WO2020066431A1 - エンコーダ、駆動装置、ロボット装置、制御システム及びその制御方法 - Google Patents

エンコーダ、駆動装置、ロボット装置、制御システム及びその制御方法 Download PDF

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賢治 小俣
晃一 坂田
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株式会社ニコン
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    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position

Definitions

  • the present invention relates to an encoder, a driving device including the encoder, a robot device including the driving device, a control system including the encoder, and a control method of the driving device.
  • an encoder for example, a rotary encoder
  • the motor is controlled.
  • a torque detection device As a conventional torque detection device, a motor rotation shaft and an output shaft are connected by a coil spring, information about the rotation angles of the motor rotation shaft and the output shaft is detected, and the motor torque is determined from the information about the two rotation angles.
  • a device that obtains the information for example, see Patent Document 1).
  • the conventional torque detection device is large because it uses two rotation angle detection units, and the detection accuracy may be affected by variations in the rotation angle of the output shaft and friction caused by grease on the output shaft. there were.
  • motors equipped with encoders are used in more various applications, and high-precision control is required, and it is necessary to consider detecting the motor load with a simple configuration and high accuracy. It has been demanded.
  • a motor unit that is connected to a fixed unit via an elastic body to drive a first displacement unit, and converts a displacement of the first displacement unit into a second displacement unit
  • a first detector for detecting first displacement information of the first displacement portion
  • a second detector for detecting second displacement information of the second displacement portion.
  • a third detector that detects third displacement information of the motor unit with respect to the fixed unit, and information about the drive amount of the motor unit using the first and second displacement information
  • a calculation unit for obtaining information on a load on the motor unit using the third displacement information.
  • the motor unit that drives the first displacement unit the elastic body that displaceably connects the motor unit to the fixed unit to which the motor unit is fixed, and the first displacement unit
  • a transmission unit that converts the displacement to drive a second displacement unit, a first detector that detects first displacement information of the first displacement unit, and a second detector that detects second displacement information of the second displacement unit A detector, a third detector for detecting third displacement information of the motor unit with respect to the fixed unit, and information about a driving amount of the motor unit is obtained using the first and second displacement information.
  • a drive device is provided that includes: a calculation unit that obtains load information on the motor unit using the three displacement information; and a control unit that controls the motor unit by using information obtained by the calculation unit.
  • a robot apparatus including the driving device according to the second aspect.
  • a control system of the driving device wherein the first detector detects first displacement information of the first displacement portion, and the second detector detects second displacement information of the second displacement portion.
  • the first detector detects first displacement information of the first displacement portion
  • the second detector detects second displacement information of the second displacement portion.
  • a third detector that detects third displacement information of the motor unit with respect to the fixed unit, and information about the drive amount of the motor unit using the first and second displacement information.
  • a control system includes a calculation unit that obtains load information on the motor unit using the third displacement information, and a control unit that controls the motor unit using information obtained by the calculation unit.
  • a control method of the drive device comprising: detecting first displacement information of the first displacement portion; detecting second displacement information of the second displacement portion; Detecting the third displacement information of the motor unit with respect to the fixed unit, using the first and second displacement information to obtain information on the drive amount of the motor unit, and using the third displacement information
  • a control method including obtaining information on a load on a motor unit, and controlling the motor unit using information on the driving amount and the information on the load.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a driving device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a perspective view showing an elastic member in FIG. 1
  • FIG. 2B is a view showing a dynamic model of the driving device in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the driving device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a combining unit in FIG. 3.
  • 2 is a flowchart illustrating an example of a control method of the driving device in FIG. 1. It is a sectional view showing the drive concerning a 2nd embodiment. It is sectional drawing which shows the drive device which concerns on 3rd Embodiment. It is a figure showing a drive concerning a 4th embodiment.
  • FIG. 1 shows a driving device 10 according to the present embodiment.
  • a driving device 10 includes, for example, a base member (fixing portion) 30A fixed to a floor surface (not illustrated) of a factory where a robot device is installed via a supporting member (eg, an arm or the like) not illustrated.
  • the drive device 10 includes an arithmetic unit 16 that processes the detection signal of the encoder unit 12 and a control unit 24 that drives the motor unit 14 using the processing result of the arithmetic unit 16.
  • the first rotating shaft 18A has a hollow cylindrical shape
  • the second rotating shaft 18B is arranged so as to pass through the inside 18Ad of the cylindrical first rotating shaft 18A.
  • the central axis of the first rotating shaft 18A coincides with the central axis of the second rotating shaft 18B, and each of the rotating shafts 18A and 18B is rotatable around its central axis (an axis parallel to the Z axis).
  • the motor unit 14 is a three-phase AC motor, but a DC motor or the like can be used as the motor unit 14.
  • the base member 30A has a ring-shaped first support member 30B and a cylindrical second support member 30C fixed on the ⁇ Z direction side with respect to the first support member 30B.
  • the motor unit 14 has a motor case 30D including a cylindrical holding member 30E and a ring-shaped pressing member 30F provided so as to cover a side surface of the holding member 30E in the + Z direction.
  • a first rotating shaft 18A is rotatably supported on two opposing side surfaces via a pair of rotating bearings 28A and 28B.
  • the motor unit 14 includes a plurality of magnets 20 mounted on an outer surface of a central shaft portion 18Ac of the first rotating shaft 18A, and a plurality of coils 22 disposed on an inner surface of a motor case 30D so as to surround the magnet 20. Having.
  • the coil 22 is connected to the control device 24 via a plurality of signal lines 26.
  • the side surface of the first support member 30B at the end in the + Z direction of the base member 30A and the side surface of the end 30Ea of the motor case 30D (holding member 30E) in the ⁇ Z direction are connected by an elastic member 32.
  • the elastic member 32 is provided between the base member 30A (first support member 30B) and the motor case 30D (holding member 30E) in a direction (Z direction) along the central axis of the first rotation shaft 18A and the second rotation shaft 18B. Between them, the first support member 30B and the holding member 30E are arranged in contact with each other.
  • the elastic member 32 includes an inner annular zone (eg, a first element) 32a fixed to the end 30Ea and an outer annular zone fixed to the first support member 30B.
  • the centers of the annular portions 32a and 32b coincide with the central axes of the rotating shafts 18A and 18B, and the leaf spring portion 32c can be elastically deformed around the central axis within a predetermined range.
  • the elastic member 32 is also a so-called flexure.
  • the motor part 14 including the motor case 30D is moved by the elastic member 32 with respect to the base member 30A around a central axis thereof (eg, an axis coinciding with the central axes of the rotating shafts 18A and 18B) or in the Z axis. It is rotatable in a + ⁇ z direction or a ⁇ z direction within a predetermined range in a rotation direction (hereinafter, referred to as a ⁇ z direction) around a parallel axis.
  • the elastic member 32 can reduce the range of the relative rotation angle of the motor unit 14 in the ⁇ z direction with respect to the base member 30A by increasing the rigidity of the leaf spring portion 32c.
  • a speed reducer 48 (speed conversion unit or transmission unit) is disposed inside the second support member 30C of the base member 30A via a rotary bearing 28D.
  • the input shaft 46 of the speed reducer 48 is connected to the -Z direction end 18Ab of the first rotary shaft 18A, and the output shaft of the speed reducer 48 is connected to the -Z direction end 18Bb of the second rotary shaft 18B.
  • the speed reducer 48 reduces the rotation speed of the first rotation shaft 18A to, for example, about 1/300 and transmits the rotation speed to the second rotation shaft 18B.
  • a driven part (not shown) is connected to a surface in the ⁇ Z direction of the speed reducer 48 (an end in the ⁇ Z direction of the second rotating shaft 18B).
  • the elastic member 32 is arranged near the speed reducer 48.
  • a cylindrical support member (encoder case, encoder main body) 30G having a step on the side surface in the + Z direction of motor case 30D is fixed, and rotates on the inner surface of mounting member 30H fixed on the + Z direction surface of support member 30G.
  • the end 18Ba in the + Z direction of the second rotating shaft 18B is supported via a bearing 28C and a fixing member (shaft fixing portion) 30I.
  • the substrate 38A is held on the inner surface of the support member 30G via the support member 36, the substrate 38B is mounted on the + Z direction surface of the mounting member 30H, and the substrate 38C is mounted on the + Z direction surface of the first support member 30B. I have.
  • a reflection-type pattern (not shown) for detecting the position in the rotation direction is provided on the support member 36A at the tip of the end portion 18Aa in the + Z direction of the first rotation shaft 18A and the end portion 18Ba of the second rotation shaft 18B.
  • the first and second rotating plates 34A and 34B in a ring shape and a disc shape on which a rotating detection pattern is formed are attached.
  • the reflection type and the rotation type are detected on the surface in the -Z direction (the area outside the annular zone 32a inside the elastic member 32) of the end 30Ea in the -Z direction (connection part of the motor unit) of the motor case 30D.
  • a ring-shaped third rotating plate 34C on which a pattern is formed is attached.
  • the encoder unit 12 includes a first detection unit 33A, a second detection unit 33B, and a third detection unit 33C.
  • the first detection unit (position detection sensor) 33A receives a first rotary plate 34A, a light source 40A that irradiates a pattern on the first rotary plate 34A with detection light, and receives light (eg, reflected light) from the pattern.
  • the information (angle, angular velocity, and / or first rotation axis) of the light receiving element 42A and the position of the rotating plate 34A (and the first rotating shaft 18A) in the ⁇ z direction with respect to the motor unit 14 by processing the detection signal of the light receiving element 42A.
  • a processing circuit 44A for calculating displacement information including multi-rotation information indicating how many times the 18A has rotated (hereinafter referred to as encoder information) S1A.
  • the light source 40A, the light receiving element 42A, and the processing circuit 44A are mounted on the substrate 38A.
  • the second detection unit (position detection sensor) 33B includes a second rotating plate 34B, a light source 40B that irradiates the pattern of the second rotating plate 34B with detection light, and light (eg, reflected light) from the pattern.
  • a processing circuit 44B that processes a detection signal of the light receiving element 42B to obtain encoder information S1B of the rotating plate 34B (and the second rotating shaft 18B) in the ⁇ z direction with respect to the motor unit 14.
  • the light source 40B, the light receiving element 42B, and the processing circuit 44B are mounted on the substrate 38B.
  • the third detection unit 33C includes a third rotating plate 34C, a light source 40C that irradiates the pattern of the third rotating plate 34C with detection light, a light receiving element 42C that receives light (eg, reflected light) from the pattern, A processing circuit 44C that processes the detection signal of the light receiving element 42C to obtain encoder information S1C of the rotating plate 34C (and the motor unit 14) in the ⁇ z direction with respect to the base member 30A.
  • the light source 40C, the light receiving element 42C, and the processing circuit 44C are mounted on the substrate 38C.
  • the substrate 38C is attached to a surface in the + Z direction of the first support member 30B (the connecting portion of the fixed portion).
  • the third detection unit 33C is configured to be structurally separated from the first detection unit 33A and the second detection unit 33B (disposed at a separated position), and the first support member 30B (the base member 30A).
  • the motor case 30D is disposed at the end portion 30Ea of the motor case 30D in the -Z direction (the connection portion between the motor portion 14 and the elastic member 32).
  • Each of the detection units 33A to 33C of the present embodiment is also a rotary encoder.
  • the encoder information S1A, S1B, S1C is supplied to the arithmetic unit 16.
  • the rotating plates 34A to 34C can also be called rotating scales or disks.
  • the detection patterns formed on the rotating plates 34A to 34C may be any type such as an absolute type or an incremental type.
  • the rotating plates 34A to 34C are of a reflection type, but the rotating plates 34A to 34C may be formed with a transmission type pattern.
  • the arithmetic unit 16 supplies the information on the drive amount of the motor unit 14 generated using the encoder information S1A, S1B, S1C to the control unit 24, and controls the current value supplied to the coil 22 by the control unit 24 accordingly. . By this operation, the rotation angle and the like of the second rotation shaft 18B are controlled to target values.
  • FIG. 2B is a dynamic model of the driving device 10 of FIG. 2B, the holding member 30E of the motor unit 14 is connected to the base member 30A via the elastic member 32, and the speed reducer 48 is connected to the motor unit 14 via the first rotating shaft 18A.
  • the driven unit 50 is connected to the speed reducer 48 via the second rotation shaft 18B.
  • the rigidity of the elastic member 32 is K B
  • the viscosity proportional coefficient is C B
  • the moment of the motor unit 14 is J M
  • the viscosity proportional coefficient is C M
  • the rigidity of the speed reducer 48 is K
  • the viscosity proportional coefficient is C
  • the speed is reduced.
  • the ratio is R
  • the moment of the driven part 50 is J L
  • the entire moment of the driving device 10 is J all
  • the torque acting on the reducer 48 from the motor unit 14 via the first rotary shaft 18A is ⁇ M
  • Let ⁇ L be the torque acting on the driven part 50 from 48 via the second rotating shaft 18B.
  • the torque ⁇ L is a load acting on the motor unit 14. Since this load (torque ⁇ L ) fluctuates as a function of time, the rotation accuracy of the motor unit 14 (the error of the rotation angle of the driven unit 50 from the target value) is affected without any compensation. Therefore, the load is detected using the detection result of the third detection unit (load detection sensor) 33B as described later.
  • the rotation angle ⁇ B of the motor unit 14 with respect to the base member 30A is measured by the third detection unit 33C, and the motor unit 14 is detected by the first detection unit 33A.
  • the rotation angle ⁇ M of the first rotation shaft 18A with respect to the (or the holding member 30E) is measured, and the second detection portion 33B measures the motor angle.
  • the rotation angle ⁇ L of the second rotating shaft 18B with respect to the holding member 14E (or the holding member 30E) (the motor unit 14 or the holding member 30E serving as a reference position for detection by the first detection unit 33A) is measured.
  • the rotation angles ⁇ B , ⁇ M , and ⁇ L are included in the encoder information S1A, S1B, S1C described above.
  • the second detection unit 33B detects the rotation angle of the second rotary shaft 18B with respect to the speed reducer 48, may use this rotation angle in place of the rotation angle theta L.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the driving device 10 of FIG. 1 corresponding to the dynamic model of FIG. 2B.
  • FIG. 3 shows the information on the load applied to the motor unit 14 using the information on the rotation angles ⁇ M , ⁇ L , and ⁇ B detected by the encoder unit 12, and the second rotation shaft 18 ⁇ / b> B (the driven unit)
  • a control circuit for driving the motor unit 14 so that the motor unit 14 is rotated at the rotation angle described below.
  • blocks surrounded by dotted lines, which are the driven unit 50, the speed reducer 48, and the motor unit 14, represent elements of the respective transfer functions.
  • a signal corresponding to the torque command value ⁇ M supplied from the control device 24 is supplied to the subtraction point 56A, and the subtraction point 56A outputs from the conversion section 58H corresponding to the reduction ratio R of the speed reducer 48. is also supplied signal, the difference signal of the two signals obtained by the subtraction point 56A is a transfer function (1 / (J M s + C M)) in via block 56B represented integrator 56C and the reduction gear 48, and the output of the integrating unit 56C is supplied to the combining unit 52 of the arithmetic unit 16 and the converting unit 58A of the reduction gear 48 as a signal corresponding to the rotation angle ⁇ M detected by the first detecting unit 33A. Is done.
  • the output signal of the conversion unit 58A is supplied to a subtraction point 58B, and the rotation angle ⁇ L output from the driven unit 50 (detected by the second detection unit 33B) is supplied to the subtraction point 58B. Is also supplied, and a signal obtained by taking the difference between the two signals at the subtraction point 58B is supplied to the addition point 58D via the elastic portion 58C having the rigidity K. Further, a signal output from the conversion unit 58E and a signal output from a rotating unit 60A, which will be described later, of the driven unit 50 are supplied to a subtraction point 58F.
