JP7505956B2 - 駆動装置及び搬送装置 - Google Patents
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Description
以下において、本開示の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。また、本明細書及び特許請求の範囲では、「装置」とは、1つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。
実施の形態に係るロボットシステム1の構成を説明する。図1は、実施の形態に係るロボットシステム1の構成の一例を示す概略図である。図1に示すように、ロボットシステム1は、少なくとも1つの搬送装置100と、少なくとも1つのロボット200と、統合コントローラ300(図示略)と、入出力装置400とを含む。これに限定されないが、本実施の形態では、ロボットシステム1は、製造ラインPLに配置される。
図1に示すように、各ロボット200は、ロボットアーム210と、エンドエフェクタ220と、ロボットコントローラ230とを含む。ロボットアーム210は、少なくとも1つの関節を有し、少なくとも1つの自由度を有する。エンドエフェクタ220は、ワークWに作用を加えることができるように構成され、本実施の形態ではスポット溶接ガンである。ロボットアーム210の先端は、エンドエフェクタ220が取り付けられるように構成される。ロボットアーム210は、エンドエフェクタ220の位置及び姿勢を自在に変更することができる。本実施の形態では、ロボットアーム210の型式は、垂直多関節型であるが、これに限定されず、いかなる型式であってもよく、例えば、水平多関節型、極座標型、円筒座標型又は直角座標型等であってもよい。
図1に示すように、搬送装置100は、ワークWを支持するレール103を搬送するように構成される。搬送装置100は、本体110と、駆動機構120と、駆動コントローラ130(図示略)とを含む。駆動機構120及び駆動コントローラ130は、駆動装置150を構成する。本体110は、基台101と、複数のレールガイド102と、複数のレール103と、複数の昇降装置104とを備える。複数のレールガイド102、複数のレール103及び複数の昇降装置104は、ワークWを移動させる移動機構160を構成する。
図1に示すように入出力装置400は、ユーザ等による指令、情報及びデータ等の入力を受け付け、統合コントローラ300等に出力する。入出力装置400は、統合コントローラ300等から送られる情報及びデータ等を受け取り、当該情報及びデータ等をユーザに提示する。入出力装置400は、入力装置と、ディスプレイ等の提示装置とを含む。入力装置は公知のいかなる入力装置であってもよく、提示装置は、視覚及び聴覚等を通じてユーザに知覚可能な情報を与えるいかなる装置であってもよい。例えば、入出力装置400は、搬送装置100及びロボット200の所定の動作を教示するための教示データを生成可能である教示装置、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、スマートウォッチ及びタブレット端末等のスマートデバイス、その他の端末装置、又は、ラインコントローラ(「工程制御盤」又は「ライン制御盤」とも呼ばれる)等であってもよい。
ロボットシステム1のハードウェア構成を説明する。図3は、実施の形態に係るロボットシステム1のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、統合コントローラ300は、全ての搬送装置100の動作を制御する。統合コントローラ300は、複数の搬送装置100を互いに連携させて動作させるように制御することができる。統合コントローラ300は、入出力装置400に入力される指令、情報及びデータ等を入出力装置400から受け取り、指令、情報及びデータ等に従って制御を行う。統合コントローラ300は、入出力装置400に、ロボットシステム1の様々な情報及びデータ等を出力する。
サーボモータ122a及び123aの制御に関する駆動コントローラ130の機能的構成を説明する。図4は、実施の形態に係る駆動コントローラ130の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、駆動コントローラ130は、第1サーボモータ122a及び第2サーボモータ123aの駆動を、第1サーボモータ122a及び第2サーボモータ123aの回転位置、回転速度及び印加電流値の少なくとも1つの情報をフィードバック情報として用いてサーボ制御する。
実施の形態に係る駆動コントローラ130の動作を説明する。具体的には、サーボモータ122a又は123aの異常検出及び制御モードの切り替えに関する駆動コントローラ130の動作を説明する。図11A及び図11Bは、実施の形態に係る駆動コントローラ130の動作の一例を示すフローチャートである。図11A及び図11Bに示すように、駆動コントローラ130は、統合コントローラ300の指令に従って、搬送装置100に通常運転させ、デュアルモードでサーボモータ122a及び123aを制御する(ステップS1)。駆動コントローラ130は、第1サーボモータ122aに位置制御を実行し、第2サーボモータ123aに速度制御を実行する。
