KR20220027221A - 인코더 시스템, 모터 시스템 및 로봇 - Google Patents

인코더 시스템, 모터 시스템 및 로봇 Download PDF

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KR20220027221A KR1020227003465A KR20227003465A KR20220027221A KR 20220027221 A KR20220027221 A KR 20220027221A KR 1020227003465 A KR1020227003465 A KR 1020227003465A KR 20227003465 A KR20227003465 A KR 20227003465A KR 20220027221 A KR20220027221 A KR 20220027221A
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KR
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KR1020227003465A
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히로아키 나가타
히토시 조코
Original Assignee
니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
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Abstract

공통의 전원 회로로부터 복수의 인코더에 전원 전압이 공급되는 시스템에 있어서, 전원 배선에 있어서의 장애 개소를 용이하게 특정할 수 있도록 한다. 전원 전압을 발생시키는 인코더 전원 회로(12)와, 전원 전압을 공급하기 위해서 인코더(52)마다 마련되어 일단이 그 인코더에 접속하는 개별 전원 배선(54)과, 개별 전원 배선(54)마다 그 개별 전원 배선(54)의 타단측에 마련되어 인코더 전원 회로(12)에 대한 접속과 단절을 전환하는 스위치(22)와, 개별 전원 배선(54)마다 그 개별 전원 배선의 타단측에 있어서 스위치(22)보다도 인코더(52)측에 마련된 전압 검출 회로(23)를 마련한다.

Description

인코더 시스템, 모터 시스템 및 로봇
본 발명은, 모터로 구동되는 로봇 등에 있어서 위치의 검출에 사용되는 인코더를 포함하는 인코더 시스템과, 인코더 시스템을 포함하는 모터 시스템 및 로봇에 관한 것이다.
매니퓰레이터와 컨트롤러로 구성되는 로봇은, 매니퓰레이터에 있어서의 축마다 마련된 모터에 의해 구동되고, 각축의 모터는, 그 축의 위치에 기초하여 컨트롤러에 의해 제어된다. 각 축의 위치의 검출을 위해서는 인코더가 사용된다. 인코더가 정상적으로 동작하지 않으면, 그 인코더가 마련되어 있는 매니퓰레이터를 정상적으로 동작시킬 수는 없다. 인코더는, 매니퓰레이터의 축마다 그 축의 모터 회전축에 접속되어 그 모터의 회전 위치를 검출한다. 인코더는, 그 내부에 전자 회로 등을 포함하고 있고, 전원 전압이 공급되어 축 위치 등을 나타내는 신호를 로봇의 제어 장치 등으로 출력한다. 그 때문에 인코더에는, 전원 공급용 배선인 전원 배선과 신호를 전달하기 위한 신호 배선이 접속된다. 매니퓰레이터에는 통상, 복수의 축이 마련되어 복수의 인코더가 마련되게 되지만, 복수의 인코더에 대해서는 공통의 배선으로부터 분기하는 형태로 전원 전압을 공급하는 것이 일반적이다. 또한, 매니퓰레이터에 마련되는 인코더로서는 일반적으로 절댓값 인코더가 사용된다. 절댓값 인코더는, 외부로부터의 전원 전압의 공급이 정지했을 때에는 백업 모드로 이행하거나 하여 데이터를 유지함과 함께, 그동안의 회전 위치의 변화 등의 기억 등의 최소한의 동작을 행할 수 있을 필요가 있다.
액정 표시 패널의 제조에 사용하는 유리 기판을 반송하는 로봇 등, 근년의 로봇 중에는 매니퓰레이터 부분이 크고, 축에 있어서의 이동 거리도 긴 로봇이 있다. 매니퓰레이터가 동작함과 함께 인코더의 3차원 공간 내에서 위치도 변화하는 즉 인코더도 이동하기 때문에, 매니퓰레이터 내에 마련되어 인코더에 접속하는 배선용 케이블도 이동하여 구부러지거나 비틀리기도 한다. 배선이 구부러지거나 비틀리거나 하는 것을 배선의 변형이라고 칭한다. 배선의 변형의 결과, 케이블 내의 배선에 있어서 단락이나 지락이 일어날 가능성이 발생한다. 인코더에 접속하는 배선 중 신호 배선에 있어서 장애가 발생한 경우, 애당초 신호 배선은 축마다 마련되어 위치 데이터를 송신하는 것이므로, 장애가 발생하여도 그 장애도 축마다 통신 이상으로서 검출되게 되어, 결함이 있던 축을 용이하게 특정할 수 있다. 이에 반하여, 전원 배선에 장애가 발생한 경우에는, 공통 배선으로부터, 모든 인코더의 전원이 동시에 이상으로 되어, 어느 축의 전원 배선에 장애가 발생하였는지를 전원 이상이 발생한 축의 정보에 기초하여 특정하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 매니퓰레이터 내에 마련되어 있는 전원 배선의 전부를 눈으로 봄으로써 조사할 필요가 발생하여, 대형의 매니퓰레이터인 경우에는 장애 개소의 특정에 많은 시간을 요하게 된다. 이와 같은 장애 개소의 특정에 많은 시간을 요한다고 하는 과제는, 로봇에 고유한 것은 아니며, 복수의 인코더를 갖는 인코더 시스템, 복수의 모터를 구비하여 모터마다 인코더가 마련되어 있는 모터 시스템에 있어서도 공통인 것이다.