  • the output signal of the addition point 58D is supplied to the conversion unit 58H and the driven unit 50 corresponding to the reduction ratio R via the damper unit 58G, and the output signal of the conversion unit 58H is subtracted by the motor unit 14. It is supplied to point 56A.
  • the signal supplied from the addition point 58D of the speed reducer 48 is supplied to the integration unit 60B and the subtraction point 58F of the speed reducer 48 via the rotation unit 60A due to the moment J L, and the output of the integration unit 60B is output.
  • FIG. 4 shows an example of the synthesizing unit 52 that obtains a signal corresponding to an accurate rotation angle of the second rotation shaft 18B from signals corresponding to the rotation angles ⁇ L and ⁇ M.
  • a signal corresponding to the rotation angle ⁇ L is supplied to a low-pass filter unit 68D that passes a signal in a frequency range F 1 lower than a predetermined cutoff frequency and a multiplication unit 68A with a predetermined gain ⁇ , and The signal corresponding to ⁇ M is supplied to a multiplication unit 68B of a predetermined gain ⁇ .
  • the output signal of the multiplying sections 68A and 68B are added by the summing point 68C, summed signal is fed to a high pass filter section 68E that passes signals in the high frequency range F 2 than a predetermined cutoff frequency, the filter unit A signal obtained by adding the output signals of 68D and 68E at an addition point 68F (hereinafter, referred to as a signal yFS -SRC ) is supplied to the control device 24 of FIG.
  • a signal yFS -SRC position information or information on the driving amount of the motor unit 14) corresponding to the rotation angle
  • the synthesis unit 52 for example, it may be used the rotation angle theta M and smaller values in the known speed reduction ratio of the reduction gear 48, a circuit for generating a signal corresponding to a weighted average of the rotational angle theta L .
  • the weight of the rotation angle ⁇ L may be made larger than the weight of the value obtained by reducing the rotation angle ⁇ M by the reduction ratio.
  • the driving device 10 or the encoder unit 12 decelerates from the driven unit 50 by using the difference between the two rotation angles ⁇ L and ⁇ M described above.
  • the load torque acting on the machine 48 can also be determined.
  • a circuit for obtaining the torque of this load may be provided in the arithmetic unit 16.
  • a torque tau L representing the load from the driven unit 50 to the motor unit 14, block 62A which represents the transfer function of virtually elastic member 32 (-1 / (J all s 2 + C B s + K B))
  • the rotation angle ⁇ B of the motor unit 14 with respect to the base member 30A is converted, and the rotation angle ⁇ B is detected by the third detection unit 33C and supplied to the arithmetic unit 16.
  • a signal corresponding to the rotation angle theta B is substantially block 62A and the inverse of the transfer function (J all s 2 + C B s + K B / D (s)) ( function D (s), for example actual measurement Is supplied to the torque restoration unit 62B and the low-pass filter unit 62C having the characteristic of a correction function determined based on An output signal of the low-pass filter unit 62C is supplied to a subtraction point 62F, and a signal corresponding to the torque ⁇ LB restored by the torque restoration unit 62B is supplied to a subtraction point 62D.
  • a signal obtained by subtracting the signal corresponding to the restored torque ⁇ LB from the signal corresponding to the preset torque reference value ⁇ L ref (the signal corresponding to the torque difference ⁇ ) is obtained.
  • G imp transfer function
  • the coefficient J imp indicates a moment
  • the coefficient C imp indicates a viscosity proportional coefficient
  • the coefficient K imp indicates rigidity.
  • Impedance section 62E is suppressed rotational angle ⁇ changes in B of the motor section 14 (and thus the second rotating shaft 18B (change from the target value of the rotation angle of the driven part 50)) for transient loading torque tau L
  • the coefficient K imp is set to be large, the motor unit 14 becomes hard against the change in the load torque ⁇ L , and the change in the rotation angle ⁇ B becomes small.
  • the coefficient K imp is set to be small, the motor unit 14 becomes soft against the change in the load torque ⁇ L , and the change in the rotation angle ⁇ B becomes large.
  • a signal r corresponding to the target rotation angle of the driven unit 50 output from the target rotation angle setting unit 66 is added to the signal output from the impedance unit 62E, and a low-pass signal is obtained from the added value.
  • a signal (a signal corresponding to the target rotation angle ⁇ L ref of the driven unit 50) obtained by subtracting the signal output from the filter unit 62C is supplied to the subtraction point 64A and the feedforward unit 64D of the control device 24.
  • a signal y FS-SRC corresponding to the accurate rotation angle of the driven unit 50 is also supplied to the subtraction point 64A from the combining unit 52, and the signal corresponding to the target rotation angle ⁇ L ref is obtained at the subtraction point 64A.
  • the signal e obtained by subtracting the signal y FS-SRC is supplied to the feedback unit 64B.
  • the transfer functions C FF (s) and C FB (s) of the feedforward section 64D and the feedback section 64B are arbitrary.
  • a signal u (a signal corresponding to the torque command value ⁇ M ) obtained by adding the output signals u FF and u FB of the feed forward unit 64D and the feedback unit 64B at an addition point 64C is supplied to a subtraction point 56A of the motor unit 14.
  • step 102 in FIG. 5 the target rotation angle of the driven unit 50 is input to an output unit in the target rotation angle setting unit 66 in the control device 24.
  • step 104 a signal r corresponding to the target rotation angle is supplied from the output unit to the motor unit 14 via the control device 24, and the motor unit 14 starts driving the first rotation shaft 18A.
  • the first detection unit 33A detects the rotation angle ⁇ M of the first rotation shaft 18A
  • the second detection unit 33B detects the rotation angle ⁇ L of the second rotation shaft 18B.
  • step 110 the third detector 33C carries out detection of the rotation angle theta B of the motor unit 14.
  • the operations in steps 106 to 110 are executed substantially in parallel at a predetermined cycle.
  • step 112 the synthesizing unit 52 in the arithmetic unit 16 obtains a signal y FS-SRC corresponding to the actual rotation angle of the driven unit 50 using the rotation angles ⁇ M and ⁇ L , and in step 114 the calculation is performed.
  • the torque restoring unit 62B in the device 16 calculates (restores) the load torque ⁇ LB using the rotation angle ⁇ B.
  • step 116 at the impedance section 62E and the subtraction point 62F, a signal (drive of the motor section 14) corresponding to the target rotation angle ⁇ L ref of the driven section 50 using the load torque ⁇ LB and the rotation angle ⁇ B. Amount).
  • step 118 the control device 24 outputs the signal r corresponding to the target rotation angle of the driven part 50, the signal y FS-SRC corresponding to the actual rotation angle, and the signal corresponding to the target rotation angle ⁇ L ref.
  • a signal (driving amount) corresponding to the torque command value ⁇ M of the motor unit 14 is obtained using this signal, and this signal is supplied to the motor unit 14 (the driving amount is set), so that the signal is driven by the load torque ⁇ L.
  • the motor unit 14 drives the first rotation shaft 18A so as to suppress a change in the rotation angle of the unit 50.
  • the target rotation angle setting unit 66 updates the target rotation angle in step 122 (since the target rotation angle changes over time, (A new target rotation angle is set), the operation returns to step 104, and if the motor unit 14 is stopped in step 122, the operation proceeds to step 124 and the motor unit 14 is stopped.
  • the load torque ⁇ LB is calculated using the rotation angle ⁇ B detected by the third detection unit 33B of the encoder unit 12, and the target rotation ⁇ LB is calculated using the calculated torque ⁇ LB.
  • a signal corresponding to the angle ⁇ L ref is obtained, and the drive amount of the motor unit 14 is corrected using the signal.
  • the output of the motor unit 14 can be increased and the rotation angle of the second rotating shaft 18B (the driven unit 50) can be controlled to the target value with high accuracy.
  • a load may be applied to the second rotating shaft 18B so that the calculated load torque ⁇ LB falls within a predetermined allowable range. Thereby, it is possible to prevent a large load from being applied to the motor unit 14 during the assembly adjustment.
  • the encoder section 12 of the present embodiment is connected to the base member 30A (fixed section) via the elastic member 32 and drives the first rotating shaft 18A (first displacement section). And a reduction gear 48 (transmission unit) that converts the rotation angle of the first rotation shaft 18A and transmits the converted rotation angle to the second rotation shaft 18B (second displacement unit). Then, the encoder unit 12 calculates the rotation angle ⁇ M (first displacement information) of the first rotation shaft 18A and the rotation angle ⁇ L (second displacement information) of the second rotation shaft 18b.
  • a signal y FS-SRC (information on the amount of drive of the motor unit 14) corresponding to the actual rotation angle of the rotation shaft 18 ⁇ / b> B (the driven unit 50) is obtained, and the torque ⁇ of the load on the motor unit 14 is calculated using the rotation angle ⁇ B.
  • an arithmetic unit 16 for calculating (calculating by calculation) LB is arithmetic unit 16 for calculating (calculating by calculation) LB.
  • the torque ⁇ LB of the load applied to the motor unit 14 from the base member 30A is obtained using the detection signal of one third detection unit 33C. be able to.
  • the third detector 33C is installed at a position distant from the speed reducer 48 and the second rotating shaft 18B (the driven part 50). Therefore, even if there is variation in the rotation angle of the second rotation shaft 18B (output shaft) and friction due to grease on the second rotation shaft 18B, the load on the motor unit 14 can be detected with high accuracy using a simple configuration.
  • the driving device 10 of the present embodiment includes a base member 30A, a motor unit 14 for driving the first rotation shaft 18A, an elastic member 32 for displaceably connecting the motor unit 14 to the base member 30A, A speed reducer 48 that converts the rotation angle of the one rotation shaft 18A to drive the second rotation shaft 18B, a first detection unit 33A that detects the rotation angle ⁇ M of the first rotation shaft 18A, and a second rotation shaft 18b A second rotation using the second detection unit 33B that detects the rotation angle ⁇ L , the third detection unit 33C that detects the rotation angle ⁇ B of the motor unit 14 with respect to the base member 30A, and the rotation angles ⁇ M and ⁇ L.
  • the control system of the present embodiment is a control system of the drive device 10, and includes first to third detection units 33A, 33B, and 33C for detecting rotation angles ⁇ M , ⁇ L and ⁇ B , and a rotation angle ⁇ M. and using theta L, obtains the signal y FS-SRC corresponding to the actual rotation angle of the second rotary shaft 18B, an arithmetic unit 16 for obtaining a torque tau LB load on the motor unit 14 by using the rotation angle theta B And a control unit 24 for controlling the motor unit 14 using information (the signal y FS-SRC and the load torque ⁇ LB ) obtained by the arithmetic unit 16.
  • control method of the present embodiment is a control method of the driving device 10, wherein the step 106 of detecting the rotation angle ⁇ M of the first rotation shaft 18 A and the detection of the rotation angle ⁇ L of the second rotation shaft 18 b are performed. determining a step 108, a step 110 for detecting the rotational angle theta B of the motor unit 14, by using the rotation angle theta M and theta L, the signal y FS-SRC corresponding to the actual rotation angle of the second rotary shaft 18B Step 112, a step 114 for obtaining a load torque ⁇ LB for the motor unit 14 using the rotation angle ⁇ B, and a motor unit 14 using the obtained information (signal y FS-SRC and load torque ⁇ LB ). 118.
  • the torque ⁇ LB of the load on the motor unit 14 can be obtained with high accuracy by the encoder unit 12. Further, by correcting the driving amount of the motor unit 14 using the torque ⁇ LB of the load, the motor unit 14 is set to have a large output even when the load fluctuates greatly, and the second rotating shaft 18B (output shaft) is provided. Can be controlled to a target value with high accuracy.
  • the driving device 10 in order to detect the rotation angle of the second rotation shaft 18B (the driven portion 50) with high accuracy by the encoder portion 12, there is a high rigidity between the base member 30A and the motor portion 14. It is desirable that the change in the rotation angle of the motor unit 14 is small. On the other hand, in order to detect the torque of the load on the motor unit 14 with high accuracy, it is necessary to reduce the rigidity between the base member 30A and the motor unit 14 so that the base member 30A and the motor unit 14 can relatively rotate to some extent. desirable. In the present embodiment, since the motor unit 14 is connected to the base member 30A via the elastic member 32, the actual rigidity between the base member 30A and the motor unit 14 is reduced.
  • the rotation angle of the motor unit 14 with respect to the base member 30A is reduced. detecting a theta B at the third detection section 33C, seeking torque tau LB load on the motor unit 14 by using the rotation angle theta B.
  • the rotation angle of the second rotary shaft 18B obtained from the detection result of the first detector 33A and the second detection section 33B or corrected using the torque tau LB of the load, or torque tau LB of the load By correcting the driving amount of the motor unit 14 accordingly, the rotation angle of the second rotation shaft 18B can be detected with high accuracy, or the rotation angle of the second rotation shaft 18B can be controlled with high accuracy to the target rotation angle.
  • a reflection type or transmission type optical detector is used as the detection units 33A to 33C.
  • a magnetic or capacitance type detector may be used as the detection unit.
  • the detection units 33A to 33C have the rotating plates 34A to 34C, the ends 18Aa and 18Ba of the rotating shafts 18A and 18B and the holding member 30E of the motor case 30D may be used as the rotating plate. That is, a magnetization pattern or a reflection pattern indicating the position in the rotation direction is formed on the surfaces of the ends 18Aa and 18Ba and the holding member 30E, and the rotation information is detected by a detection unit including a magnetic sensor or a light receiving element. You may.
  • the elastic member 32 has an arbitrary shape, such as a spring wound around a straight line passing through the center axis of the first rotation shaft 18A, in addition to the configuration shown in FIG.
  • An elastic member made of a polymer material having elasticity such as rubber can be used.
  • FIG. 10 shows a driving device 10D of this modification
  • FIG. 11 shows an elastic member 32E in FIG.
  • a driving device 10D includes, for example, a base member (fixing portion) 30B1 fixed to a floor surface (not shown) of a factory where a robot device is installed via a supporting member (eg, an arm or the like) not shown.
  • the first rotating shaft 18A (first moving shaft), a motor portion 14C supported by a holding member 30E1 connected to the base member 30B1 to rotate the first rotating shaft 18A, and a motor for the base member 30B1.
  • An elastic member (elastic body) 32E for displaceably connecting the portion 14C (holding member 30E1), a brake 48C for stopping the rotation of the first rotation shaft 18A, and a rotation of the rotation shafts 18A and 18B.
  • a encoder for detecting the above-described load on the rotation information, and the motor unit 14C such as angular and rotational speed.
  • the first rotation shaft 18A is rotatably supported by the holding member 30E1, and each of the rotation shafts 18A and 18B is rotatable around its central axis (axis parallel to the Z axis).
  • the motor unit 14C is a three-phase AC motor, but a DC motor or the like can be used as the motor unit 14C.
  • the encoder section of this modification also includes a first detecting section 33A for obtaining encoder information of the first rotating plate 34A (first rotating shaft 18A) in the ⁇ z direction with respect to the motor section 14C, and a second rotating plate 34B (with respect to the motor section 14C).
  • a part 33C is provided.
  • the first rotating plate 34A is connected to the first rotating shaft 18A
  • the second rotating plate 34B is connected to the second rotating shaft 18B.
  • the light source and the light receiving element of the first detecting unit 33A and the light source and the light receiving element of the second detecting unit 33B are provided on a substrate 38A connected to the holding member 30E1.
  • the side surface (the surface in the + Z direction) of the second rotary plate 34B is covered with a cover member 30P.