変形例1に係る駆動コントローラ130Aは、デュアルモードとシングルモードとの間の制御モードをハードウェア的に切り替えるように構成される点で、実施の形態と異なる。以下、変形例1について、実施の形態と異なる点を中心に説明し、実施の形態と同様の点の説明を適宜省略する。
変形例2に係る駆動コントローラ130Bは、入出力I/F130B1及び130B2とサーボモータ122a及び123aとの電気的な接続を切り替える切替器130B3を備える点で、変形例1と異なる。以下、変形例2について、実施の形態及び変形例1と異なる点を中心に説明し、実施の形態及び変形例1と同様の点の説明を適宜省略する。
以上、本開示の実施の形態の例について説明したが、本開示は、上記実施の形態及び変形例に限定されない。すなわち、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態及び変形例に施したもの、及び、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
100 搬送装置
122,123 モータ
122a,123a サーボモータ
122aa,123aa 電気モータ
122ab,123ab 回転センサ
130,130A,130B 駆動コントローラ
130A1,130A2,130B1,130B2 入出力I/F
130B3 切替器
150 駆動装置
160 移動機構
200 ロボット
300 統合コントローラ
Claims (11)
- 回転可能な駆動軸と、
前記駆動軸を回転駆動可能に配置される第1モータと、
前記駆動軸を回転駆動可能に配置される第2モータと、
前記第1モータ及び前記第2モータの駆動を制御する駆動コントローラとを備え、
前記駆動コントローラは、デュアルモードとシングルモードとを切り替えて制御することができるように構成され、
前記駆動コントローラは、前記デュアルモードでは、前記第1モータ及び前記第2モータを一緒に駆動し、
前記駆動コントローラは、前記シングルモードでは、前記第1モータ及び前記第2モータのうちの一方である駆動対象モータを駆動し、
前記駆動コントローラは、前記デュアルモードにおいて前記第1モータ及び前記第2モータの異常を検出するように構成され、
前記駆動コントローラは、前記第1モータ及び前記第2モータに印加される電流値のいずれもが、前記第1モータ及び前記第2モータの目標電流値よりも大きい、又は、前記第1モータ及び前記第2モータの目標電流値よりも小さい場合、前記第1モータの異常を決定し、
前記駆動コントローラは、前記第1モータに印加される電流値が前記第1モータの目標電流値よりも大きく且つ前記第2モータに印加される電流値が前記第2モータの目標電流値よりも小さい、又は、前記第1モータに印加される電流値が前記第1モータの目標電流値よりも小さく且つ前記第2モータに印加される電流値が前記第2モータの目標電流値よりも大きい場合、前記第2モータの異常を決定する
駆動装置。 - 回転可能な駆動軸と、
前記駆動軸を回転駆動可能に配置される第1モータと、
前記駆動軸を回転駆動可能に配置される第2モータと、
前記第1モータ及び前記第2モータの駆動を制御する駆動コントローラとを備え、
前記駆動コントローラは、デュアルモードとシングルモードとを切り替えて制御することができるように構成され、
前記駆動コントローラは、前記デュアルモードでは、前記第1モータ及び前記第2モータを一緒に駆動し、
前記駆動コントローラは、前記シングルモードでは、前記第1モータ及び前記第2モータのうちの一方である駆動対象モータを駆動し、前記駆動対象モータの回転速度、回転加速度及び回転減速度の少なくとも1つを前記デュアルモードよりも低くするように制御し、
前記駆動コントローラは、前記デュアルモードにおいて前記第1モータ及び前記第2モータの異常を検出するように構成され、
前記駆動コントローラは、前記第1モータ及び前記第2モータに印加される電流値のいずれもが、前記第1モータ及び前記第2モータの目標電流値よりも大きい、又は、前記第1モータ及び前記第2モータの目標電流値よりも小さい場合、前記第1モータの異常を決定し、
前記駆動コントローラは、前記第1モータに印加される電流値が前記第1モータの目標電流値よりも大きく且つ前記第2モータに印加される電流値が前記第2モータの目標電流値よりも小さい、又は、前記第1モータに印加される電流値が前記第1モータの目標電流値よりも小さく且つ前記第2モータに印加される電流値が前記第2モータの目標電流値よりも大きい場合、前記第2モータの異常を決定し、
前記駆動コントローラは、前記第1モータ及び前記第2モータのうちの一方に異常がある場合に前記シングルモードで動作し、前記第1モータ及び前記第2モータのうちの正常なモータを前記駆動対象モータとして駆動する
駆動装置。 - 前記第1モータの回転量を検出する第1回転センサと、
