2 모터로 되는 상기 인코더 에러가 발생하면, 상기 제어부는, 상기 제1 선단측 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 제1 선단측 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 제1 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 공통 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 공통 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키고,
상기 제2 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 상기 제1 선단측 암부 구동 모터 및 상기 공통 암부 구동 모터가 구동되어 상기 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 상기 공통 암부 구동 모터가 상기 제1 모터로 되고, 또한 상기 제1 선단측 암부 구동 모터가 상기 제2 모터로 되는 상기 인코더 에러가 발생하면, 상기 제어부는, 상기 공통 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 공통 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 공통 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 제1 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 제1 선단측 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키고,
상기 제1 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 상기 제2 선단측 암부 구동 모터 및 상기 공통 암부 구동 모터가 구동되어 상기 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 상기 제2 선단측 암부 구동 모터가 상기 제1 모터로 되고, 또한 상기 공통 암부 구동 모터가 상기 제2 모터로 되는 상기 인코더 에러가 발생하면, 상기 제어부는, 상기 제2 선단측 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 제2 선단측 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 제2 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 공통 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 공통 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키고,
상기 제1 선단측 암부 구동 모터가 정지해 있는 상태에서 상기 제2 선단측 암부 구동 모터 및 상기 공통 암부 구동 모터가 구동되어 상기 암의 신축 동작을 행하고 있을 때, 상기 공통 암부 구동 모터가 상기 제1 모터로 되고, 또한 상기 제2 선단측 암부 구동 모터가 상기 제2 모터로 되는 상기 인코더 에러가 발생하면, 상기 제어부는, 상기 공통 암부 구동 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 공통 암부 구동 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 공통 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 제2 선단측 암부 구동 모터에 설치되는 상기 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 제2 선단측 암부 구동 모터를 제어하면서 비상 정지시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암에 대하여 상기 핸드를 회동시키기 위한 핸드 회동용 모터와, 상기 핸드 회동용 모터의 회전 위치를 검지하기 위한 핸드용 인코더를 구비하고,
상기 암의 신축 동작 중에 상기 핸드용 인코더의 검지 결과에 기초하는 상기 핸드 회동용 모터의 제어가 불가능하게 되는 경우를 제2 인코더 에러라고 하면,
상기 제어부는,
상기 암의 신축 동작 중에 상기 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 상기 모터 및 상기 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 핸드용 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 핸드 회동용 모터를 제어하면서 비상 정지시키고,
상기 암의 신축 동작 중에 상기 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 상기 모터 및 상기 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 상기 핸드 회동용 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 핸드용 인코더의 출력 신호와 상기 인코더의 출력 신호에 기초하여 구동 중의 복수의 상기 모터를 비상 정지시키고,
상기 암의 신축 동작 중에 상기 인코더 에러 및 상기 제2 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 상기 모터 및 상기 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킬 때, 상기 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 제1 모터를 비상 정지시키고, 상기 핸드 회동용 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 핸드 회동용 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 핸드용 인코더의 출력 신호와 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
핸드와, 상대 회동 가능하게 연결되는 적어도 2개의 암부를 가짐과 함께 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 암과, 상기 암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부와, 상기 본체부에 대하여 상기 암을 수평 방향으로 신축시키는 암 구동 기구를 구비하고,
상기 암 구동 기구는, 상기 암을 신축시키기 위한 복수의 모터와, 복수의 상기 모터의 회전 위치를 검지하기 위한 복수의 인코더를 구비하고,
복수의 상기 인코더의 각각은, 복수의 상기 모터의 각각에 설치되어 있는 수평 다관절형의 산업용 로봇의 제어 방법이며,
상기 암의 신축 동작 중에 구동되고 있는 복수의 상기 모터 중 몇 개의 상기 모터에 있어서 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되고, 또한 나머지 상기 모터에 있어서 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 경우를 인코더 에러라고 하고, 상기 인코더 에러의 발생 시에 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 불가능하게 되어 있는 구동 중의 상기 모터를 제1 모터라고 하고, 상기 인코더 에러의 발생 시에 상기 인코더의 검지 결과에 기초하는 제어가 가능하게 되어 있는 구동 중의 상기 모터를 제2 모터라고 하고, 상기 제1 모터에 설치되어 있는 상기 인코더를 제1 인코더라고 하고, 상기 제2 모터에 설치되어 있는 상기 인코더를 제2 인코더라고 하면,
상기 암의 신축 동작 중에 상기 인코더 에러가 발생하여 구동 중의 복수의 상기 모터를 비상 정지시킬 때, 상기 제1 모터에 다이내믹 브레이크를 걸어 상기 제1 모터를 비상 정지시킴과 함께, 상기 제1 인코더의 출력 신호와 상기 제2 인코더의 출력 신호에 기초하여 상기 제2 모터를 제어하면서 비상 정지시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 제어 방법.