인코더에 관련된 장애의 원인을 특정하기 위한 기술의 일례로서 특허문헌 1은, 인코더나 모터의 상태에 관한 상태 정보에 기초하여 이상을 검출하는 이상 검출부와, 이상이 검출된 경우에 상태 정보에 기초하여 이상의 발생 원인을 해석하는 원인 해석부와, 원인 해석부에 의한 해석 결과를 불휘발성 메모리에 저장하는 불휘발성 메모리 제어부를 구비하는 인코더를 개시하고 있다. 컨트롤러측으로부터의 인코더에 대한 전력 공급이 부족한 것에 대응하는 기술로서 특허문헌 2는, 인코더마다 보조 전원을 마련함과 함께, 컨트롤러측으로부터의 공급되는 전원 전압의 값이 임계값 이하일 때에는 보조 전원으로부터의 전력을 인코더에 공급하는 전원 전압 검출 회로를 마련하는 것을 개시하고 있다. 그러나 특허문헌 1, 2에 개시된 기술은, 인코더에 접속하는 전원 배선에 있어서의 장애 개소의 특정을 행하기 위해서는 사용할 수 없다. 인코더에 관련되는 것은 아니지만 전원 전압의 저하를 검출하여 장애 개소를 특정하는 기술로서, 특허문헌 3은, 공통 전원으로부터 복수의 외부 기기에 대하여 전원 전압이 공급되는 경우에, 공통 전원으로부터 외부 기기마다 분기하는 전원선의 각각에 대하여 접속/단절 회로를 마련하고, 공통 전원의 전압 저하가 검출되었을 때에, 전원선마다 차례로 그 전원선을 공통 전원으로부터 단절함으로써, 어느 외부 기기에 대한 전원선에 있어서 장애가 발생하였는지를 검출하는 것을 개시하고 있다.
일본 특허 공개 제2015-90307호 공보 일본 특허 공개 평8-251817호 공보 일본 특허 공개 평10-203740호 공보
특허문헌 3에 개시된 기술은, 장애가 완전한 지락이나 단락이면 어느 외부 기기에 대한 전원선에 있어서 장애가 발생하였는지를 검출할 수 있지만, 인코더의 전원 배선에 있어서의 장애의 검출에 적용한 경우에는, 전원 배선에 있어서의 장애와 신호 배선에 있어서의 장애의 분리를 행하거나 장애에 이르기 전의 징후를 발견하거나 하기에는 불충분하다.
본 발명의 목적은, 인코더에 대한 전원 배선에 있어서의 장애 개소를 용이하게 특정할 수 있는 인코더 시스템과, 그와 같은 인코더 시스템을 구비하는 모터 시스템 및 로봇을 제공하는 데 있다.
본 발명의 인코더 시스템은, 복수의 인코더와, 전원 전압을 발생시키는 인코더 전원 회로와, 전원 전압을 공급하기 위해서 인코더마다 마련되어 일단이 그 인코더에 접속하는 개별 전원 배선과, 개별 전원 배선마다 그 개별 전원 배선의 타단측에 마련되어 인코더 전원 회로에 대한 접속과 단절을 전환하는 스위치와, 개별 전원 배선마다 그 개별 전원 배선의 타단측에 있어서 스위치보다도 인코더측에 마련된 제1 전압 검출 회로를 갖는다.
