JP2003340773A - ロボット制御システム - Google Patents

ロボット制御システム

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JP2003340773A
JP2003340773A JP2002183647A JP2002183647A JP2003340773A JP 2003340773 A JP2003340773 A JP 2003340773A JP 2002183647 A JP2002183647 A JP 2002183647A JP 2002183647 A JP2002183647 A JP 2002183647A JP 2003340773 A JP2003340773 A JP 2003340773A
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JP
Japan
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control unit
section
main control
sensor
robot
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Pending
Application number
JP2002183647A
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English (en)
Inventor
Yoshitsune Matsushita
好常 松下
Kazuo Matsubara
和男 松原
Tomoyuki Higashihara
智幸 東原
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RIBASUTO KK
Original Assignee
RIBASUTO KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ロボットの駆動部から各制御部及びセンサー
部への配線量を激減させると共に、標準化された通信プ
ロトコルにより制御を行うことができる、ロボット制御
システムを得る。 【解決手段】 ロボットにアークネット準拠の通信プロ
トコルにより複数のノードの制御を行うことができる主
制御部1を配設し、該主制御部1と複数のノード即ち副
制御部2間を同軸ケーブル又はツイストペアケーブル又
は光ファイバーケーブル等の通信ケーブル3にてマルチ
ドロップ接続する。また、該副制御部2に複数の駆動部
4を接続し、主制御部1からの指令を副制御部2を介し
て駆動部に伝送することにより関節等の駆動制御を行
う。また、該副制御部2に複数のセンサー部5を接続
し、該センサー部5からのセンサー信号を副制御部2を
介して主制御部1に伝送することにより関節等のフィー
ドバック制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工場等における機
械の組み立てロボットから家庭内におけるペット型ロボ
ットまでのあらゆる形態のロボットにおいて、該ロボッ
トの制御部から駆動部及びセンサー部への配線量の簡素
化及び制御の効率化を図ることができる、ロボット制御
システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、工場等における機械の組み立てロ
ボットや物流センター等における物品の搬送ロボット等
の専用ロボットや各種汎用ロボットを始め、近年におけ
るホームコントロールや介護及びペット型ロボットに至
るまで当該ロボットの内部機構は複雑化且つ高度化して
おり、その完成度は著しく向上している。また、このよ
うに内部機構が複雑化且つ高度化するのに伴い、多数の
自由度即ち関節を制御するための信号は処理の分散化と
共に増大し、その配線量も増加しているのが現状であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来型のロボッ
トにおける開発コンセプトは各ロボットメーカーにより
異なり、動作の異なる制御装置間では当該制御手段にお
いて特に通信プロトコルも標準化されておらず、ロボッ
トの駆動部を制御するための信号線は制御部と各駆動部
を1対Nに配線したスター型接続が一般的であった。図
2は従来のロボット制御システムにおけるスター型接続
例であり、主制御部1に多数の駆動部4がスター型配線
ケーブル7により配線された状態を示すものである。こ
のように、駆動部やセンサー部が多くなるのに伴い配線
量も多くなり、配線コストが上昇したり、配線スペース
の確保が困難になるといった問題点が発生していた。ま
た、限られた配線スペース内に多くの配線を行うため、
信号線の断線やコネクタ部における接触不良により動作
が停止したり異常動作を起こすといった問題点も発生
し、更には前記問題が発生した場合に、不良箇所の発見
や修理が非常に困難であるといった問題点も発生あっ
た。
【0004】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために成されたものであり、ロボットの駆動部から各制
御部及びセンサー部への配線量を激減させると共に、標
準化された通信プロトコルにより双方向通信制御を行う
ことができる、ロボット制御システムを提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のロボット制御システムにおいては、ロボッ
トにアークネット準拠の通信プロトコルにより複数のノ
ードの制御を行うことができる主制御部を配設し、該主
制御部と複数のノード即ち副制御部間を同軸ケーブル又
はツイストペアケーブル又は光ファイバーケーブル等の
通信ケーブルにてマルチドロップ接続する。また、該副
制御部に複数の駆動部を接続し、主制御部からの指令を
副制御部を介して駆動部に伝送することにより関節等の
駆動制御を行う。また、該副制御部に複数のセンサー部
を接続し、該センサー部からのセンサー信号を副制御部
を介して主制御部に伝送することにより関節等のフィー
ドバック制御を行う。
【0006】なお、上記アークネット(ARCNET
ttached esource omp
uter NETwork)とは、1977年に米国デ
ータポイント社より提唱された改良型トークンパッシン
グ方式のLANプロトコルの名称であり、OSI基本参
照モデルの物理層とデータリンク層のメディア・アクセ
ス制御手順までを規定している通信プロトコルである。
また、1981年に米国スタンダード・マイクロシステ
ムズ社よりコントローラLSIが開発され、更に199
1年には各種FA分野向けLANコントローラとして、
COM20020が開発され、FA産業界においてデフ
ァクトスタンダードとなっている。