  • the third rotating plate 34C is fixed to the elastic member 32E, and the light source and the light receiving element of the third detecting unit 33C are supported by the holding member 30E1 via the substrate 38C. Since the rotation range of the third rotating plate 34C is smaller than one rotation, a plate of about a semicircle on which a pattern for detecting a position in the rotating direction may be used as the third rotating plate 34C. .
  • the elastic member 32E has an inner orbicular zone (eg, first element) 32Ea fixed to the holding member 30E1 in FIG. 10 and an outer annular portion 32Ea fixed to the base member 30B1 in FIG.
  • the leaf spring portion 32Ec can be elastically deformed in a predetermined range around a central axis (eg, an axis coinciding with the central axes of the rotation shafts 18A and 18B).
  • the elastic member 32E causes the motor portion 14C in the holding member 30E1 to move relative to the base member 30B1 around its central axis (for example, an axis coinciding with the central axes of the rotation shafts 18A and 18B) or parallel to the Z axis.
  • the third rotating plate 34C having the pattern is connected to the inner annular portion 32Ea of the elastic member 32E.
  • the torque ⁇ LB of the load on the motor unit 14C can be obtained with high accuracy by the encoder unit. Further, by correcting the driving amount of the motor unit 14C using the torque ⁇ LB of the load, the motor unit 14C can have a large output even when the load greatly varies, and the second rotating shaft 18B (output shaft) can be used. Can be controlled to a target value with high accuracy.
  • FIG. 6 shows a driving device 10A according to the present embodiment.
  • a driving device 10A includes, for example, a base member (fixed portion) 31A fixed to a floor (not shown) of a factory where the driving device 10A is installed, and a motor portion 14A that drives the first rotating shaft 18A.
  • the base member 31A has a cylindrical support member 31B and a pressing member 31C that covers an end of the support member 31B in the ⁇ Z direction.
  • the motor portion 14A is fixed to a cylindrical holding member 30E (including the pressing member 30F in FIG. 1) whose both ends are closed, and is fixed to an end of the holding member 30E in the ⁇ Z direction, and has a cylindrical shape inside.
  • a motor case 30D having a holding member 31D having a step, a ring-shaped connecting member 30J provided so as to surround a central portion of the motor case 30D, and a coil 22 fixed to an inner surface of the motor case 30D; And a magnet 20 fixed to the outer surface of the first rotating shaft 18A.
  • the first rotating shaft 18A is provided at both ends of the holding member 30E via thrust bearings 29A and 29B and rotating bearings 28E and 28F, respectively, around an axis parallel to the Z axis, which is around the center axis (the ⁇ z direction). It is rotatably supported.
  • the motor case 30D of the motor unit 14A is rotatably supported on the inner surface of the support member 31B of the base member 31A via rotary bearings 28A and 28B in the ⁇ z direction. Further, the connecting member 30 of the motor portion 14A is supported by the recessed portion on the inner surface of the support member 31B between the two thrust bearings 28G and 28H so as to be rotatable in the ⁇ z direction and not movable in the Z direction. .
  • a disc-shaped connecting member 31E is fixed to an end of the holding member 31D in the -Z direction via a cylindrical connecting member 30L, and a surface of the pressing member 31C in the + Z direction and a -Z direction of the connecting member 31E are fixed.
  • an elastic member 32A made of a spring wound in, for example, the ⁇ z direction.
  • the motor portion 14A (the connecting member 31E) is supported by the elastic member 32A so as to be rotatable in the + ⁇ z direction or the ⁇ z direction within a predetermined range with respect to the base member 31A.
  • a cylindrical support member 30G is fixed to a side surface in the + Z direction of the motor case 30D, and a first rotary shaft is mounted on an inner surface of a mounting member 30H fixed to a surface in the + Z direction of the support member 30G via a rotary bearing 28I.
  • An input shaft 46A of a speed reducer 48A connected to the + Z end of 18A is rotatably supported.
  • a speed reducer 48A is rotatably supported on the + Z direction side portion of the inner surface of the mounting member 30H via a rotary bearing 28D and a thrust bearing 29C, and an output shaft of the speed reducer 48A in the + Z direction of the second rotary shaft 18B.
  • the ends are connected.
  • a driven part (not shown) is connected to a surface in the + Z direction of the speed reducer 48A (an end in the + Z direction of the second rotary shaft 18B).
  • an end in the + Z direction of the second rotating shaft 18B is rotatably supported on the inner surface of the input shaft 46A in the ⁇ z direction via the fixed member 30I and the rotating bearing 28J. Further, an end in the ⁇ Z direction of the second rotating shaft 18B is rotatably supported in the ⁇ z direction on the inner surface of the connecting member 30L via the fixed member 30M and the rotating bearing 28C.
  • reflection-type and rotation-type detection patterns are respectively formed on the support member 30K fixed to the -Z direction end of the first rotation shaft 18A and the -Z direction end of the second rotation shaft 18B.
  • a ring-shaped and disk-shaped first rotating plate 34A and a second rotating plate 34B are attached.
  • a ring-shaped third rotary plate 34C on which a reflective rotary-type detection pattern is formed is attached to the + Z direction surface of the connecting member 31E of the base member 31A.
  • the encoder section 12A of the present embodiment includes a first rotary plate 34A, a light source 40A that irradiates a pattern of the first rotary plate 34A with detection light, and a light receiving element 42A that receives light (eg, reflected light) from the pattern.
  • a processing circuit 44A that processes a detection signal of the light receiving element 42A to obtain encoder information S1A of the rotating plate 34A (and the first rotating shaft 18A) in the ⁇ z direction for the motor unit 14;
  • the two-rotation plate 34B a light source 40B that irradiates the pattern of the second rotation plate 34B with detection light, a light-receiving element 42B that receives light (eg, reflected light) from the pattern, and processes a detection signal of the light-receiving element 42B.
  • the encoder unit 12A includes a third rotating plate 34C, a light source 40C that irradiates the pattern of the third rotating plate 34C with detection light, a light receiving element 42C that receives light (eg, reflected light) from the pattern, A processing circuit 44C for processing a detection signal of the light receiving element 42C to obtain encoder information S1C in the ⁇ z direction of the rotating plate 34C (and the motor unit 14A) with respect to the base member 31A.
  • the light source 40A, the light receiving element 42A, and the processing circuit 44A are supported by the holding member 31D, and the light source 40B, the light receiving element 42B, and the processing circuit 44B are supported by the connecting member 30L.
  • the light source 40C, the light receiving element 42C, and the processing circuit 44C are supported by the connecting member 31E. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the encoder information S1A, S1B, S1C of the detection units 33A to 33C is supplied to the arithmetic unit 16, and the arithmetic unit 16 uses the encoder information S1A, S1B to convert the information of the actual rotation angle of the second rotary shaft 18B. Then, using the encoder information S1C, torque information of a load applied to the motor unit 14A from the base member 31A (hence, a load applied to the motor unit 14A from the driven unit) is obtained, and the drive amount of the motor unit 14A is obtained from the torque information. The information of the correction value is obtained, and the obtained information is supplied to the control device 24. The control device 24 drives the motor unit 14A using the information supplied from the arithmetic device 16.
  • the encoder unit 12A can obtain the load (torque) on the motor unit 14A using the detection signal of one third detection unit 33C, and the third detection unit 33C uses the reduction gears 48A and It is installed at a position distant from the second rotating shaft 18B (driven portion). Therefore, even if there is variation in the rotation angle of the second rotation shaft 18B (output shaft) and friction due to grease on the second rotation shaft 18B, the load on the motor unit 14A can be detected with a simple configuration and with high accuracy. Then, the driving device 10 can control the rotation angle of the second rotation shaft 18B with high accuracy using the detection result.
  • FIG. 7 shows a driving device 10B according to the present embodiment.
  • a motor case 30D of a motor section 14A is rotatably supported on the inner surface of a cylindrical support member 31B of a base member 31A of a drive device 10B via rotation bearings 28A and 28B in the ⁇ z direction.
  • the motor of the motor section 14A is driven by a plurality (for example, four) of leaf springs 32B, 32C (other two leaf springs are not shown).
  • the case 30D is supported.
  • the leaf springs 32B and 32C are arranged on the side surface (outer peripheral surface) side of the motor case 30D and on the inner surface side of the support member 31B. In FIG. 7, the leaf springs 32B and 32C are fixed in contact with the side surface of the motor case 30D and the inner surface of the support member 31B.
  • the motor part 14A (motor case 30D) is supported by the leaf springs 32C and 32D (elastic body) so as to be rotatable in the + ⁇ z direction or the ⁇ z direction within a predetermined range with respect to the base member 31A.
  • the leaf springs 32C and 32D elastic body
  • a disc-shaped third rotary plate 34C on which a reflective and rotary detection pattern is formed is attached to the center of the + Z direction surface of the pressing member 31C of the base member 31A via a flat support member 31F.
  • a light source 40C that irradiates the pattern of the third rotating plate 34C with the detection light, a light receiving element 42C that receives light (eg, reflected light) from the pattern, and a processing circuit 44C that processes the detection signal include: It is supported by a connecting member 30L connected to the motor case 30D (motor portion 14A).
  • the encoder unit 12A of the present embodiment includes a third rotating plate 34C, a light source 40C, a light receiving element 42C, and a processing circuit 44C, and encoder information of the motor unit 14A in the ⁇ z direction with respect to the base member 31A (the rotating plate 34C). It has a third detection unit 33C for obtaining S1C. Other configurations are the same as those of the second embodiment, and the encoder unit 12A also has a first detection unit 33A and a second detection unit 33B.
  • the encoder unit 12A can obtain the load (torque) on the motor unit 14A using the detection signal of one third detection unit 33C, and the third detection unit 33C uses the reduction gears 48A and It is installed at a position distant from the second rotating shaft 18B (driven portion). Therefore, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
  • FIG. 8 shows a driving device 10C according to the present embodiment.
  • the driving device 10C includes an L-shaped base member 31G, a motor unit 14B, an encoder unit 12B, an arithmetic unit 16A, and a control unit 24A.
  • a motor unit 14B is installed on an upper surface 31Ga of the base member 31G via a linear guide 31H, and the motor unit 14B rotationally drives a ball screw 18C arranged parallel to the upper surface 31Ga.
  • the description will be made taking the Z axis parallel to the ball screw 18C.
  • the movable portion 31I is screwed into the ball screw 18C, the movable table 31J is fixed on the upper surface of the movable portion 31I, and a workpiece (not shown) is placed on the upper surface of the movable table 31J.
  • a workpiece (not shown) is placed on the upper surface of the movable table 31J.
  • the ball screw 18C is supported on the upper surface 31Ga via a rotary bearing (not shown), and the movable portion 31I moves along a guide member (not shown).
  • the back surface 31Gb of the base member 31G and the surface in the ⁇ Z direction of the motor portion 14B are connected by a spring-like elastic member 32D wound around an axis parallel to the Z axis.
  • the motor section 14B is movable in the Z direction along the linear guide 31H, and the motor section 14B is connected to the base member 31G by an elastic member 32D so as to be displaceable in the Z direction.
  • the encoder unit 12B includes a first detection unit 33A, a second detection unit 33D, and a third detection unit 33E.
  • the first detection unit 33A includes a rotating plate 34A provided on the ball screw 18C, a light source 40A provided on a support member 36B of the motor unit 14B, a light receiving element 42A, and a processing circuit 44A.
  • Encoder information S2A including a rotation angle around an axis parallel to the Z axis of the ball screw 18C (first displacement unit) is generated.
  • scale portions 34D and 34E having a lattice pattern or the like formed in parallel with the Z-axis are arranged on the upper surface 31Ga of the base member 31G via a support member (not shown).
  • the second detection unit 33D includes a scale unit 34D and a light emitting / receiving element unit 33Da provided on the movable unit 31I and reading a pattern of the scale unit 34D.
  • the movable table 31J (second displacement) for the motor unit 14B is provided.
  • the encoder information S2B including the position in the Z-direction of the unit is generated.
  • the third detection unit 33E includes a scale unit 34E and a light emitting / receiving element unit 33Ea provided on the motor unit 14B and reading a pattern of the scale unit 34E, and determines a position of the motor unit 14B in the Z direction with respect to the base member 31G.
  • the generated encoder information S2C includes:
  • the detection units 33D and 33E of the present embodiment are optical linear encoders.
  • the generated encoder information S2A, S2B, S2C is supplied to the arithmetic unit 16A.
  • the arithmetic unit 16A obtains information on the position of the movable table 31J in the Z direction using the encoder information S2A and S2B, and uses the encoder information S2C to apply a load (and, consequently, the movable table 31J to the motor Information on the load applied to the motor 14B), information on the correction value of the drive amount of the motor unit 14B is obtained from the information on the load, and the obtained information is supplied to the control device 24A.
  • the control device 24A drives the motor unit 14B using the information supplied from the arithmetic device 16A.
  • the encoder unit 12B can obtain the load in the Z direction on the motor unit 14B using the detection signal of one third detection unit 33E, and the third detection unit 33E uses the ball screw 18C (The first displacement unit) and the movable table 31J (second displacement unit) are installed at positions separated from each other. Therefore, even if the position of the movable table 31J varies and there is friction due to grease between the movable table 31J and a guide member (not shown), the load on the motor unit 14B can be detected with high accuracy with a simple configuration. . The position of the movable table 31J can be controlled with high accuracy using the detection result.
  • any linear encoder such as a magnetic type or a capacitance type can be used in addition to an optical reflection type or transmission type linear encoder.
  • FIG. 12 shows a driving device 10E of this modified example.
  • the driving device 10E is rotatable via an L-shaped base member 31G1, a support member 31G2 fixed to an end of the base member 31G1, and a rotation bearing 28D at an end of the base member 31G1.
  • a first drive shaft a brake 48D for stopping the rotation of the first rotation shaft 18A
  • an elastic member a motor case 31G4 that is displaceably connected to the base member 31G1 (the support member 31G2).
  • the ball screw 18C (Elastic body) 32E, and a ball screw 18C connected to the first rotation shaft 18A by a coupling 18D. That.
  • the ball screw 18C (second drive shaft) is supported on the upper surface of the base member 31G1 in parallel with the Z axis by a pair of rotary bearings 28A and 28B, and is provided on the upper surface of the movable portion 31I screwed to the ball screw 18C.
  • 31J linear stage
  • the encoder unit of the present modified example also has a first detection unit for obtaining encoder information in the rotation direction ( ⁇ z direction) of the first rotary plate 34A (first rotary shaft 18A) around the Z axis with respect to the motor unit 14B.
  • a second detection unit 33B1 composed of a linear encoder for obtaining encoder information including a position and / or a speed of the ball screw 18C in the Z direction with respect to the motor unit 14B, and a third rotating plate 34C (and the motor unit) for the base member 31G1.
  • 14B is provided with a third detection unit 33C for obtaining encoder information in the ⁇ z direction.
  • the first rotating plate 34A is connected to the first rotating shaft 18A, the scale portion 34B1 of the second detecting portion 33B1 is fixed on the upper surface of the base member 31G1, and the light source and the light receiving element of the second detecting portion 33B1 are on the bottom surface of the movable portion 31I. Is fixed so as to face the scale portion 34B1.
  • the light source and the light receiving element of the first detection unit 33A are fixed to a board connected to the motor case 31G4, and the light source and the light receiving element of the third detection unit 33C are fixed to a board connected to the motor case 31G4. .
  • the third rotating plate 34C is fixed to the elastic member 32E. Due to the elastic member 32E, the motor portion 14B in the motor case 31G4 is parallel to the base member 31G1 (support member 31G2) around its central axis (for example, an axis coinciding with the central axis of the rotating shaft 18A) or the Z axis. It is rotatable in the + ⁇ z direction or the ⁇ z direction within a predetermined range in the rotation direction ( ⁇ z direction) around the axis of the main axis.