본 발명의 인코더 시스템에서는, 스위치에 의해 개별 전원 배선을 1개씩 독립적으로 인코더 전원 회로에 접속하거나 단절할 수 있으며, 또한 개별 전원 배선마다 전압을 측정할 수 있으므로, 개별 전원 배선에 있어서의 지락이나 단락 등의 장애가 일어났을 때에 어느 개별 전원 배선에 있어서의 장애인지를 빠르게 판정할 수 있고, 또한 신호 배선 등에서의 장애로부터 분리하여 판정할 수 있어, 결함 개소의 특정을 단시간에 행할 수 있게 된다.
본 발명의 인코더 시스템에서는, 제1 전압 검출 회로가 전압값을 출력하도록 함과 함께, 인코더가 그 공급된 전원 전압을 검출하여 전압값으로서 출력하는 제2 전압 검출 회로를 구비하도록 하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제1 전압 검출 회로에서 검출된 전압값과 제2 전압 검출 회로에서 검출된 전압값의 차로부터, 개별 전원 배선에 있어서의 전압 강하나 배선 임피던스를 산출할 수 있어, 개별 전원 배선에 있어서의 이상이나 이상 전의 징후를 발견하는 것이 용이해진다. 전압 강하의 검출에 의해 백업 모드로 이행하는 기능을 인코더가 구비하고 있는 경우에는, 이상 시의 백업 모드로의 이행을 용이하게 행할 수 있다.
인코더에 제2 전압 검출 회로를 마련하는 경우에는, 또한, 제1 전압 검출 회로에서 검출한 전압값과 제2 전압 검출 회로에서 검출한 전압값의 차를 연산하는 연산 수단을 마련해도 된다. 연산 수단에 있어서 차를 연산함으로써, 전압 강하나 배선 임피던스를 자동적으로 산출할 수 있어, 이상이나 이상 전의 징후의 발견이 보다 용이해진다. 연산 수단은, 차에 따른 전원 제어 신호를 인코더 전원 회로에 출력해도 된다. 전원 제어 신호를 인코더 전원 회로에 송신함으로써, 전압 강하나 배선 임피던스에 변화가 있어도 인코더에 공급되는 전원 전압을 적정값으로 유지하는 것이 가능해진다.
본 발명에서는, 개별 전원 배선의 길이에 따라서 복수의 인코더를 복수의 계통으로 분류하고, 계통마다 인코더 전원 회로를 마련하도록 해도 된다. 개별 전원 배선의 길이가 다르면 전압 강하량도 다르기 때문에, 개별 전원 배선의 길이에 기초하여 복수의 계통으로 분류하고, 계통마다 인코더 전원 회로를 마련함으로써, 전압 강하량을 예측해서 인코더 전원 회로의 출력 전압을 설정할 수 있어 각 인코더에 실제로 공급되는 전원 전압의 값을 적정값에 보다 근접시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 모터 시스템은, 복수의 모터를 구비하는 모터 시스템이며, 본 발명의 인코더 시스템을 구비하고, 모터마다 인코더 시스템의 인코더가 마련되어 있다. 본 발명의 모터 시스템에 의하면, 본 발명의 인코더 시스템을 구비함으로써, 인코더마다 마련되는 개별 전원 배선에 있어서의 지락이나 단락 등의 장애가 일어났을 때에 어느 개별 전원 배선에 있어서의 장애인지를 빠르게 판정할 수 있어, 결함 개소의 특정을 단시간에 행할 수 있다.
본 발명의 로봇은, 복수의 모터를 구비하는 매니퓰레이터와 매니퓰레이터를 제어하는 컨트롤러를 갖는 로봇이며, 본 발명의 인코더 시스템을 구비하고, 모터마다 인코더 시스템의 인코더가 마련되어 있다. 본 발명의 로봇에 의하면, 인코더마다 마련되는 개별 전원 배선에 있어서의 지락이나 단락 등의 장애가 일어났을 때에 어느 개별 전원 배선에 있어서의 장애인지를 빠르게 판정할 수 있어, 결함 개소의 특정을 단시간에 행할 수 있다.
특히 본 발명의 로봇에서는, 개별 전원 배선마다의 제1 전압 검출 회로와 인코더 사이의 구간에, 매니퓰레이터의 이동에 수반하여 그 개별 전원 배선이 변형되는 구간이 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 일반적으로 로봇에서는 매니퓰레이터의 이동에 수반하여 배선의 일부가 변형되지만, 그와 같은 변형되는 구간에 있어서 배선에서의 단락이나 지락, 단선 등의 장애가 발생하기 쉽다. 그래서 개별 전원 배선에 있어서, 매니퓰레이터의 이동에 의해 수반된 변형되는 구간이, 타단측에 마련되어 있는 스위치 및 제1 전압 검출 회로와 일단측의 인코더 사이의 구간에 포함되도록 함으로써, 발생 빈도가 높을 것으로 예상되는 결함에 대하여, 그 결함의 발생 개소의 특정을 단시간에 행할 수 있어, 로봇의 다운 타임의 대폭적인 삭감이 가능해진다.