【0007】上記アークネットの特徴を下記に箇条書き
で示す。リアルタイム性を重視 各種タイマ、ノード数を基にシステムの最大待ち時間の
算出が可能であり、ノード数が増えても高スループット
を維持。柔軟なネットワークトポロジーで、省スペース・省線
バス・スター・ツリーの全ての構成が可能で、それらの
混在も可能である。自動再構築機能などの先進機能を装備 ネットワークの参加/離脱が容易な自動再構築機能を装
備する。また、誤ったデータを自動拒否するなど優れた
エラー検出機能を装備する。各種通信ケーブルをサポート 同軸ケーブル・ツイストペアケーブル・光ファイバーケ
ーブル等の通信ケーブルを選択可能。156Kbps〜最大10Mbpsまでの速度を自由
に設定可能 各種センサー、I/O機器との接続において機能する
順位が設定可能 各種センサーやI/O機器におけるON/OFFの順番
の設定・変更が容易である。CPU,ソフトウェアに対する低依存度 殆どの機能は、コントローラ内に搭載済み。経済的
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を用いて
説明する。図1は本発明のロボット制御システムにおけ
る主制御部,副制御部,駆動部及びセンサー部等の配線
系統図例である。
【0009】まず、ロボットにアークネット対応の通信
プロトコルにより複数のノードの制御を行うことができ
る主制御部1を配設し、該主制御部1と複数のノード即
ち副制御部2間を同軸ケーブル又はツイストペアケーブ
ル又は光ファイバーケーブル等の通信ケーブル3にてマ
ルチドロップ接続する。該マルチドロップの最大ノード
数は現規格では255である。なお、図1では主制御部
1からマルチドロップ接続且つスター型接続により副制
御部2が接続されている状態を示しているが、上記アー
クネットの特徴に示すように各種ネットワークトポロジ
ーに対応していることにより混在接続が可能となる。
【0010】次に、上記副制御部2に複数の駆動部4を
接続し、主制御部1からの指令を副制御部2を介して駆
動部4に伝送することにより関節等の駆動制御が行え
る。更に、上記副制御部2に複数のセンサー部5を接続
し、該センサー部5からのセンサー信号を副制御部2を
介して主制御部1に伝送することにより関節等のフィー
ドバック制御が行える。なお、上記駆動部4は主にモー
ター等の駆動手段を指し、センサー部5は圧力センサー
や焦電センサー等の人間の五感に相当するものを指す
が、他の入出力を備えたもの例えば音声等の入出力部6
も副制御部2に接続することができる。
【0011】該副制御部2には予めID番号即ち1から
255までの固有アドレスを設定しておき、主制御部1
から副制御部2に対しID番号順又は指定したID番号
のノードを選択して動作指示伝文を送信する。該伝文を
受信したノードはアークネット対応の通信プロトコルに
よりACK/NAKによる応答や、タイムアウト処理に
よる再送要求等のエラーチェックを行う。そして、AC
K応答による正常通信の場合には駆動部4により関節等
の駆動制御を行ったり、センサー部5からのセンサー信
号をデジタル信号変換したのち主制御部1への伝送を行
い関節等のフィードバック制御を行うことによりロボッ
ト制御を行うことができる。
【0012】なお、アークネットの大きな特徴の一つと
して、上記アークネットの特徴に示すようにネットワー
クの参加/離脱が容易な自動再構築機能を装備するた
め、ノードを追加した場合や通信ケーブル3の断線等に
よりトークンが紛失した場合等において、自動再構築機
能が働き自動的にアクセス制御を正常な状態に戻すこと
ができる。
【0013】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のロボット制
御システムを工場等における機械の組み立てロボットか
ら家庭内におけるペット型ロボットまでのあらゆる形態
のロボットにおいて採用すれば、ロボットの駆動部から
各制御部及びセンサー部への配線量を激減させることに
よる簡素化と共に、標準化されたアークネット対応の通
信プロトコルにより効率的な制御を行うことができ、更
にはマルチドロップ接続による余裕のある配線のため信
号線の断線やコネクタ部における接触不良の発生という
事態もなくなるという数々の優れた効果を奏することが
できる。また、アークネットに接続されている各種セン
サーやI/O機器のON/OFFの順番の設定・変更が
容易に行え且つリアルタイムに機能させることができる
という効果も奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロボット制御システムにおける主制御
部,副制御部,駆動部及びセンサー部等の配線系統図例
である。
【図2】従来のロボット制御システムにおけるスター型
接続例である。
【符号の説明】
1 主制御部 2 副制御部 3 通信ケーブル 4 駆動部 5 センサー部 6 入出力部 7 スター型配線ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C007 JS07 KS34 5H269 AB33 BB01 KK03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットにアークネット準拠の通信プロ
    トコルにより複数のノードの制御を行うことができる主
    制御部(1)を配設し、該主制御部(1)と複数のノー
    ド即ち副制御部(2)間を同軸ケーブル又はツイストペ
    アケーブル又は光ファイバーケーブル等の通信ケーブル
    (3)にてマルチドロップ接続し、また、該副制御部
    (2)に複数の駆動部(4)を接続し、主制御部(1)
    からの指令を副制御部(2)を介して駆動部(4)に伝
    送することにより関節等の駆動制御を行い、また、該副
    制御部(2)に複数のセンサー部(5)を接続し、該セ
    ンサー部(5)からのセンサー信号を副制御部(2)を
    介して主制御部(1)に伝送することにより関節等のフ
    ィードバック制御を行うことを特徴とした、ロボット制
    御システム。
  2. 【請求項2】 副制御部(2)に予めID番号を設定し
    ておき、主制御部(1)から副制御部(2)に対しID
    番号順又は指定したID番号のノードを選択して動作指
    示伝文を送信し、該伝文を受信したノードはアークネッ
    ト対応の通信プロトコルによりACK/NAKによる応
    答や、タイムアウト処理による再送要求等のエラーチェ
    ックを行い、ACK応答による正常通信の場合に駆動部
    (4)やセンサー部(5)の制御が行えることを特徴と
    した、請求項1に記載のロボット制御システム。
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