  • the outer annular portion 32Eb of the elastic member 32E is connected to the support member 31G2 (base member 31G1), the inner annular portion 32Ea of the elastic member 32E is connected to the motor case 31G4, and the third rotating plate 34C is elastic. It is connected to the outer annular portion 32Eb of the member 32E.
  • the torque ⁇ LB of the load on the motor unit 14B can be obtained with high accuracy by the encoder unit. Further, by correcting the driving amount of the motor unit 14B using the torque ⁇ LB of the load, the motor unit 14B is provided with a large output even when the load fluctuates greatly, and the rotation of the ball screw 18C (output shaft) is performed. The angle can be controlled to the target value with high accuracy.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a robot device RBT in which the driving device 10 of the above embodiment is used.
  • FIG. 9 schematically illustrates a part (joint part) of the robot apparatus RBT.
  • This robot device RBT has a first arm AR1, a second arm AR2, and a joint JT.
  • the first arm AR1 is connected to the second arm AR2 via the joint JT.
  • the first arm AR1 includes an arm 201, a bearing 201a, and a bearing 201b.
  • the second arm AR2 has an arm part 202 and a connection part 202a.
  • the connection portion 202a is disposed between the bearing 201a and the bearing 201b at the joint JT.
  • the connection portion 202a is provided integrally with the second rotation shaft 18B.
  • the rotating shaft 18B is inserted into both the bearing 201a and the bearing 201b at the joint JT.
  • the end of the rotating shaft 18B on the side inserted into the bearing 201b penetrates the bearing 201b and is connected to the speed reducer 48.
  • the speed reducer 48 is connected to the driving device 10 and transmits the rotation of the first rotating shaft 18A (not shown in FIG. 9) of the driving device 10 to the rotating shaft 18B at a reduced speed of, for example, 1/100.
  • the end of the rotation shaft 18 ⁇ / b> A of the driving device 10 is connected to a speed reducer 48.
  • a scale similar to the rotary plate 34A of the encoder unit 12 (see FIG. 1) is attached to an end of the rotary shaft 18A of the drive device 10.
  • the robot device RBT drives the driving device 10 to rotate the rotating shaft 18A
  • the rotation is transmitted to the rotating shaft 18B via the speed reducer 48.
  • the rotation of the rotation shaft 18B causes the connection portion 202a to rotate integrally, whereby the second arm AR2 rotates with respect to the first arm AR1.
  • the encoder unit 12 detects the angular position and the like of the rotating shaft 18A. Therefore, the angular position of the second arm AR2 can be detected from the output from the encoder unit 12.
  • the robot device RBT since the encoder unit 12 can detect a load (torque), the angular position and the like of the second arm AR2 can be controlled with high accuracy using the detected load.
  • the robot device RBT is not limited to the above configuration, and the drive device 10 can be applied to various robot devices having joints (eg, an assembly robot, a human cooperative robot, and the like).
  • 10, 10A to 10E drive unit, 12, 12A, 12B: encoder unit, 14, 14A to 14C: motor unit, 16, 16A: arithmetic unit, 24, 24A: control unit, 18A: first rotation axis, 18B ... Second rotating shaft, 20: magnet, 22: coil, 30A: base member, 32, 32A to 32E: elastic member, 33A to 33C: detecting section, 34A to 34C: rotating plate, 40A to 40C: light source, 42A to 42C ... light receiving element, 48, 48A ... reduction gear

Abstract

固定部に対して弾性体を介して連結されて第１変位部を駆動するモータ部と第１変位部の変位を変換して第２変位部に伝達する伝達部とを備える駆動装置に設けられるエンコーダであって、第１変位部の第１変位情報を検出する第１検出器と、第２変位部の第２変位情報を検出する第２検出器と、固定部に対するモータ部の第３変位情報を検出する第３検出器と、第１及び第２変位情報を用いて、モータ部の駆動量に関する情報を求め、第３変位情報を用いてモータ部に対する負荷の情報を求める演算部と、を備える。簡単な構成で高精度にモータの負荷を検出できる。

Description

エンコーダ、駆動装置、ロボット装置、制御システム及びその制御方法
　本発明は、エンコーダ、エンコーダを備えた駆動装置、駆動装置を備えたロボット装置、エンコーダを備えた制御システム、及び駆動装置の制御方法に関する。
　産業用ロボット又は工作機械等の駆動部に用いられるモータの回転角の制御を高精度に行うために、モータの回転軸にはエンコーダ（例えばロータリーエンコーダ）が取り付けられ、エンコーダの検出結果などに基づいてモータの制御が行われている。また、モータの組立調整時及び稼働時等に、モータの状態をモニタするためには、トルク検出装置を用いてモータに対する負荷のトルクを検出することが好ましい。従来のトルク検出装置として、モータの回転軸と出力軸とをコイルばねで連結し、モータの回転軸及び出力軸の回転角の情報を検出し、その２つの回転角の情報からモータのトルクを求める装置が知られている（例えば、引用文献１参照）。
　従来のトルク検出装置は、２つの回転角の検出部を使用するために大型であるとともに、出力軸の回転角のばらつき、及び出力軸のグリスによる摩擦などにより、検出精度が影響を受ける恐れがあった。最近では、例えば、エンコーダを取り付けたモータはより様々な用途で使用されるとともに、高精度な制御が求められており、モータの負荷を簡単な構成で高精度に検出することを考慮することが求められている。
特開２００３－１６６８８７号公報
　本発明の第１の態様によれば、固定部に対して弾性体を介して連結されて第１変位部を駆動するモータ部と、その第１変位部の変位を変換して第２変位部に伝達する伝達部とを備える駆動装置に設けられるエンコーダであって、その第１変位部の第１変位情報を検出する第１検出器と、その第２変位部の第２変位情報を検出する第２検出器と、その固定部に対するそのモータ部の第３変位情報を検出する第３検出器と、その第１及び第２変位情報を用いて、そのモータ部の駆動量に関する情報を求め、その第３変位情報を用いてそのモータ部に対する負荷の情報を求める演算部と、を備えるエンコーダが提供される。
　第２の態様によれば、第１変位部を駆動するモータ部と、そのモータ部が固定される固定部に対してそのモータ部を変位可能に連結する弾性体と、その第１変位部の変位を変換して第２変位部を駆動する伝達部と、その第１変位部の第１変位情報を検出する第１検出器と、その第２変位部の第２変位情報を検出する第２検出器と、その固定部に対するそのモータ部の第３変位情報を検出する第３検出器と、その第１及び第２変位情報を用いて、そのモータ部の駆動量に関する情報を求め、その第３変位情報を用いてそのモータ部に対する負荷の情報を求める演算部と、その演算部で求められた情報を用いてそのモータ部を制御する制御部と、を備える駆動装置が提供される。
　第３の態様によれば、第２の態様に係る駆動装置を備えるロボット装置が提供される。
　第４の態様によれば、その駆動装置の制御システムであって、その第１変位部の第１変位情報を検出する第１検出器と、その第２変位部の第２変位情報を検出する第２検出器と、その固定部に対するそのモータ部の第３変位情報を検出する第３検出器と、その第１及
び第２変位情報を用いて、そのモータ部の駆動量に関する情報を求め、その第３変位情報を用いてそのモータ部に対する負荷の情報を求める演算部と、その演算部で求められる情報を用いてそのモータ部を制御する制御部と、を備える制御システムが提供される。
　第５の態様によれば、その駆動装置の制御方法であって、その第１変位部の第１変位情報を検出することと、その第２変位部の第２変位情報を検出することと、その固定部に対するそのモータ部の第３変位情報を検出することと、その第１及び第２変位情報を用いて、そのモータ部の駆動量に関する情報を求め、その第３変位情報を用いてそのモータ部に対する負荷の情報を求めることと、その駆動量に関する情報及びその負荷の情報を用いてそのモータ部を制御することと、を含む制御方法が提供される。
本発明の第１の実施形態に係る駆動装置を示す断面図である。 （Ａ）は図１中の弾性部材を示す斜視図、（Ｂ）は図１の駆動装置の力学モデルを示す図である。 図１の駆動装置を示すブロック図である。 図３中の合成部を示すブロック図である。 図１の駆動装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る駆動装置を示す断面図である。 第３の実施形態に係る駆動装置を示す断面図である。 第４の実施形態に係る駆動装置を示す図である。 ロボット装置の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態の変形例を示す断面図である。 図１０中の弾性部材を示す斜視図である。 第４の実施形態の変形例を示す断面図である。
　以下、第１の実施形態につき図１から図５を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る駆動装置１０を示す。図１において、駆動装置１０は、例えばロボット装置が設置された工場の床面（不図示）に不図示の支持部材（例、アームなど）を介して固定されたベース部材（固定部）３０Ａと、細長い棒状の第１回転軸（第１移動軸）１８Ａを回転駆動するモータ部１４と、ベース部材３０Ａに対してモータ部１４を変位可能に連結する弾性部材（弾性体）３２と、第１回転軸１８Ａの回転を減速して細長い棒状の第２回転軸（第２移動軸）１８Ｂに伝達する減速機４８と、回転軸１８Ａ，１８Ｂの回転角及び回転速度等の回転情報及びモータ部１４に加わる負荷（詳細後述）を検出するエンコーダ部１２とを備えている。さらに、駆動装置１０は、エンコーダ部１２の検出信号を処理する演算装置１６と、演算装置１６の処理結果を用いてモータ部１４を駆動する制御装置２４とを備えている。
　本実施形態では、第１回転軸１８Ａは中空の円筒状であり、第２回転軸１８Ｂは、筒状の第１回転軸１８Ａの内部１８Ａｄを通過するように配置されている。以下では、第１回転軸１８Ａの中心軸に平行にＺ軸を取って説明する。第１回転軸１８Ａの中心軸と第２回転軸１８Ｂの中心軸とは一致しており、回転軸１８Ａ，１８Ｂはそれぞれその中心軸（Ｚ軸に平行な軸）の回りに回転可能である。一例として、モータ部１４は３相交流モータであるが、モータ部１４としては直流モータ等も使用できる。
　まず、ベース部材３０Ａは、リング状の第１支持部材３０Ｂと、第１支持部材３０Ｂに対して－Ｚ方向側に固定された円筒状の第２支持部材３０Ｃとを有する。また、モータ部１４は、円筒状の保持部材３０Ｅと、保持部材３０Ｅの＋Ｚ方向の側面を覆うように設けられたリング状の押さえ部材３０Ｆとからなるモータケース３０Ｄを有し、モータケース３０Ｄの対向する２つの側面部に１対の回転軸受２８Ａ及び２８Ｂを介して回転可能に第１回転軸１８Ａが支持されている。また、モータ部１４は、第１回転軸１８Ａの中央の軸部１８Ａｃの外面に装着された複数のマグネット２０と、マグネット２０を囲むようにモータケース３０Ｄの内面に配置された複数のコイル２２とを有する。コイル２２が複数の信号ライン２６を介して制御装置２４に接続されている。