본 발명의 로봇에 있어서, 스위치 및 제1 전압 검출 회로는, 컨트롤러에 배치할 수 있다. 컨트롤러에 배치함으로써, 매니퓰레이터측의 개조를 행하지 않고 종래의 로봇에 대하여 본 발명을 적용하는 것이 가능해진다. 또는 본 발명의 로봇에 있어서, 스위치 및 제1 전압 검출 회로는, 매니퓰레이터에 배치할 수 있다. 매니퓰레이터에 배치하면, 컨트롤러와 매니퓰레이터의 사이에 있어서 인코더에 관한 전원 배선을 1개만 준비하면 되므로, 배선의 배치 등을 간단하게 행할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 복수의 인코더에 대하여 공통의 전원 회로로부터 전원 전압을 공급하는 경우에 있어서, 전원 배선에 있어서의 장애 개소를 용이하게 특정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시의 일 형태의 로봇을 나타내는 블록도이다.
도 2는 인코더에 전력을 공급하는 종래의 형태를 나타내는 블록도이다.
도 3은 다른 실시 형태의 로봇을 나타내는 블록도이다.
도 4는 또 다른 실시 형태의 로봇을 나타내는 블록도이다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시의 일 형태의 로봇을 나타내고 있다. 이 로봇은, 컨트롤러(10)와 매니퓰레이터(50)로 이루어지는 것이며, 매니퓰레이터(50)는 복수의 축을 구비하고 있다. 매니퓰레이터(50)에서는, 축마다, 모터(51)와 그 축의 모터(51)에 기계적으로 접속하는 인코더(52)가 마련되어 있다. 도시한 것에서는 축의 수가 4인 것으로 하여 모터(51)와 인코더(52)의 세트가 4세트 그려져 있지만, 매니퓰레이터(50)에 있어서의 축의 수는 5 이상이어도 된다.
컨트롤러(10)는, 매니퓰레이터(50) 내의 각 축의 모터(51)를 구동하는 드라이버 회로(11)와, 각 축의 인코더(52)에 공급되는 전원 전압을 생성하는 인코더 전원 회로(12)와, 각 축의 인코더(52)로부터 모터 위치 등을 나타내는 신호를 수신하는 인코더 수신 회로(13)와, 마이크로프로세서 등에 의해 구성되어 로봇 전체의 제어를 행하기 위해서 필요한 연산 등을 실행하는 제어부(14)를 구비하고 있다. 도면에서는, 설명을 위해서, 제어부(14)에 관계되는 배선은 파선으로 도시되어 있다. 각 축의 모터(51)는, 모터(51)마다 마련되어 있는 모터 배선(53)에 의해 드라이버 회로(11)에 접속하고, 드라이버 회로(11)에 의해 축마다 독립적으로 구동된다. 각 축의 인코더(52)에 전원 전압을 공급하기 위해서, 적어도 매니퓰레이터(50) 내에서는 인코더(52)마다 개별 전원 배선(54)이 마련되어 있다. 개별 전원 배선(54)은, 컨트롤러(10) 내에도 연장되어 있다. 한편, 인코더 전원 회로(12)로부터는 공통 전원 배선(21)을 통해 전원 전압이 출력된다. 컨트롤러(10) 내에 있어서, 공통 전원 배선(21)에 대하여 축마다의 개별 전원 배선(54)이 축마다의 스위치(22)를 통해 접속하고 있다. 그리고 컨트롤러(10)에는, 개별 전원 배선(54)마다, 그 대응하는 개별 전원 배선(54)에 접속해서 전압을 검출하는 전압 검출 회로(23)가 마련되어 있다. 개별 전원 배선(54)에 있어서 전압 검출 회로(23)가 마련되는 위치는, 스위치(22)에 근접하고 있지만 스위치(22)보다도 인코더(52)측으로 되어 있다. 따라서 개별 전원 배선(54)은, 일단이 인코더(52)에 접속함과 함께, 타단측에 스위치(22) 및 전압 검출 회로(23)가 마련되어 있게 된다. 이 로봇에서는, 각 축의 인코더(52)에 대한 전원 전압은, 인코더(52)에 공통으로 마련되어 있는 공통 전원 배선(21)으로부터, 인코더(52)마다 마련되어 있는 스위치(22) 및 개별 전원 배선(54)을 통해 공급되게 된다. 스위치(22)는, 인코더 전원 회로(12)에 대한 접속 및 단절을 인코더(52)마다 실현한다.
각 축의 인코더(52)로부터의 신호는, 인코더(52)마다 마련된 신호 배선(55)을 통해 인코더 수신 회로(13)에 입력된다. 컨트롤러(10)에는, 각 신호 배선(55)에 있어서의 신호 전압 등을 검출함으로써 신호 배선(55)의 단선을 검출하는 단선 검출 회로(15)도 마련되어 있다. 제어부(14)는, 예를 들어 외부로부터 입력하는 위치 명령과 각 인코더(52)로부터 입력하는 위치 데이터에 기초하여, 매니퓰레이터(50)의 위치가 위치 명령에 의해 지정된 위치로 되도록 드라이버 회로(11)를 통해 각 축의 모터(51)를 구동하는 제어를 실행하는데, 각 스위치(22)의 온(도통)/오프(차단)나 인코더 전원 회로(12)를 더 제어하고, 단선 검출 회로(15)로부터의 입력이나 각 전압 검출 회로(23)에서의 검출값에 기초하여 장애의 발생 유무나 장애 개소의 특정을 행한다. 제어부(14)로부터의 제어를 가능하게 하기 위해서, 스위치(22)는, 예를 들어 메커니컬 릴레이나 반도체 스위치에 의해 구성된다.
본 실시 형태의 로봇은, 예를 들어 액정 표시 패널의 제조에 사용하는 유리 기판 등을 반송하기 위한 로봇이며, 대형의 매니퓰레이터(50)를 구비함과 함께, 매니퓰레이터(50)의 이동 거리도 긴 것이다. 그 때문에, 매니퓰레이터(50) 내에 있어서의 모터 배선(53), 개별 전원 배선(54) 및 신호 배선(55)의 길이도 예를 들어 수십 m에도 달한다. 매니퓰레이터(50)가 동작하여 이동함으로써, 모터 배선(53), 개별 전원 배선(54) 및 신호 배선(55)도 매니퓰레이터(50)와 함께 이동하고, 그 결과, 구부러지거나 비틀리거나 해서 즉 변형되어 다양한 스트레스를 받게 된다. 이와 같은 스트레스는 배선에 있어서의 지락이나 단락, 단선의 원인이 될 수 있는 것이다.
종래의 로봇에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 인코더 전원 회로(12)로부터의 공통 전원 배선(21)이 컨트롤러(10)로부터 매니퓰레이터(50)까지 연장됨과 함께, 공통 전원 배선(21)의 말단에 대하여 각 인코더(52)로부터의 개별 전원 배선(54)이 직접 접속하고 있었다. 그 결과, 어느 축의 개별 전원 배선(54)에 있어서 지락 등의 장애가 발생하면, 인코더 전원 회로(12)의 출력이 과전류에 의해 차단되거나 출력 전압이 저하되어, 모든 인코더(52)에 대한 전원 공급이 정지한다. 전원 전압에 있어서의 이상을 검출하는 기능을 각 인코더(52)가 구비하고 있는 경우라도, 인코더(52)로부터의 신호에 따라서는, 어느 인코더(52)에 접속하는 개별 전원 배선(54)에 있어서 장애가 발생하였는지를 특정할 수 없다. 장애 개소의 특정을 위해서는, 매니퓰레이터(50) 내의 개별 전원 배선(54)의 전부를 눈으로 보아 점검하지 않을 수 없게 된다. 액정 표시 패널용 유리 기판을 반송하는 로봇의 경우, 매니퓰레이터(50)가 대형화함과 함께, 매니퓰레이터(50) 자체가 클린 룸이나 감압 환경하에 배치되므로, 매니퓰레이터(50) 내의 개별 전원 배선(54)의 전부를 점검하여 로봇을 장애로부터 복구시키는 데 많은 시간을 요한다.