　また、ベース部材３０Ａの＋Ｚ方向の端部の第１支持部材３０Ｂの側面と、モータケース３０Ｄ（保持部材３０Ｅ）の－Ｚ方向の端部３０Ｅａの側面とが弾性部材３２によって連結されている。弾性部材３２は、第１回転軸１８Ａ及び第２回転軸１８Ｂの中心軸に沿った方向（Ｚ方向）において、ベース部材３０Ａ（第１支持部材３０Ｂ）とモータケース３０Ｄ（保持部材３０Ｅ）との間に、第１支持部材３０Ｂと保持部材３０Ｅとに接触して配置される。
　図２（Ａ）に示すように、弾性部材３２は、端部３０Ｅａに固定される内側の輪帯部（例、第１の要素）３２ａと、第１支持部材３０Ｂに固定される外側の輪帯部（例、第２の要素）３２ｂと、輪帯部３２ａ，３２ｂを半径方向に連結する複数（例えば３個、４個、５個など）の板ばね部（例、第３の要素）３２ｃとを有する。輪帯部３２ａ，３２ｂの中心は、回転軸１８Ａ，１８Ｂの中心軸と一致しており、板ばね部３２ｃはその中心軸の軸回りに所定範囲で弾性変形可能である。弾性部材３２はいわゆるフレクシャでもある。このため、弾性部材３２によって、モータケース３０Ｄを含むモータ部１４はベース部材３０Ａに対して、その中心軸（例、回転軸１８Ａ，１８Ｂの中心軸と一致する軸）の回り、又はＺ軸に平行な軸の軸回りの回転方向（以下、θｚ方向という）に所定範囲で＋θｚ方向又は－θｚ方向に回転可能である。また、弾性部材３２は、その板ばね部３２ｃの剛性を高めることによって、ベース部材３０Ａに対するモータ部１４のθｚ方向の相対回転角の範囲を小さくすることができる。
　また、図１に戻り、ベース部材３０Ａの第２支持部材３０Ｃの内部に回転軸受２８Ｄを介して減速機４８（速度変換部又は伝達部）が配置されている。第１回転軸１８Ａの－Ｚ方向の端部１８Ａｂに減速機４８の入力軸４６が連結され、減速機４８の出力軸が第２回転軸１８Ｂの－Ｚ方向の端部１８Ｂｂに連結されている。減速機４８は、第１回転軸１８Ａの回転数を例えば１／３００程度に低下させて第２回転軸１８Ｂに伝達する。減速機４８の－Ｚ方向の面（第２回転軸１８Ｂの－Ｚ方向の端部）に被駆動部（不図示）が連結されている。本実施形態では、弾性部材３２は減速機４８の近傍に配置されている。
　モータケース３０Ｄの＋Ｚ方向の側面に段差を有する円筒状の支持部材（エンコーダケース、エンコーダの本体部）３０Ｇが固定され、支持部材３０Ｇの＋Ｚ方向の面に固定された取り付け部材３０Ｈの内面に回転軸受２８Ｃ及び固定部材（軸固定部）３０Ｉを介して第２回転軸１８Ｂの＋Ｚ方向の端部１８Ｂａが支持されている。支持部材３０Ｇの内面に支持部材３６を介して基板３８Ａが保持され、取り付け部材３０Ｈの＋Ｚ方向の面に基板３８Ｂが取り付けられ、第１支持部材３０Ｂの＋Ｚ方向の面に基板３８Ｃが取り付けられている。
　また、第１回転軸１８Ａの＋Ｚ方向の端部１８Ａａの先端の支持部材３６Ａ、及び第２回転軸１８Ｂの端部１８Ｂａに、それぞれ回転方向の位置を検出するための反射型のパターン（不図示。以下、回転型の検出パターンとも称する）が形成された輪帯状及び円板状の第１回転板３４Ａ及び第２回転板３４Ｂが取り付けられている。さらに、モータケース３０Ｄの－Ｚ方向の端部３０Ｅａ（モータ部の連結部）の－Ｚ方向の面（弾性部材３２の内側の輪帯部３２ａの外側の領域）に反射型で回転型の検出パターンが形成された輪帯状の第３回転板３４Ｃが取り付けられている。
　エンコーダ部１２は、第１検出部３３Ａ、第２検出部３３Ｂ、及び第３検出部３３Ｃを備える。第１検出部（位置検出用センサ）３３Ａは、第１回転板３４Ａと、第１回転板３４Ａのパターンに検出光を照射する光源４０Ａと、そのパターンからの光（例、反射光）を受光する受光素子４２Ａと、受光素子４２Ａの検出信号を処理してモータ部１４に対する回転板３４Ａ（及び第１回転軸１８Ａ）のθｚ方向の位置の情報（角度、角速度、及び／又は第１回転軸１８Ａが何回回転したかを示す多回転情報を含む変位情報）（以下、エンコーダ情報という）Ｓ１Ａを求める処理回路４４Ａとを有する。光源４０Ａ、受光素子４２Ａ、処理回路４４Ａは基板３８Ａに取り付けられている。また、第２検出部（位置検出用センサ）３３Ｂは、第２回転板３４Ｂと、第２回転板３４Ｂのパターンに検出光を照射する光源４０Ｂと、そのパターンからの光（例、反射光）を受光する受光素子４２Ｂと、受光素子４２Ｂの検出信号を処理してモータ部１４に対する回転板３４Ｂ（及び第２回転軸１８Ｂ）のθｚ方向のエンコーダ情報Ｓ１Ｂを求める処理回路４４Ｂとを有する。光源４０Ｂ、受光素子４２Ｂ、処理回路４４Ｂは基板３８Ｂに取り付けられている。
　第３検出部３３Ｃは、第３回転板３４Ｃと、第３回転板３４Ｃのパターンに検出光を照射する光源４０Ｃと、そのパターンからの光（例、反射光）を受光する受光素子４２Ｃと、受光素子４２Ｃの検出信号を処理してベース部材３０Ａに対する回転板３４Ｃ（及びモータ部１４）のθｚ方向のエンコーダ情報Ｓ１Ｃを求める処理回路４４Ｃとを有する。光源４０Ｃ、受光素子４２Ｃ、処理回路４４Ｃは基板３８Ｃに取り付けられている。第１支持部材３０Ｂ（固定部の連結部）の＋Ｚ方向の面に基板３８Ｃが取り付けられている。すなわち、第３検出部３３Ｃは、第１検出部３３Ａ及び第２検出部３３Ｂに対して構造的に分離して構成され（分離した位置に配置され）、第１支持部材３０Ｂ（ベース部材３０Ａの弾性部材３２との連結部）と、モータケース３０Ｄの－Ｚ方向の端部３０Ｅａ（モータ部１４の弾性部材３２との連結部）に配置されている。本実施形態の検出部３３Ａ～３３Ｃはそれぞれロータリーエンコーダでもある。エンコーダ情報Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ，Ｓ１Ｃは、演算装置１６に供給される。回転板３４Ａ～３４Ｃは、回転型のスケール又はディスクとも呼ぶことができる。なお、回転板３４Ａ～３４Ｃに形成される検出パターンは、アブソリュート型又はインクリメンタル型等のどのようなパターンであってもよい。また、回転板３４Ａ～３４Ｃは反射型であるが、回転板３４Ａ～３４Ｃには透過型のパターンが形成されていてもよい。
　演算装置１６は、エンコーダ情報Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ，Ｓ１Ｃを用いて生成したモータ部１４の駆動量の情報を制御装置２４に供給し、それに応じて制御装置２４がコイル２２に供給する電流値を制御する。この動作によって第２回転軸１８Ｂの回転角等が目標値に制御される。
　次に、本実施形態の駆動装置１０の演算装置１６及び制御装置２４の構成につき説明する。図２（Ｂ）は、図１の駆動装置１０の力学モデルである。図２（Ｂ）において、ベース部材３０Ａに対して弾性部材３２を介してモータ部１４の保持部材３０Ｅが連結され、モータ部１４に対して第１回転軸１８Ａを介して減速機４８が連結され、減速機４８に対して第２回転軸１８Ｂを介して被駆動部５０が連結されている。ここで、弾性部材３２の剛性をＫB、粘性比例係数をＣB、モータ部１４のモーメントをＪM、粘性比例係数をＣM、減速機４８の剛性をＫ、粘性比例係数をＣ、減速比をＲ、被駆動部５０のモーメントをＪＬ、駆動装置１０の全体のモーメントをＪall、モータ部１４から第１回転軸１８Ａを介して減速機４８に作用するトルクをτM、減速機４８から第２回転軸１８Ｂを介して被駆動部５０に作用するトルクをτLとする。本実施形態では、トルクτLがモータ部１４に作用する負荷である。この負荷（トルクτL）は時間の関数として変動しているため、何らかの補償を行わないとモータ部１４の回転精度（被駆動部５０の回転角の目標値からの誤差）に影響する。そこで、後述のように第３検出部（負荷検出用センサ）３３Ｂの検出結果を用いてその負荷を検出する。
　すなわち、第３検出部３３Ｃによってベース部材３０Ａ（第３検出部３３Ｃの検出の基準位置となるベース部材３０Ａ）に対するモータ部１４の回転角θBが計測され、第１検出部３３Ａによってモータ部１４（又は保持部材３０Ｅ）（第１検出部３３Ａの検出の基準位置となるモータ部１４又は保持部材３０Ｅ）に対する第１回転軸１８Ａの回転角θMが計測され、第２検出部３３Ｂによってモータ部１４（又は保持部材３０Ｅ）（第１検出部３３Ａの検出の基準位置となるモータ部１４又は保持部材３０Ｅ）に対する第２回転軸１８Ｂの回転角θLが計測される。回転角θB，θM，θLは上述のエンコーダ情報Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ，Ｓ１Ｃに含まれている。なお、第２検出部３３Ｂは、減速機４８に対する第２回転軸１８Ｂの回転角を検出し、この回転角を回転角θLの代わりに使用してもよい。
　また、図３は、図２（Ｂ）の力学モデルに対応させて図１の駆動装置１０を表すブロック図である。図３は、エンコーダ部１２で検出された回転角θM，θL，及びθBの情報を用いてモータ部１４に加わる負荷の情報を求め、第２回転軸１８Ｂ（被駆動部）が目標とする回転角で回転されるようにモータ部１４を駆動するための制御回路の一例でもある。図３において、変数ｓはラプラス変換の変数であり、周波数をｆ（Ｈｚ）、角周波数をωとすると、定常状態ではｓ＝ｉ２πｆ＝ｉω（ｉは虚数単位）である。図３において、被駆動部５０、減速機４８、及びモータ部１４で示される点線で囲まれたブロックがそれぞれの伝達関数の要素を表している。
　モータ部１４においては、制御装置２４から供給されるトルク指令値τMに対応する信号が減算点５６Ａに供給され、減算点５６Ａには減速機４８の減速比Ｒに対応する変換部５８Ｈから出力される信号も供給され、減算点５６Ａで求められるその２つの信号の差分の信号が、伝達関数（１／（ＪMｓ＋ＣM））で表されるブロック５６Ｂを介して積分部５６Ｃ及び減速機４８の変換部５８Ｅに供給され、積分部５６Ｃの出力が第１検出部３３Ａで検出される回転角θMに対応する信号として演算装置１６の合成部５２及び減速機４８の変換部５８Ａに供給される。
　また、減速機４８においては、変換部５８Ａの出力信号が減算点５８Ｂに供給され、減算点５８Ｂには被駆動部５０から出力される（第２検出部３３Ｂで検出される）回転角θLに対応する信号も供給され、減算点５８Ｂでその２つの信号の差分を取って得られる信号が剛性Ｋの弾性部５８Ｃを介して加算点５８Ｄに供給される。また、変換部５８Ｅから出力される信号及び被駆動部５０の後述の回転部６０Ａから出力される信号が減算点５８Ｆに供給され、減算点５８Ｆから出力される差分の信号が粘性比例係数Ｃのダンパ部５８Ｇを介して加算点５８Ｄに供給され、加算点５８Ｄの出力信号が減速比Ｒに対応する変換部５８Ｈ及び被駆動部５０に供給され、変換部５８Ｈの出力信号がモータ部１４の減算点５６Ａに供給される。
　被駆動部５０においては、減速機４８の加算点５８Ｄから供給される信号がモーメントＪLによる回転部６０Ａを介して積分部６０Ｂ及び減速機４８の減算点５８Ｆに供給され、積分部６０Ｂの出力が第２検出部３３Ｂで検出される回転角θLに対応する信号として演算装置１６の合成部５２及び減速機４８の減算点５８Ｂに供給される。
　図４は、回転角θL及びθMに対応する信号から第２回転軸１８Ｂの正確な回転角に対応する信号を求める合成部５２の一例を示す。図４において、回転角θLに対応する信号は、所定のカットオフ周波数よりも低い周波数域Ｆ1の信号を通過させるローパスフィルタ部６８Ｄ及び所定のゲインαの乗算部６８Ａに供給され、回転角θMに対応する信号は、所定のゲインβの乗算部６８Ｂに供給される。また、乗算部６８Ａ及び６８Ｂの出力信号が加算点６８Ｃで加算され、加算された信号が所定のカットオフ周波数よりも高い周波数域Ｆ2の信号を通過させるハイパスフィルタ部６８Ｅに供給され、フィルタ部６８Ｄ及び６８Ｅの出力信号を加算点６８Ｆで加算した信号（以下、信号ｙFS-SRCという）が図３の制御装置２４に供給される。合成部５２を使用することによって、２つの回転角θL及びθMから第２回転軸１８Ｂ（被駆動部５０）の実際の回転角（減速機４８におけるバックラッシュの影響等を含めた正確な回転角）に対応する信号ｙFS-SRC（位置情報又はモータ部１４の駆動量に関する情報）が高精度に求められる。
　なお、合成部５２としては、例えば回転角θMを減速機４８の既知の減速比で小さくした値と、回転角θLとの加重平均に相当する信号を生成する回路を使用することもできる。この場合、回転角θMをその減速比で小さくした値の重みよりも、回転角θLの重みを大きくしてもよい。
　また、減速機４８を弾性部材とみなすことも可能であるため、駆動装置１０（もしくはエンコーダ部１２）は上記した２つの回転角θL及びθMの差分を用いて、被駆動部５０から減速機４８に作用する負荷のトルクを求めることもできる。この負荷のトルクを求める回路を演算装置１６内に設けてもよい。
　図３において、被駆動部５０からモータ部１４への負荷を表すトルクτLは、仮想的に弾性部材３２の伝達関数（－１／（Ｊallｓ2＋ＣBｓ＋ＫB））を表すブロック６２Ａによって、ベース部材３０Ａに対するモータ部１４の回転角θBに変換され、この回転角θBが第３検出部３３Ｃによって検出されて演算装置１６に供給されている。演算装置１６において、回転角θBに対応する信号は、実質的にブロック６２Ａと逆の伝達関数（Ｊallｓ2＋ＣBｓ＋ＫB／Ｄ（ｓ））（関数Ｄ（ｓ）は例えば実測等に基づいて定められる補正用の関数）の特性を持つトルク復元部６２Ｂ及びローパスフィルタ部６２Ｃに供給される。ローパスフィルタ部６２Ｃの出力信号は減算点６２Ｆに供給され、トルク復元部６２Ｂで復元されたトルクτLBに対応する信号は減算点６２Ｄに供給される。減算点６２Ｄで、予め設定されているトルクの参照値τL refに対応する信号から復元されたトルクτLBに対応する信号を減算して得られる信号（トルクの差分Δτに対応する信号）が、次の伝達関数Ｇimp（ｓ）で表される特性を持つブロック（以下、インピーダンス部という）６２Ｅを介して減算点６２Ｆに供給される。なお、式（１）において、係数Ｊimpはモーメント、係数Ｃimpは粘性比例係数、係数Ｋimpは剛性を示す。これらの係数は演算装置１６内でソフトウェア的に変更することができる。
　伝達関数Ｇimp（ｓ）＝１／（Ｊimpｓ2＋Ｃimpｓ＋Ｋimp）　…（１）
　インピーダンス部６２Ｅは、負荷のトルクτLの変動に対してモータ部１４の回転角θBの変化（ひいては第２回転軸１８Ｂ（被駆動部５０）の回転角の目標値からの変化）を抑制するために使用される。例えば係数Ｋimpを大きく設定すると、負荷トルクτLの変動に対してモータ部１４が固くなり、回転角θBの変化が小さくなる。一方、係数Ｋimpを小さく設定すると、負荷トルクτLの変動に対してモータ部１４が柔らかくなり、回転角θBの変化が大きくなる。それらの係数は駆動装置１０の用途等に応じて最適な値に設定される。
　また、減算点６２Ｆにおいて、インピーダンス部６２Ｅから出力される信号に目標回転角設定部６６から出力される被駆動部５０の目標回転角に対応する信号ｒを加算し、この加算された値からローパスフィルタ部６２Ｃから出力される信号を減算して得られる信号（被駆動部５０の目標回転角θL refに対応する信号）が制御装置２４の減算点６４Ａ及びフィードフォワード部６４Ｄに供給される。
　制御装置２４において、減算点６４Ａには合成部５２から被駆動部５０の正確な回転角に対応する信号ｙFS-SRCも供給され、減算点６４Ａで目標回転角θL refに対応する信号から信号ｙFS-SRCを減算して得られる信号ｅがフィードバック部６４Ｂに供給される。フィードフォワード部６４Ｄ及びフィードバック部６４Ｂの伝達関数ＣFF（ｓ）及びＣFB(s)は任意である。フィードフォワード部６４Ｄ及びフィードバック部６４Ｂの出力信号ｕFF及びｕFBを加算点６４Ｃで加算して得られる信号ｕ（トルク指令値τMに対応する信号）がモータ部１４の減算点５６Ａに供給される。
　次に、本実施形態の駆動装置１０の制御方法の一例につき図５のフローチャートを参照して説明する。まず、図５のステップ１０２において、制御装置２４内の目標回転角設定部６６内の出力部に被駆動部５０の目標回転角が入力される。そして、ステップ１０４において、その出力部から目標回転角に対応する信号ｒが制御装置２４を介してモータ部１４に供給され、モータ部１４が第１回転軸１８Ａの駆動を開始する。また、ステップ１０６において、第１検出部３３Ａが第１回転軸１８Ａの回転角θMの検出を行い、ステップ１０８において、第２検出部３３Ｂが第２回転軸１８Ｂの回転角θLの検出を行い、ステップ１１０において、第３検出部３３Ｃがモータ部１４の回転角θBの検出を行う。なお、ステップ１０６～１１０の動作は所定周期で実質的に並行に実行されている。