이에 반하여 도 1에 도시한 본 실시 형태의 로봇에서는, 각각의 인코더(52)에 접속하는 개별 전원 배선(54)에 있어서, 인코더 전원 회로(12)에 접속하는 공통 전원 배선(21)에 접속하는 위치로부터 약간 인코더(52)에 가까운 위치에 스위치(22)를 마련하고 있다. 이 스위치(22)는, 개별 전원 배선(54)마다 즉 인코더(52)마다 제어부(14)에 의해 개별로 온/오프 제어하는 것이 가능하다. 그래서 컨트롤러(10)의 전원이 투입된 직후 등의 시점에 있어서, 인코더(52)마다의 스위치(22)를 개별로 온으로 하고 이어서 오프로 하는 것을 각 인코더(52)에 대하여 차례로 실행한다. 이때, 온으로 된 스위치(22)에 대응하는 인코더(52)로부터의 신호를 인코더 수신 회로(13)에 있어서 정확하게 수신할 수 있으면, 그 인코더(52)에 대응하는 개별 전원 배선(54) 및 신호 배선(55)은 모두 정상이라고 판단할 수 있다. 이에 반하여, 온으로 된 스위치(22)에 대응하는 인코더(52)로부터의 신호를 정확하게는 수신할 수 없는 경우에는, 그 인코더(52)에 대응하는 개별 전원 배선(54) 및 신호 배선(55)의 적어도 한쪽에 지락 등의 장애가 있다고 판정할 수 있다. 이때, 대응하는 개별 전원 배선(54)에 접속되어 있는 전압 검출 회로(23)에 있어서 정확하게 전원 전압을 검출할 수 있으면, 대응하는 인코더(52)로부터의 신호 배선(55)에 장애가 발생하였다고 판단할 수 있다. 반대로, 하나의 스위치(22)만이 온으로 되고, 또한 그 스위치에 인접하여 마련되어 있는 전압 검출 회로(23)에 있어서 전원 전압을 검출할 수 없으면, 그 스위치(22)에 접속하는 개별 전원 배선(54)에 있어서의 지락 또는 단락이 발생하였다고 판단할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제어부(14)가 하나씩 스위치(22)를 차례로 온으로 함으로써, 어느 인코더(52)에 접속하는 배선에 장애가 발생하고 있거나, 그 장애가 발생하고 있는 배선이 개별 전원 배선(54)인지 신호 배선(55)인지를 용이하게 특정할 수 있게 되어, 배선을 눈으로 보는 등에 의해 점검해야 한다고 해도 점검 개소를 한정할 수 있어, 장애 개소의 특정이나 장애로부터의 복구에 요하는 시간을 크게 단축하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 있어서 전압 검출 회로(23)는, 입력 전압이 정상인지 여부를 판별하는 것만의 전압 비교기 회로로 구성되어 있어도 된다. 그러나 전압 검출 회로(23)는, 양부를 나타내는 2치 신호를 출력하는 것보다도, 측정된 전압을 전압값으로서 출력하는 것이면 바람직하다. 여기에서 말하는 전압값은, 아날로그값이어도 되고, 아날로그/디지털(A/D) 변환 기능 등에 의해 다치 데이터로서 표현된 디지털값이어도 된다. 전압 검출 회로(23)가 아날로그값 또는 다치 데이터인 전압값을 검출하는 회로이며, 인코더(52)에도 그 공급되는 전원 전압을 검출하는 회로가 마련되어 있는 것으로 하면, 전압 검출 회로(23)에서 검출된 전압값과 인코더(52)에 있어서 검출된 전압값으로부터, 개별 전원 배선(54)에 있어서의 전압 강하량을 구할 수 있다. 대형의 매니퓰레이터(50)이면 개별 전원 배선(54)도 길어, 개별 전원 배선(54)에 의해 공급되는 전원 전압에서의 전압 강하를 무시할 수는 없다. 인코더(52)에 있어서의 소비 전류는 기지의 사실이며 크게는 변동하지 않기 때문에, 개별 전원 배선(54)에서의 전압 강하량과 인코더(52)의 소비 전류로부터 개별 전원 배선(54)의 배선 임피던스를 산출하는 것이 가능하게 되어, 보수나 설계 마진의 확인을 용이하게 행할 수 있게 된다. 전압 강하량이나 배선 임피던스의 변화를 추적함으로써, 배선에 있어서의 이상의 발생이나 이상 전의 징후의 발견을 용이하게 행할 수 있게 된다. 인코더(52)로 실제로 측정된 전원 전압을 제어부(14)로 피드백하고, 제어부(14)가 인코더 전원 회로(12)를 제어함으로써, 개별 전원 배선(54)에서의 전압 강하량에 구애되지 않고 인코더(52)에 실제로 공급되는 전원 전압값을 적정값으로 할 수 있다. 예를 들어 제어부(14)는, 전압 검출 회로(23)에서 검출된 전압값과 인코더(52)에 있어서 검출된 전압값의 차를 구하고, 이 차에 따른 전압 제어 신호를 인코더 전원 회로(12)로 출력한다.