　そして、ステップ１１２において、演算装置１６内の合成部５２が回転角θM，θLを用いて被駆動部５０の実際の回転角に対応する信号ｙFS-SRCを求め、ステップ１１４において、演算装置１６内のトルク復元部６２Ｂが回転角θBを用いて負荷のトルクτLBを算出（復元）する。次のステップ１１６において、インピーダンス部６２Ｅ及び減算点６２Ｆにおいて、負荷のトルクτLB及び回転角θBを用いて、被駆動部５０の目標回転角θL refに対応する信号（モータ部１４の駆動量の補正値）が求められる。さらに、ステップ１１８において、制御装置２４が、被駆動部５０の目標回転角に対応する信号ｒ、実際の回転角に対応する信号ｙFS-SRC、及び目標回転角θL refに対応する信号を用いて、モータ部１４のトルク指令値τMに対応する信号（駆動量）を求め、この信号をモータ部１４に供給する（駆動量を設定する）ことで、負荷のトルクτLによる被駆動部５０の回転角の変化を抑制するようにモータ部１４が第１回転軸１８Ａを駆動する。
　次のステップ１２０でモータ部１４を停止しない場合には、ステップ１２２において、目標回転角設定部６６が目標回転角を更新して（目標回転角は時間によって変化するため、時間の経過によって次々に新しい目標回転角が設定される）、動作はステップ１０４に戻り、ステップ１２２でモータ部１４を停止する場合には、動作はステップ１２４に移行してモータ部１４が停止される。このように駆動装置１０によれば、エンコーダ部１２の第３検出部３３Ｂで検出される回転角θBを用いて負荷のトルクτLBを算出し、算出したトルクτLBを用いて、目標回転角θL refに対応する信号を求め、この信号でモータ部１４の駆動量を補正している。このため、負荷のトルクτLの変動が大きい場合でも、モータ部１４を大出力にして、かつ第２回転軸１８Ｂ（被駆動部５０）の回転角を目標値に高精度に制御できる。また、例えば駆動装置１０の組立調整時に、その算出される負荷のトルクτLBが所定の許容範囲内に収まるように、第２回転軸１８Ｂに負荷を与えてもよい。これによって、組立調整時にモータ部１４に大きい負荷がかかることを防止できる。
　上述のように、本実施形態のエンコーダ部１２は、ベース部材３０Ａ（固定部）に対して弾性部材３２を介して連結されて第１回転軸１８Ａ（第１変位部）を駆動するモータ部１４と、第１回転軸１８Ａの回転角を変換して第２回転軸１８Ｂ（第２変位部）に伝達する減速機４８（伝達部）とを備える駆動装置１０に設けられるエンコーダである。そして、エンコーダ部１２は、第１回転軸１８Ａの回転角θM（第１変位情報）を検出する第１検出部３３Ａと、第２回転軸１８ｂの回転角θL（第２変位情報）を検出する第２検出部３３Ｂと、ベース部材３０Ａに対するモータ部１４の回転角θB（第３変位情報）を検出する第３検出部３３Ｃと、回転角θM及びθLを用いて、第２回転軸１８Ｂ（被駆動部５０）の実際の回転角に対応する信号ｙFS-SRC（モータ部１４の駆動量に関する情報）を求め、回転角θBを用いてモータ部１４に対する負荷のトルクτLBを求める（演算によって求める）演算装置１６と、を備えている。
　エンコーダ部１２によれば、１つの第３検出部３３Ｃの検出信号を用いて、ベース部材３０Ａからモータ部１４に加わる負荷、すなわち被駆動部５０からモータ部１４に加わる負荷のトルクτLBを求めることができる。また、第３検出部３３Ｃは減速機４８及び第２回転軸１８Ｂ（被駆動部５０）から離れた位置に設置されている。このため、第２回転軸１８Ｂ（出力軸）の回転角のばらつき、及び第２回転軸１８Ｂのグリスによる摩擦などがあっても、簡単な構成で高精度にモータ部１４に対する負荷を検出できる。
　また、本実施形態の駆動装置１０は、ベース部材３０Ａと、第１回転軸１８Ａを駆動するモータ部１４と、ベース部材３０Ａに対してモータ部１４を変位可能に連結する弾性部材３２と、第１回転軸１８Ａの回転角を変換して第２回転軸１８Ｂを駆動する減速機４８と、第１回転軸１８Ａの回転角θMを検出する第１検出部３３Ａと、第２回転軸１８ｂの回転角θLを検出する第２検出部３３Ｂと、ベース部材３０Ａに対するモータ部１４の回転角θBを検出する第３検出部３３Ｃと、回転角θM及びθLを用いて、第２回転軸１８Ｂの実際の回転角に対応する信号ｙFS-SRCを求め、回転角θBを用いてモータ部１４に対する負荷のトルクτLBを求める演算装置１６と、演算装置１６で求められた情報（信号ｙFS-SRC及び負荷のトルクτLB）を用いてモータ部１４を制御する制御装置２４とを備えている。
　また、本実施形態の制御システムは、駆動装置１０の制御システムであって、回転角θM，θL及びθB検出する第１～第３検出部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃと、回転角θM及びθLを用いて、第２回転軸１８Ｂの実際の回転角に対応する信号ｙFS-SRCを求め、回転角θBを用いてモータ部１４に対する負荷のトルクτLBを求める演算装置１６と、演算装置１６で求められた情報（信号ｙFS-SRC及び負荷のトルクτLB）を用いてモータ部１４を制御する制御装置２４とを備えている。
　また、本実施形態の制御方法は、駆動装置１０の制御方法であって、第１回転軸１８Ａの回転角θMを検出するステップ１０６と、第２回転軸１８ｂの回転角θLを検出するステップ１０８と、モータ部１４の回転角θBを検出するステップ１１０と、回転角θM及びθLを用いて、第２回転軸１８Ｂの実際の回転角に対応する信号ｙFS-SRCを求めるステップ１１２と、回転角θBを用いてモータ部１４に対する負荷のトルクτLBを求めるステップ１１４と、その求められた情報（信号ｙFS-SRC及び負荷のトルクτLB）を用いてモータ部１４を制御するステップ１１８とを有する。
　本実施形態の駆動装置１０、制御システム、及び制御方法によれば、エンコーダ部１２によってモータ部１４に対する負荷のトルクτLBを高精度に求めることができる。さらに、その負荷のトルクτLBを用いてモータ部１４の駆動量を補正することによって、その負荷が大きく変動する場合でもモータ部１４を大出力にして、かつ第２回転軸１８Ｂ（出力軸）の回転角を高精度に目標値に制御できる。
　また、駆動装置１０において、エンコーダ部１２によって第２回転軸１８Ｂ（被駆動部５０）の回転角を高精度に検出するためには、ベース部材３０Ａとモータ部１４との間に高い剛性があり、モータ部１４の回転角の変化が小さいことが望ましい。一方、モータ部１４に対する負荷のトルクを高精度に検出するためには、ベース部材３０Ａとモータ部１４との間の剛性を低下させて、ベース部材３０Ａとモータ部１４とがある程度相対回転できることが望ましい。本実施形態では、ベース部材３０Ａに対して弾性部材３２を介してモータ部１４を連結しているため、ベース部材３０Ａとモータ部１４との間の実際の剛性は低下している。また、ベース部材３０Ａとモータ部１４との間の剛性の低下によるエンコーダ部１２による第２回転軸１８Ｂの回転角の検出精度の低下を抑制するために、ベース部材３０Ａに対するモータ部１４の回転角θBを第３検出部３３Ｃで検出し、その回転角θBを用いてモータ部１４に対する負荷のトルクτLBを求めている。このため、第１検出部３３Ａ及び第２検出部３３Ｂの検出結果から求めた第２回転軸１８Ｂの回転角をその負荷のトルクτLBを用いて補正するか、又はその負荷のトルクτLBに応じてモータ部１４の駆動量を補正することによって、第２回転軸１８Ｂの回転角を高精度に検出できるか、又は第２回転軸１８Ｂの回転角を目標回転角に高精度に制御できる。
　なお、上述の実施形態では検出部３３Ａ～３３Ｃとして反射型又は透過型の光学式の検出器が使用されている。その他に、検出部として磁気方式又は静電容量方式等の検出器を使用してもよい。さらに、検出部３３Ａ～３３Ｃは回転板３４Ａ～３４Ｃを有するが、回転軸１８Ａ，１８Ｂの端部１８Ａａ，１８Ｂａ及びモータケース３０Ｄの保持部材３０Ｅ等を回転板として使用してもよい。すなわち、端部１８Ａａ，１８Ｂａ及び保持部材３０Ｅの表面に回転方向の位置を示す着磁パターン又は反射パターン等を形成しておき、その回転情報を磁気センサ又は受光素子等を含む検出部で検出してもよい。
　また、弾性部材３２は、図２（Ａ）のような構成の他に、例えば第１回転軸１８Ａの中心軸を通る直線の回りに巻回されたスプリングのような任意の形状の弾性部材やゴムのような弾性を有する高分子物質の弾性部材を使用できる。
　次に、上述の実施形態の変形例につき図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１において、図１及び図２に対応する部分には同一又は類似する符号を付してその詳細な説明を省略する。
　図１０は、この変形例の駆動装置１０Ｄを示し、図１１は、図１０中の弾性部材３２Ｅを示す。図１０において、駆動装置１０Ｄは、例えばロボット装置が設置された工場の床面（不図示）に不図示の支持部材（例、アームなど）を介して固定されたベース部材（固定部）３０Ｂ１と、ベース部材３０Ｂ１に対して回転軸受２８Ｄを介して回転可能に指示された第２回転軸１８Ｂ（出力軸又は第２移動軸）と、第２回転軸１８Ｂに対して減速機４８Ｂを介して連結された第１回転軸１８Ａ（第１移動軸）と、ベース部材３０Ｂ１に連結された保持部材３０Ｅ１に支持されて第１回転軸１８Ａを回転駆動するモータ部１４Ｃと、ベース部材３０Ｂ１に対してモータ部１４Ｃ（保持部材３０Ｅ１）を変位可能に連結する弾性部材（弾性体）３２Ｅと、第１回転軸１８Ａの回転を停止させるためのブレーキ４８Ｃと、回転軸１８Ａ，１８Ｂの回転角及び回転速度等の回転情報及びモータ部１４Ｃに加わる上述の負荷を検出するエンコーダ部とを備えている。
　また、保持部材３０Ｅ１に対して回転可能に第１回転軸１８Ａが支持され、回転軸１８Ａ，１８Ｂはそれぞれその中心軸（Ｚ軸に平行な軸）の回りに回転可能である。一例として、モータ部１４Ｃは３相交流モータであるが、モータ部１４Ｃとしては直流モータ等も使用できる。
　本変形例のエンコーダ部も、モータ部１４Ｃに対する第１回転板３４Ａ（第１回転軸１８Ａ）のθｚ方向のエンコーダ情報を求めるための第１検出部３３Ａ、モータ部１４Ｃに対する第２回転板３４Ｂ（第２回転軸１８Ｂ）のθｚ方向のエンコーダ情報を求めるための第２検出部３３Ｂ、及びベース部材３０Ｂ１に対する第３回転板３４Ｃ（及びモータ部１４Ｃ）のθｚ方向のエンコーダ情報Ｓ１Ｃを求める第３検出部３３Ｃを備える。第１回転板３４Ａは第１回転軸１８Ａに連結され、第２回転板３４Ｂは第２回転軸１８Ｂに連結されている。また、第１検出部３３Ａの光源及び受光素子、並びに第２検出部３３Ｂの光源及び受光素子は、保持部材３０Ｅ１に連結された基板３８Ａに設けられている。また、第２回転板３４Ｂの側面（＋Ｚ方向の面）はカバー部材３０Ｐで覆われている。
　さらに、第３回転板３４Ｃは弾性部材３２Ｅに固定され、第３検出部３３Ｃの光源及び受光素子は基板３８Ｃを介して保持部材３０Ｅ１に支持されている。なお、第３回転板３４Ｃの回転範囲は１回転より小さいため、第３回転板３４Ｃとしては、回転方向の位置を検出するためのパターンが形成された半円程度の板を使用してもよい。
　図１１に示すように、弾性部材３２Ｅは、図１０の保持部材３０Ｅ１に固定される内側の輪帯部（例、第１の要素）３２Ｅａと、図１０のベース部材３０Ｂ１に固定される外側の輪帯部（例、第２の要素）３２Ｅｂと、内側及び外側の輪帯部を半径方向に連結する複数（例えば３個、４個、５個など）の板ばね部（例、第３の要素）３２Ｅｃとを有する。その板ばね部３２Ｅｃは中心軸（例、回転軸１８Ａ，１８Ｂの中心軸と一致する軸）の回りに所定範囲で弾性変形が可能である。このため、弾性部材３２Ｅによって、保持部材３０Ｅ１内のモータ部１４Ｃはベース部材３０Ｂ１に対して、その中心軸（例えば回転軸１８Ａ，１８Ｂの中心軸と一致する軸）の回り、又はＺ軸に平行な軸の軸回りの回転方向（θｚ方向）に所定範囲で＋θｚ方向又は－θｚ方向に回転可能である。また、パターンを有する第３回転板３４Ｃは弾性部材３２Ｅの内側の輪帯部３２Ｅａに連結されている。弾性部材３２Ｅの板ばね部３２Ｅｃの剛性を高めることによって、ベース部材３０Ｂ１に対するモータ部１４Ｃのθｚ方向の相対回転角の範囲を小さくすることができる。この他の構成等は第１の実施形態と同様である。
　この変形例によれば、上述の実施形態と同様にエンコーダ部によってモータ部１４Ｃに対する負荷のトルクτLBを高精度に求めることができる。さらに、その負荷のトルクτLBを用いてモータ部１４Ｃの駆動量を補正することによって、その負荷が大きく変動する場合でもモータ部１４Ｃを大出力にして、かつ第２回転軸１８Ｂ（出力軸）の回転角を高精度に目標値に制御できる。
　次に、第２の実施形態につき図６を参照して説明する。なお、図６において、図１に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　図６は、本実施形態に係る駆動装置１０Ａを示す。図６において、駆動装置１０Ａは、例えば駆動装置１０Ａが設置された工場の床面（不図示）に固定されたベース部材（固定部）３１Ａと、第１回転軸１８Ａを駆動するモータ部１４Ａと、ベース部材３１Ａに対して変位可能にモータ部１４Ａを連結する弾性部材３２Ａと、第１回転軸１８Ａの回転を減速して第２回転軸１８Ｂに伝達する減速機４８Ａと、回転軸１８Ａ，１８Ｂの回転情報及びモータ部１４Ａに加わる負荷を検出するエンコーダ部１２Ａとを備えている。
　本実施形態においても、第１回転軸１８Ａの中心軸に平行にＺ軸を取って説明する。ベース部材３１Ａは、円筒状の支持部材３１Ｂと、支持部材３１Ｂの－Ｚ方向の端部を覆う押さえ部材３１Ｃとを有する。また、モータ部１４Ａは、円筒状で両端が塞がれた保持部材３０Ｅ（図１の押さえ部材３０Ｆを含む）と、保持部材３０Ｅの－Ｚ方向の端部に固定され、円筒状で内部に段差が形成された保持部材３１Ｄとを有するモータケース３０Ｄと、モータケース３０Ｄの中央部を囲むように設けられたリング状の連結部材３０Ｊと、モータケース３０Ｄの内面に固定されたコイル２２と、第１回転軸１８Ａの外面に固定されたマグネット２０とを有する。保持部材３０Ｅの両端にそれぞれスラスト軸受２９Ａ，２９Ｂ及び回転軸受２８Ｅ，２８Ｆを介して第１回転軸１８Ａが、この中心軸の軸回りであるＺ軸に平行な軸の軸回り（θｚ方向）に回転可能に支持されている。
　また、ベース部材３１Ａの支持部材３１Ｂの内面に回転軸受２８Ａ，２８Ｂを介して、モータ部１４Ａのモータケース３０Ｄがθｚ方向に回転可能に支持されている。さらに、モータ部１４Ａの連結部材３０が、支持部材３１Ｂの内面の凹部に２つのスラスト軸受２８Ｇ，２８Ｈに挟まれて、θｚ方向に回転可能に、かつＺ方向に移動できない状態で支持されている。
　また、保持部材３１Ｄの－Ｚ方向の端部に円筒状の連結部材３０Ｌを介して円板状の連結部材３１Ｅが固定され、押さえ部材３１Ｃの＋Ｚ方向の面と、連結部材３１Ｅの－Ｚ方向の面とが、例えばθｚ方向に巻回されたスプリングよりなる弾性部材３２Ａによって連結されている。弾性部材３２Ａによって、ベース部材３１Ａに対してモータ部１４Ａ（連結部材３１Ｅ）は所定範囲内で＋θｚ方向又は－θｚ方向に回転可能に支持されている。弾性部材３２Ａの剛性を高めることによって、ベース部材３１Ａに対するモータ部１４Ａのθｚ方向の相対回転角の範囲を小さくすることができる。
　また、モータケース３０Ｄの＋Ｚ方向の側面に円筒状の支持部材３０Ｇが固定され、支持部材３０Ｇの＋Ｚ方向の面に固定された取り付け部材３０Ｈの内面に回転軸受２８Ｉを介して、第１回転軸１８Ａの＋Ｚ方向の端部に連結された減速機４８Ａの入力軸４６Ａが回転可能に支持されている。さらに、取り付け部材３０Ｈの内面の＋Ｚ方向側の部分に回転軸受２８Ｄ及びスラスト軸受２９Ｃを介して減速機４８Ａが回転可能に支持され、減速機４８Ａの出力軸に第２回転軸１８Ｂの＋Ｚ方向の端部が連結されている。減速機４８Ａの＋Ｚ方向の面（第２回転軸１８Ｂの＋Ｚ方向の端部）に被駆動部（不図示）が連結されている。
　さらに、第２回転軸１８Ｂの＋Ｚ方向の端部は、固定部材３０Ｉ及び回転軸受２８Ｊを介して入力軸４６Ａの内面にθｚ方向に回転可能に支持されている。また、第２回転軸１８Ｂの－Ｚ方向の端部が、固定部材３０Ｍ及び回転軸受２８Ｃを介して連結部材３０Ｌの内面にθｚ方向に回転可能に支持されている。
　また、第１回転軸１８Ａの－Ｚ方向の端部に固定された支持部材３０Ｋ、及び第２回転軸１８Ｂの－Ｚ方向の端部に、それぞれ反射型で回転型の検出パターンが形成された輪帯状及び円板状の第１回転板３４Ａ及び第２回転板３４Ｂが取り付けられている。さらに、ベース部材３１Ａの連結部材３１Ｅの＋Ｚ方向の面に、反射型で回転型の検出パターンが形成された輪帯状の第３回転板３４Ｃが取り付けられている。
　本実施形態のエンコーダ部１２Ａは、第１回転板３４Ａと、第１回転板３４Ａのパターンに検出光を照射する光源４０Ａと、そのパターンからの光（例、反射光）を受光する受光素子４２Ａと、受光素子４２Ａの検出信号を処理してモータ部１４に対する回転板３４Ａ（及び第１回転軸１８Ａ）のθｚ方向のエンコーダ情報Ｓ１Ａを求める処理回路４４Ａとを含む第１検出部３３Ａ、及び第２回転板３４Ｂと、第２回転板３４Ｂのパターンに検出光を照射する光源４０Ｂと、そのパターンからの光（例、反射光）を受光する受光素子４２Ｂと、受光素子４２Ｂの検出信号を処理してモータ部１４Ａに対する回転板３４Ｂ（及び第２回転軸１８Ｂ）のθｚ方向のエンコーダ情報Ｓ１Ｂを求める処理回路４４Ｂとを含む第２検出部３３Ｂを有する。
　また、エンコーダ部１２Ａは、第３回転板３４Ｃと、第３回転板３４Ｃのパターンに検出光を照射する光源４０Ｃと、そのパターンからの光（例、反射光）を受光する受光素子４２Ｃと、受光素子４２Ｃの検出信号を処理してベース部材３１Ａに対する回転板３４Ｃ（及びモータ部１４Ａ）のθｚ方向のエンコーダ情報Ｓ１Ｃを求める処理回路４４Ｃとを含む第３検出部３３Ｃを有する。光源４０Ａ、受光素子４２Ａ、及び処理回路４４Ａは保持部材３１Ｄに支持され、光源４０Ｂ、受光素子４２Ｂ、及び処理回路４４Ｂは連結部材３０Ｌに支持されている。光源４０Ｃ、受光素子４２Ｃ、及び処理回路４４Ｃは連結部材３１Ｅに支持されている。この他の構成は第１の実施形態と同様である。
　すなわち、検出部３３Ａ～３３Ｃのエンコーダ情報Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ，Ｓ１Ｃは演算装置１６に供給され、演算装置１６は、そのエンコーダ情報Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを用いて第２回転軸１８Ｂの実際の回転角の情報を求め、エンコーダ情報Ｓ１Ｃを用いてベース部材３１Ａからモータ部１４Ａに加わる負荷（ひいては被駆動部からモータ部１４Ａに加わる負荷）のトルクの情報を求め、そのトルクの情報からモータ部１４Ａの駆動量の補正値の情報を求め、求めた情報を制御装置２４に供給する。制御装置２４は、演算装置１６から供給される情報を用いてモータ部１４Ａを駆動する。
　本実施形態においても、エンコーダ部１２Ａは、１つの第３検出部３３Ｃの検出信号を用いて、モータ部１４Ａに対する負荷（トルク）を求めることができるとともに、第３検出部３３Ｃは減速機４８Ａ及び第２回転軸１８Ｂ（被駆動部）から離れた位置に設置されている。このため、第２回転軸１８Ｂ（出力軸）の回転角のばらつき、及び第２回転軸１８Ｂのグリスによる摩擦などがあっても、簡単な構成で高精度にモータ部１４Ａに対する負荷を検出できる。そして、駆動装置１０は、この検出結果を用いて第２回転軸１８Ｂの回転角を高精度に制御できる。
　次に、第３の実施形態につき図７を参照して説明する。なお、図７において、図６に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　図７は、本実施形態に係る駆動装置１０Ｂを示す。図７において、駆動装置１０Ｂのベース部材３１Ａの円筒状の支持部材３１Ｂの内面に回転軸受２８Ａ，２８Ｂを介して、モータ部１４Ａのモータケース３０Ｄがθｚ方向に回転可能に支持されている。さらに、支持部材３１Ｂの内面の回転軸受２８Ａ，２８Ｂの中央の位置で、複数（例えば４個）の板ばね３２Ｂ，３２Ｃ（他の例えば２個の板ばねは不図示）によってモータ部１４Ａのモータケース３０Ｄが支持されている。板ばね３２Ｂ，３２Ｃは、モータケース３０Ｄの側面（外周面）側で支持部材３１Ｂの内面側に配置されている。また、図７においては、板ばね３２Ｂ，３２Ｃは、モータケース３０Ｄの側面と支持部材３１Ｂの内面とに接触して固定されている。板ばね３２Ｃ，３２Ｄ（弾性体）によって、ベース部材３１Ａに対してモータ部１４Ａ（モータケース３０Ｄ）は所定範囲内で＋θｚ方向又は－θｚ方向に回転可能に支持されている。板ばね３２Ｃ，３２Ｄの剛性を高めることによって、ベース部材３１Ａに対するモータ部１４Ａのθｚ方向の相対回転角の範囲を小さくすることができる。
　また、ベース部材３１Ａの押さえ部材３１Ｃの＋Ｚ方向の面の中央部に平板状の支持部材３１Ｆを介して反射型で回転型の検出パターンが形成された円板状の第３回転板３４Ｃが取り付けられている。さらに、第３回転板３４Ｃのパターンに検出光を照射する光源４０Ｃと、そのパターンからの光（例、反射光）を受光する受光素子４２Ｃと、その検出信号を処理する処理回路４４Ｃとが、モータケース３０Ｄ（モータ部１４Ａ）に連結された連結部材３０Ｌに支持されている。本実施形態のエンコーダ部１２Ａは、第３回転板３４Ｃと、光源４０Ｃと、受光素子４２Ｃと、処理回路４４Ｃとを含み、ベース部材３１Ａ（回転板３４Ｃ）に対するモータ部１４Ａのθｚ方向のエンコーダ情報Ｓ１Ｃを求める第３検出部３３Ｃを有する。この他の構成は第２の実施形態と同様であり、エンコーダ部１２Ａも第１検出部３３Ａ及び第２検出部３３Ｂを有する。
　本実施形態においても、エンコーダ部１２Ａは、１つの第３検出部３３Ｃの検出信号を用いて、モータ部１４Ａに対する負荷（トルク）を求めることができるとともに、第３検出部３３Ｃは減速機４８Ａ及び第２回転軸１８Ｂ（被駆動部）から離れた位置に設置されている。このため、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
　次に、第４の実施形態につき図８を参照して説明する。なお、図８において、図１に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　図８は、本実施形態に係る駆動装置１０Ｃを示す。図８において、駆動装置１０Ｃは、Ｌ字型のベース部材３１Ｇと、モータ部１４Ｂと、エンコーダ部１２Ｂと、演算装置１６Ａと、制御装置２４Ａとを備えている。ベース部材３１Ｇの上面３１Ｇａにリニアガイド３１Ｈを介してモータ部１４Ｂが設置され、モータ部１４Ｂは上面３１Ｇａに平行に配置されたボールねじ１８Ｃを回転駆動する。以下、ボールねじ１８Ｃに平行にＺ軸を取って説明する。ボールねじ１８Ｃに対して可動部３１Ｉが螺合され、可動部３１Ｉの上面に可動テーブル３１Ｊが固定され、可動テーブル３１Ｊの上面に被加工物（不図示）が載置される。モータ部１４Ｂでボールねじ１８Ｃを回転駆動することで、可動部３１Ｉを介して可動テーブル３１ＪがＺ方向に移動する。ボールねじ１８Ｃは回転軸受（不図示）を介して上面３１Ｇａに支持され、可動部３１Ｉはガイド部材（不図示）に沿って移動する。
　また、ベース部材３１Ｇの背面３１Ｇｂと、モータ部１４Ｂの－Ｚ方向の面とがＺ軸に平行な軸の軸回りに巻回されたスプリング状の弾性部材３２Ｄで連結されている。モータ部１４Ｂはリニアガイド３１Ｈに沿ってＺ方向に移動可能であり、ベース部材３１Ｇに対してモータ部１４Ｂは弾性部材３２ＤによってＺ方向に変位可能に連結されている。弾性部材３２Ｄの剛性を高めることによって、モータ部１４ＢのＺ方向の変位範囲を小さくすることができる。
　また、本実施形態のエンコーダ部１２Ｂは、第１検出部３３Ａ、第２検出部３３Ｄ、及び第３検出部３３Ｅを有する。第１検出部３３Ａは、ボールねじ１８Ｃに設けられた回転板３４Ａと、モータ部１４Ｂの支持部材３６Ｂに設けられた光源４０Ａ、受光素子４２Ａ、及び処理回路４４Ａとを有し、モータ部１４Ｂに対するボールねじ１８Ｃ（第１変位部）のＺ軸に平行な軸の軸回りの回転角を含むエンコーダ情報Ｓ２Ａを生成する。また、ベース部材３１Ｇの上面３１Ｇａにそれぞれ不図示の支持部材を介してＺ軸に平行に格子パターン等が形成されたスケール部３４Ｄ及び３４Ｅが配置されている。そして、第２検出部３３Ｄは、スケール部３４Ｄと、可動部３１Ｉに設けられて、スケール部３４Ｄのパターンを読み取る受発光素子部３３Ｄａとを有し、モータ部１４Ｂに対する可動テーブル３１Ｊ（第２変位部）のＺ方向の位置を含むエンコーダ情報Ｓ２Ｂを生成する。第３検出部３３Ｅは、スケール部３４Ｅと、モータ部１４Ｂに設けられて、スケール部３４Ｅのパターンを読み取る受発光素子部３３Ｅａとを有し、ベース部材３１Ｇに対するモータ部１４ＢのＺ方向の位置を含むエンコーダ情報Ｓ２Ｃを生成する。本実施形態の検出部３３Ｄ，３３Ｅは光学式のリニアエンコーダである。生成されたエンコーダ情報Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ，Ｓ２Ｃは演算装置１６Ａに供給される。
　演算装置１６Ａは、エンコーダ情報Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂを用いて可動テーブル３１ＪのＺ方向の位置の情報を求め、エンコーダ情報Ｓ２Ｃを用いてベース部材３１Ｇからモータ部１４Ｂに加わる負荷（ひいては可動テーブル３１Ｊからモータ部１４Ｂに加わる負荷）の情報を求め、その負荷の情報からモータ部１４Ｂの駆動量の補正値の情報を求め、求めた情報を制御装置２４Ａに供給する。制御装置２４Ａは、演算装置１６Ａから供給される情報を用いてモータ部１４Ｂを駆動する。
　本実施形態においても、エンコーダ部１２Ｂは、１つの第３検出部３３Ｅの検出信号を用いて、モータ部１４Ｂに対するＺ方向の負荷を求めることができるとともに、第３検出部３３Ｅはボールねじ１８Ｃ（第１変位部）及び可動テーブル３１Ｊ（第２変位部）から離れた位置に設置されている。このため、可動テーブル３１Ｊの位置のばらつき、及び可動テーブル３１Ｊとガイド部材（不図示）との間にグリスによる摩擦などがあっても、簡単な構成で高精度にモータ部１４Ｂに対する負荷を検出できる。そして、この検出結果を用いて可動テーブル３１Ｊの位置を高精度に制御できる。
　なお、本実施形態において、検出部３３Ｄ，３３Ｅとしては、光学式の反射型又は透過型のリニアエンコーダの他に、磁気式又は静電容量式等の任意のリニアエンコーダを使用できる。
　次に、本実施形態の変形例につき図１２を参照して説明する。図１２において、図１、図８、及び図１１に対応する部分には同一又は類似する符号を付してその詳細な説明を省略する。
　図１２はこの変形例の駆動装置１０Ｅを示す。図１２において、駆動装置１０Ｅは、Ｌ字型のベース部材３１Ｇ１と、ベース部材３１Ｇ１の端部に固定された支持部材３１Ｇ２と、、ベース部材３１Ｇ１の端部に回転軸受２８Ｄを介して回転可能に配置された連結部材３１Ｇ３と、連結部材３１Ｇ３に連結されたモータケース３１Ｇ４と、モータケース３１Ｇ４内に保持されたモータ部１４Ｂと、エンコーダ部と、モータ部１４Ｂに回転駆動される第１回転軸１８Ａ（第１駆動軸）と、第１回転軸１８Ａの回転を停止させるブレーキ４８Ｄと、ベース部材３１Ｇ１（支持部材３１Ｇ２）に対してモータ部１４Ｂ（モータケース３１Ｇ４）を変位可能に連結する弾性部材（弾性体）３２Ｅと、第１回転軸１８Ａに対してカップリング１８Ｄによって連結されるボールねじ１８Ｃと、を備えている。ボールねじ１８Ｃ（第２駆動軸）は、ベース部材３１Ｇ１の上面に１対の回転軸受２８Ａ及び２８ＢによってＺ軸に平行に支持され、ボールねじ１８Ｃに螺合された可動部３１Ｉの上面に可動テーブル３１Ｊ（リニアステージ）が固定されている。
　また、本変形例のエンコーダ部も、モータ部１４Ｂに対する第１回転板３４Ａ（第１回転軸１８Ａ）のＺ軸の軸回りの回転方向（θｚ方向）のエンコーダ情報を求めるための第１検出部３３Ａ、モータ部１４Ｂに対するボールねじ１８ＣのＺ方向の位置及び／又は速度を含むエンコーダ情報を求めるためのリニアエンコーダよりなる第２検出部３３Ｂ１、及びベース部材３１Ｇ１に対する第３回転板３４Ｃ（及びモータ部１４Ｂ）のθｚ方向のエンコーダ情報を求める第３検出部３３Ｃを備える。第１回転板３４Ａは第１回転軸１８Ａに連結され、第２検出部３３Ｂ１のスケール部３４Ｂ１はベース部材３１Ｇ１の上面に固定され、第２検出部３３Ｂ１の光源及び受光素子は可動部３１Ｉの底面にスケール部３４Ｂ１に対向するように固定されている。また、第１検出部３３Ａの光源及び受光素子はモータケース３１Ｇ４に連結された基板に固定され、第３検出部３３Ｃの光源及び受光素子は、モータケース３１Ｇ４に連結された基板に固定されている。
　さらに、第３回転板３４Ｃは弾性部材３２Ｅに固定されている。弾性部材３２Ｅによって、モータケース３１Ｇ４内のモータ部１４Ｂはベース部材３１Ｇ１（支持部材３１Ｇ２）に対して、その中心軸（例えば回転軸１８Ａの中心軸と一致する軸）の回り、又はＺ軸に平行な軸の軸回りの回転方向（θｚ方向）に所定範囲で＋θｚ方向又は－θｚ方向に回転可能である。また、弾性部材３２Ｅの外側の輪帯部３２Ｅｂが支持部材３１Ｇ２（ベース部材３１Ｇ１）に連結され、弾性部材３２Ｅの内側の輪帯部３２Ｅａがモータケース３１Ｇ４に連結され、第３回転板３４Ｃは弾性部材３２Ｅの外側の輪帯部３２Ｅｂに連結されている。弾性部材３２Ｅの板ばね部３２Ｅｃの剛性を高めることによって、ベース部材３１Ｇ１に対するモータ部１４Ｂのθｚ方向の相対回転角の範囲を小さくすることができる。この他の構成等は第１及び第４の実施形態と同様である。
　この変形例によれば、上述の実施形態と同様にエンコーダ部によってモータ部１４Ｂに対する負荷のトルクτLBを高精度に求めることができる。さらに、その負荷のトルクτLBを用いてモータ部１４Ｂの駆動量を補正することによって、その負荷が大きく変動する場合でもモータ部１４Ｂを大出力にして、かつボールねじ１８Ｃ（出力軸）の回転角を高精度に目標値に制御できる。
　また、上述の各実施形態の駆動装置は各種工作機械又はロボット装置の駆動機構として使用できる。
　図９は、上記の実施形態の駆動装置１０が使用されたロボット装置ＲＢＴを示す斜視図である。なお、図９には、ロボット装置ＲＢＴの一部（関節部分）を模式的に示した。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。このロボット装置ＲＢＴは、第１アームＡＲ１と、第２アームＡＲ２と、関節部ＪＴとを有している。第１アームＡＲ１は、関節部ＪＴを介して、第２アームＡＲ２と接続されている。
　第１アームＡＲ１は、腕部２０１、軸受２０１ａ、及び軸受２０１ｂを備えている。第２アームＡＲ２は、腕部２０２および接続部２０２ａを有する。接続部２０２ａは、関節部ＪＴにおいて、軸受２０１ａと軸受２０１ｂの間に配置されている。接続部２０２ａは、第２回転軸１８Ｂと一体的に設けられている。回転軸１８Ｂは、関節部ＪＴにおいて　軸受２０１ａと軸受２０１ｂの両方に挿入されている。回転軸１８Ｂのうち軸受２０１ｂに挿入される側の端部は、軸受２０１ｂを貫通して減速機４８に接続されている。
　減速機４８は、駆動装置１０に接続されており、駆動装置１０の第１回転軸１８Ａ（図９では不図示）の回転を例えば１００分の１等に減速して回転軸１８Ｂに伝達する。図９に図示しないが、駆動装置１０の回転軸１８Ａの端部は、減速機４８に接続されている。また、駆動装置１０の回転軸１８Ａの端部には、エンコーダ部１２の回転板３４Ａ（図１参照）と同様のスケールが取り付けられている。
　ロボット装置ＲＢＴは、駆動装置１０を駆動して回転軸１８Ａを回転させると、この回転が減速機４８を介して回転軸１８Ｂに伝達される。回転軸１８Ｂの回転により接続部２０２ａが一体的に回転し、これにより第２アームＡＲ２が、第１アームＡＲ１に対して回転する。その際、エンコーダ部１２は、回転軸１８Ａの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ部１２からの出力により、第２アームＡＲ２の角度位置を検出することができる。このロボット装置ＲＢＴにおいて、エンコーダ部１２は負荷（トルク）を検出できるため、その検出された負荷を用いて第２アームＡＲ２の角度位置等を高精度に制御できる。なお、ロボット装置ＲＢＴは、上記の構成に限定されず、駆動装置１０は、関節を備える各種ロボット装置（例、組立ロボット、人間協調型ロボット等）に適用できる。