대형의 매니퓰레이터(50)의 경우, 모터(51)나 인코더(52)가 매니퓰레이터(50)의 어느 축의 것인지에 따라서, 모터 배선(53), 개별 전원 배선(54) 및 신호 배선(55)의 길이가 크게 다른 경우가 있다. 개별 전원 배선(54)의 길이가 다르면 개별 전원 배선(54)에 있어서의 전압 강하량도 다르게 되어, 인코더(52)에 실제로 공급되는 전원 전압도 다르게 된다. 개별 전원 배선(54)에서의 전압 강하량이 다른 경우, 동일한 인코더 전원 회로(12)로부터 복수의 인코더(52)에 대하여 전원 전압을 공급한 경우에 인코더(52)마다 실제로 공급되는 전원 전압이 다르고, 상술한 바와 같이 전원 전압의 측정값을 피드백하여 인코더 전원 회로(12)를 제어하였다고 해도, 모든 인코더(52)에 있어서 실제의 전원 전압을 적정값으로 하는 제어를 행하는 것은 어렵다. 한편 인코더(52)의 수만큼 인코더 전원 회로(12)를 준비하고, 인코더(52)에 대하여 인코더 전원 회로(12)로부터 일대일로 전원 전압을 공급하는 것은, 컨트롤러(10)를 필요 이상으로 대규모인 것으로 한다.
도 3에 도시한 본 발명의 다른 실시 형태의 로봇은, 도 1에 도시한 로봇과 마찬가지의 것이지만, 개별 전원 배선(54)의 길이에 의해 인코더(52)에 실제로 공급되는 전원 전압이 불균일하게 되는 것을 경감시키기 위해서, 개별 전원 배선(54)의 길이에 따라서 복수의 인코더(52)를 몇 가지 계통으로 분류하고, 계통마다 인코더 전원 회로(12, 16)를 마련하도록 한 것이다. 도시한 것에서는 2개의 인코더 전원 회로(12, 16)가 마련되어 있으며, 4개의 인코더(52) 중, 개별 전원 배선(54)의 길이가 상대적으로 짧은 2개의 인코더(52)에 대해서는 인코더 전원 회로(12)로부터 전원 전압을 공급하고, 개별 전원 배선(54)의 길이가 상대적으로 긴 2개의 인코더(52)에는 인코더 전원 회로(16)로부터 전원 전압을 공급하고 있다. 인코더 전원 회로(12, 16)는, 각각, 제어부(14)로부터의 제어에 의해 출력 전압을 조정할 수 있는 것이지만, 기본적으로는 이들 출력 전압은, 개별 전원 배선(54)에 있어서의 전압 강하량을 가미한 것으로 되어 있다. 이에 의해, 개별 전원 배선(54)의 길이 차이에 구애되지 않고 각 인코더(52)를 보다 적정값에 가까운 전원 전압으로 구동하는 것이 가능해진다. 인코더 전원 회로(12, 16)마다 공통 전원 배선(21)이 마련되는 것, 각 공통 전원 배선(21)으로부터 복수의 개별 전원 배선(54)이 분기하는 것, 개별 전원 배선(54)마다 스위치(22)와 전압 검출 회로(23)가 마련되는 것은, 도 1에 도시한 것과 마찬가지이다.
도 3에 도시한 로봇에서는, 각각의 인코더(52)에 실제로 공급된 전원 전압 에 기초하여 인코더 전원 회로(12, 16)의 출력 전압 피드백 제어를 독립적으로 행할 수 있다. 전압 강하량의 차이에도 불구하고, 4개의 인코더(52)에 있어서 각각의 인코더(52)에 실제로 공급되는 전압의 불균일은 작아져서, 이들 인코더(52)에 실제로 공급되는 전원 전압을 적정값에 의해 근접하는 것이 가능해진다.
도 1에 도시한 로봇에서는 스위치(22) 및 전압 검출 회로(23)를 컨트롤러(10) 내에 마련하고 있지만, 스위치(22) 및 전압 검출 회로(23)를 매니퓰레이터(50) 내에 마련하는 것도 가능하다. 도 4에 도시한 또 다른 실시 형태의 로봇은, 도 1에 도시한 로봇에 있어서, 공통 전원 배선(21)을 매니퓰레이터(50)까지 길게 늘림과 함께, 공통 전원 배선(21)으로부터의 개별 전원 배선(54)에 대한 분기점과 스위치(22) 및 전압 검출 회로(23)를 매니퓰레이터(50) 내에 마련하고, 스위치(22)를 더 제어하여 전압 검출 회로(23)로부터 검출 결과를 수취하는 제어부(60)를 마련한 것이다. 제어부(60)는, 컨트롤러(10) 내에 마련되어 있는 제어부(14)와 협동하여 로봇의 제어를 행한다. 배선에 있어서의 장애는, 그 배선이 변형되는 개소에 있어서 특히 발생하기 쉽다고 생각되기 때문에, 장애를 보다 확실하게 검출할 수 있도록 하기 위해서, 스위치(22) 및 전압 검출 회로(23)는, 개별 전원 배선(54)에 있어서 매니퓰레이터(50)의 이동에 수반하여 이동하는 부분보다도 컨트롤러(10)의 가까운 측에 마련하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 매니퓰레이터(50) 내에 있어서 컨트롤러(10)와 접속이 행해지는 개소의 근방에 있어서, 공통 전원 배선(21)으로부터 개별 전원 배선(54)을 분기시킴과 함께 스위치(22) 및 전압 검출 회로(23)를 마련하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명에 기초하는 로봇을 설명하였지만, 본 발명이 적용되는 것은 로봇에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 복수의 인코더를 갖는 인코더 시스템이면 어떤 것에도 적용할 수 있다. 또한, 복수의 모터를 갖는 모터 시스템이며 모터마다 인코더가 마련되는 모터 시스템에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
10: 컨트롤러
11: 드라이버 회로
12, 16: 인코더 전원 회로
13: 인코더 수신 회로
14, 60: 제어부
15: 단선 검출 회로
21: 공통 전원 배선
22: 스위치
23: 전압 검출 회로
50: 매니퓰레이터
51: 모터
52: 인코더
53: 모터 배선
54: 개별 전원 배선
55: 신호 배선

Claims (10)

  1. 복수의 인코더와,
    전원 전압을 발생시키는 인코더 전원 회로와,
    상기 전원 전압을 공급하기 위해서 상기 인코더마다 마련되어 일단이 당해 인코더에 접속하는 개별 전원 배선과,
    상기 개별 전원 배선마다 당해 개별 전원 배선의 타단측에 마련되어 상기 인코더 전원 회로에 대한 접속과 단절을 전환하는 스위치와,
    상기 개별 전원 배선마다 당해 개별 전원 배선의 상기 타단측에 있어서 상기 스위치보다도 인코더측에 마련된 제1 전압 검출 회로를
    갖는 인코더 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 회로는 전압값을 출력하고,
    상기 인코더는, 공급된 전원 전압을 검출하여 전압값으로서 출력하는 제2 전압 검출 회로를 구비하는, 인코더 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전압 검출 회로에서 검출한 전압값과 상기 제2 전압 검출 회로에서 검출한 전압값의 차를 연산하는 연산 수단을 갖는, 인코더 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연산 수단은, 상기 차에 따른 전원 제어 신호를 상기 인코더 전원 회로에 출력하는, 인코더 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별 전원 배선의 길이에 따라서 상기 복수의 인코더가 복수의 계통으로 분류되고, 계통마다 상기 인코더 전원 회로가 마련되어 있는, 인코더 시스템.
  6. 복수의 모터를 구비하는 모터 시스템이며,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 인코더 시스템을 구비하고, 상기 모터마다 상기 인코더 시스템의 상기 인코더가 마련되어 있는, 모터 시스템.
  7. 복수의 모터를 구비하는 매니퓰레이터와 상기 매니퓰레이터를 제어하는 컨트롤러를 갖는 로봇이며,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 인코더 시스템을 구비하고, 상기 모터마다 상기 인코더 시스템의 상기 인코더가 마련되어 있는 로봇.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개별 전원 배선마다의 상기 제1 전압 검출 회로와 상기 인코더 사이의 구간에, 상기 매니퓰레이터의 이동에 수반하여 당해 개별 전원 배선이 변형되는 구간이 포함되는, 로봇.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 스위치 및 상기 제1 전압 검출 회로가 상기 컨트롤러에 배치되는, 로봇.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 스위치 및 상기 제1 전압 검출 회로가 상기 매니퓰레이터에 배치되는, 로봇.
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