　１０，１０Ａ～１０Ｅ…駆動装置、１２，１２Ａ，１２Ｂ…エンコーダ部、１４，１４Ａ～１４Ｃ…モータ部、１６，１６Ａ…演算装置、２４，２４Ａ…制御装置、１８Ａ…第１回転軸、１８Ｂ…第２回転軸、２０…マグネット、２２…コイル、３０Ａ…ベース部材、３２，３２Ａ～３２Ｅ…弾性部材、３３Ａ～３３Ｃ…検出部、３４Ａ～３４Ｃ…回転板、４０Ａ～４０Ｃ…光源、４２Ａ～４２Ｃ…受光素子、４８，４８Ａ…減速機

Claims (24)

  1. 　固定部に対して弾性体を介して連結されて第１変位部を駆動するモータ部と、前記第１変位部の変位を変換して第２変位部に伝達する伝達部とを備える駆動装置に設けられるエンコーダであって、
    　前記第１変位部の第１変位情報を検出する第１検出器と、
    　前記第２変位部の第２変位情報を検出する第２検出器と、
    　前記固定部に対する前記モータ部の第３変位情報を検出する第３検出器と、
    　前記第１及び第２変位情報を用いて前記モータ部の駆動量に関する情報を求め、前記第３変位情報を用いて前記モータ部に対する負荷の情報を求める演算部と、
    を備えるエンコーダ。
  2. 　前記演算部は、前記負荷の情報を用いて前記モータ部の駆動量の補正値を求める請求項１に記載のエンコーダ。
  3. 　前記演算部は、前記負荷の変動による前記第２変位部の変位を抑制するように前記駆動量の補正値を求める請求項２に記載のエンコーダ。
  4. 　前記演算部は、前記第１及び第２変位情報を用いて、前記第２変位部の位置情報を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  5. 　前記第３検出器は、前記固定部の前記弾性体との連結部、及び前記モータ部の前記弾性体との連結部に配置される請求項１から４のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  6. 　前記演算部は、前記第１及び第２変位情報を用いて、前記伝達部に加わる負荷の情報を求める請求項１から５のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  7. 　前記第１及び第２変位部はそれぞれ第１及び第２回転軸であり、前記第１、第２、及び第３検出器は、それぞれ前記変位情報として回転情報を検出する請求項１から６のいずれか一項に記載のエンコーダ。
  8. 　前記弾性体は、前記第１回転軸に平行な軸の回りに弾性を持つ請求項７に記載のエンコーダ。
  9. 　前記負荷はトルクである請求項７又は８に記載のエンコーダ。
  10. 　第１変位部を駆動するモータ部と、
    　前記モータ部が固定される固定部に対して前記モータ部を変位可能に連結する弾性体と、
    　前記第１変位部の変位を変換して第２変位部を駆動する伝達部と、
    　前記第１変位部の第１変位情報を検出する第１検出器と、
    　前記第２変位部の第２変位情報を検出する第２検出器と、
    　前記固定部に対する前記モータ部の第３変位情報を検出する第３検出器と、
    　前記第１及び第２変位情報を用いて、前記モータ部の駆動量に関する情報を求め、前記第３変位情報を用いて前記モータ部に対する負荷の情報を求める演算部と、
    　前記演算部で求められる情報を用いて前記モータ部を制御する制御部と、を備える駆動装置。
  11. 　前記第３検出器は、前記固定部の前記弾性体との連結部、及び前記モータ部の前記弾性体との連結部に配置される請求項１０に記載の駆動装置。
  12. 　前記演算部は、前記負荷の情報を用いて前記モータ部の駆動量の補正値を求める請求項１０又は１１に記載の駆動装置。
  13. 　請求項１０から１２のいずれか一項に記載の駆動装置を備えるロボット装置。
  14. 　固定部に対して弾性体を介して連結されて第１変位部を駆動するモータ部と、前記第１変位部の変位を変換して第２変位部に伝達する伝達部とを備える駆動装置の制御システムであって、
    　前記第１変位部の第１変位情報を検出する第１検出器と、
    　前記第２変位部の第２変位情報を検出する第２検出器と、
    　前記固定部に対する前記モータ部の第３変位情報を検出する第３検出器と、
    　前記第１及び第２変位情報を用いて、前記モータ部の駆動量に関する情報を求め、前記第３変位情報を用いて前記モータ部に対する負荷の情報を求める演算部と、
    　前記演算部で求められる情報を用いて前記モータ部を制御する制御部と、を備える制御システム。
  15. 　前記演算部は、前記負荷の情報を用いて前記モータ部の駆動量の補正値を求める請求項１４に記載の制御システム。
  16. 　前記演算部は、前記負荷の変動による前記第２変位部の変位を抑制するように前記駆動量の補正値を求める請求項１５に記載の制御システム。
  17. 　前記演算部は、前記第１及び第２変位情報を用いて、前記第２変位部の位置情報を算出する請求項１４から１６のいずれか一項に記載の制御システム。
  18. 　前記第１及び第２変位部はそれぞれ第１及び第２回転軸であり、前記第１、第２、及び第３検出器は、それぞれ前記変位情報として回転情報を検出する請求項１４から１７のいずれか一項に記載の制御システム。
  19. 　前記負荷はトルクである請求項１８に記載の制御システム。
  20. 　固定部に対して弾性体を介して連結されて第１変位部を駆動するモータ部と、前記第１変位部の変位を変換して第２変位部に伝達する伝達部とを備える駆動装置の制御方法であって、
    　前記第１変位部の第１変位情報を検出することと、
    　前記第２変位部の第２変位情報を検出することと、
    　前記固定部に対する前記モータ部の第３変位情報を検出することと、
    　前記第１及び第２変位情報を用いて、前記モータ部の駆動量に関する情報を求め、前記第３変位情報を用いて前記モータ部に対する負荷の情報を求めることと、
    　前記駆動量に関する情報及び前記負荷の情報を用いて前記モータ部を制御することと、を含む制御方法。
  21. 　前記負荷の情報を求めることは、前記負荷を用いて前記モータ部の駆動量の補正値を求めることを含む請求項２０に記載の制御方法。
  22. 　前記負荷の情報を求めることは、前記負荷の変動による前記第２変位部の変位を抑制するように前記駆動量の補正値を求めることを含む請求項２１に記載の制御方法。
  23. 　前記モータ部の駆動量に関する情報を求めることは、
    　前記第１及び第２変位情報を用いて、前記第２変位部の位置情報を算出することを含む請求項２０から２２のいずれか一項に記載の制御方法。
  24. 　前記第１及び第２変位部はそれぞれ第１及び第２回転軸であり、前記変位情報としてそれぞれ回転情報が検出される請求項２０から２３のいずれか一項に記載の制御方法。
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Cited By (1)

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US11458617B2 (en) * 2020-06-17 2022-10-04 Hyundai Motor Company Robot driving device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11624115B2 (en) 2010-05-12 2023-04-11 Sio2 Medical Products, Inc. Syringe with PECVD lubrication
US9554968B2 (en) 2013-03-11 2017-01-31 Sio2 Medical Products, Inc. Trilayer coated pharmaceutical packaging
EP2776603B1 (en) 2011-11-11 2019-03-06 SiO2 Medical Products, Inc. PASSIVATION, pH PROTECTIVE OR LUBRICITY COATING FOR PHARMACEUTICAL PACKAGE, COATING PROCESS AND APPARATUS
US9764093B2 (en) 2012-11-30 2017-09-19 Sio2 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of PECVD deposition
US11478940B2 (en) * 2016-02-10 2022-10-25 Advanced Telecommunications Research Institute International Rotational structure, assist system, and robot
CN109011651B (zh) * 2018-07-25 2020-06-09 上海葡萄纬度科技有限公司 一种交互式玩具
CN112805536A (zh) * 2018-09-24 2021-05-14 株式会社尼康 编码器、驱动装置、机器人装置、控制系统及其控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5214578B2 (ja) * 1974-07-16 1977-04-22
JP6291421B2 (ja) * 2012-12-22 2018-03-14 株式会社Ｓｃｈａｆｔ 回転駆動装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5327790A (en) * 1992-06-19 1994-07-12 Massachusetts Institute Of Technology Reaction sensing torque actuator
DE19923900B4 (de) * 1999-05-25 2009-11-26 Pwb-Ruhlatec Industrieprodukte Gmbh Encoder mit zusammensteckbarem Gehäuse
US6926115B2 (en) * 2002-07-31 2005-08-09 Hitachi Cable, Ltd. Angle sensor, angle-torque sensor and electric power steering unit using same
JP5111031B2 (ja) * 2007-09-14 2012-12-26 キヤノン株式会社 変位検出方法及びモータ制御装置
JP5400473B2 (ja) * 2009-05-22 2014-01-29 川崎重工業株式会社 ロボット装置
JP5316245B2 (ja) * 2009-06-15 2013-10-16 富士電機株式会社 エンコーダ
JP2011066955A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Yaskawa Electric Corp 回転検出器とそれを用いたサーボモータ
JP5214578B2 (ja) * 2009-12-02 2013-06-19 本田技研工業株式会社 動力装置の制御装置
WO2012050130A1 (ja) * 2010-10-12 2012-04-19 株式会社ニコン エンコーダ、駆動装置及びロボット装置
JP5370392B2 (ja) * 2011-02-23 2013-12-18 株式会社安川電機 ロボットシステム、ロボット制御装置およびロボット制御方法
JP5919143B2 (ja) * 2012-08-31 2016-05-18 本田技研工業株式会社 駆動装置
JP5869991B2 (ja) * 2012-08-31 2016-02-24 本田技研工業株式会社 駆動装置
JP6053424B2 (ja) * 2012-09-25 2016-12-27 キヤノン株式会社 ロボット装置、ロボット制御方法、プログラム及び記録媒体
JP2014124000A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Canon Inc アクチュエータの制御装置
CN105246656B (zh) * 2013-05-17 2017-11-21 株式会社尼康 驱动装置和机械手装置
JP6045453B2 (ja) * 2013-07-19 2016-12-14 キヤノン株式会社 モータ制御装置、モータ被駆動装置、モータ制御方法およびモータ制御プログラム
JP6460697B2 (ja) * 2014-03-27 2019-01-30 キヤノン株式会社 角度検出方法、角度検出装置、およびロボット装置
JP6502634B2 (ja) * 2014-08-29 2019-04-17 国立大学法人 東京大学 制御装置
JP6632983B2 (ja) * 2014-09-30 2020-01-22 株式会社ニコン エンコーダ、保持部材、エンコーダの取り付け方法、駆動装置、ロボット装置及びステージ装置
CN107110669A (zh) * 2014-10-30 2017-08-29 株式会社尼康 编码器装置、驱动装置、平台装置、机器人装置以及多旋转信息算出方法
US9477221B1 (en) * 2015-06-02 2016-10-25 Goodrich Corporation Hybrid architecture and method for absolute position to quadrature synthesis for motion detection and control
JP6717305B2 (ja) * 2015-07-17 2020-07-01 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、ロボット装置、回転情報取得方法及び回転情報取得プログラム
US10350767B2 (en) * 2015-11-18 2019-07-16 Canon Kabushiki Kaisha Sensor, driving mechanism, and robot
CN108496061A (zh) * 2016-01-18 2018-09-04 株式会社尼康 编码器装置、驱动装置、载置台装置以及机器人装置
JP6794654B2 (ja) * 2016-04-25 2020-12-02 株式会社ニコン エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置
JP6911289B2 (ja) * 2016-06-24 2021-07-28 株式会社ニコン エンコーダ装置、回転情報取得方法、補正装置、駆動装置、及びロボット装置
CN112805536A (zh) 2018-09-24 2021-05-14 株式会社尼康 编码器、驱动装置、机器人装置、控制系统及其控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5214578B2 (ja) * 1974-07-16 1977-04-22
JP6291421B2 (ja) * 2012-12-22 2018-03-14 株式会社Ｓｃｈａｆｔ 回転駆動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11458617B2 (en) * 2020-06-17 2022-10-04 Hyundai Motor Company Robot driving device

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