前記第2モータの回転量を検出する第2回転センサとをさらに備え、
前記駆動コントローラは、前記デュアルモードにおいて、前記第1回転センサの検出結果に基づき、前記第1モータの回転位置を制御する第1制御を前記第1モータに行い、前記第1回転センサ及び前記第2回転センサの検出結果に基づき、前記第2モータの回転速度を前記第1モータの回転速度に同調させる第2制御を前記第2モータに行うように構成される
請求項1又は2に記載の駆動装置。 - 前記駆動コントローラは、前記シングルモードにおいて前記第1モータを駆動する場合、前記第1制御を前記第1モータに行い、
前記駆動コントローラは、前記シングルモードにおいて前記第2モータを駆動する場合、前記第2回転センサの検出結果に基づき前記第2モータの回転位置を制御する第3制御を前記第2モータに行う
請求項3に記載の駆動装置。 - 回転可能な駆動軸と、
前記駆動軸を回転駆動可能に配置される第1モータと、
前記駆動軸を回転駆動可能に配置される第2モータと、
前記第1モータ及び前記第2モータの駆動を制御する駆動コントローラと、
前記第1モータの回転量を検出する第1回転センサと、
前記第2モータの回転量を検出する第2回転センサとを備え、
前記駆動コントローラは、デュアルモードとシングルモードとを切り替えて制御することができるように構成され、
前記デュアルモードでの前記駆動コントローラは、
前記第1モータ及び前記第2モータを一緒に駆動し、
前記第1回転センサの検出結果に基づき、前記第1モータの回転位置を制御する第1制御を前記第1モータに行い、前記第1回転センサ及び前記第2回転センサの検出結果に基づき、前記第2モータの回転速度を前記第1モータの回転速度に同調させる第2制御を前記第2モータに行うように構成され、
前記シングルモードでの前記駆動コントローラは、
前記第1モータ及び前記第2モータのうちの一方である駆動対象モータを駆動し、前記駆動対象モータの回転速度、回転加速度及び回転減速度の少なくとも1つを前記デュアルモードよりも低くするように制御し、
前記第1モータを駆動する場合、前記第1制御を前記第1モータに行い、
前記第2モータを駆動する場合、前記第2回転センサの検出結果に基づき前記第2モータの回転位置を制御する第3制御を前記第2モータに行うように構成され、
前記駆動コントローラは、前記第1制御及び前記第3制御のための信号を入出力する第1入出力インタフェースと、前記第2制御のための信号を入出力する第2入出力インタフェースとを含み、
前記駆動コントローラは、前記第1入出力インタフェース及び前記第2入出力インタフェースのそれぞれに、前記第1モータ及び前記第2モータが電気的に接続される場合、前記デュアルモードでの制御を実行し、
前記駆動コントローラは、前記第1入出力インタフェースのみに前記第1モータが電気的に接続される場合、前記シングルモードにおいて前記第1モータに前記第1制御を行い、
前記駆動コントローラは、前記第1入出力インタフェースのみに前記第2モータが電気的に接続される場合、前記シングルモードにおいて前記第2モータに前記第3制御を行う
駆動装置。 - 前記駆動コントローラは、前記第1モータ、前記第2モータ、前記第1回転センサ及び前記第2回転センサに異常がない場合、前記デュアルモードで制御を行うように構成され、
前記駆動コントローラは、前記第2モータ及び前記第2回転センサの少なくとも1つに異常がある場合、前記シングルモードにおいて前記第1モータを駆動するように構成され、
前記駆動コントローラは、前記第1モータ及び前記第1回転センサの少なくとも1つに異常がある場合、前記シングルモードにおいて前記第2モータを駆動するように構成される
請求項4又は5に記載の駆動装置。 - 前記駆動コントローラは、前記第1回転センサから受け取る信号の状態に基づき、前記第1回転センサの異常を検出し、前記第2回転センサから受け取る信号の状態に基づき、前記第2回転センサの異常を検出するように構成される
請求項6に記載の駆動装置。 - 前記第1入出力インタフェースと前記第2入出力インタフェースと前記第1モータと前記第2モータとの間の電気的な接続を切り替える切替器をさらに備える
請求項5に記載の駆動装置。 - 前記駆動コントローラは、制御プログラムにより各モードでの制御系統を切り替えるように構成され、
前記駆動コントローラは、
前記デュアルモードでは、前記第1制御及び前記第2制御のための第1制御系統で制御を実行し、
前記第1モータを駆動する前記シングルモードでは、前記第1制御のための第2制御系統で制御を実行し、
前記第2モータを駆動する前記シングルモードでは、前記第3制御のための第3制御系統で制御を実行する
請求項4、請求項4を引用する請求項6、及び請求項4を引用する請求項7のいずれか一項に記載の駆動装置。 - 前記第1モータは、第1電気モータと前記第1回転センサとを含むサーボモータであり、
前記第2モータは、第2電気モータと前記第2回転センサとを含むサーボモータであり、
前記駆動コントローラは、前記第1回転センサ及び前記第2回転センサの検出結果と、前記第1電気モータ及び前記第2電気モータに印加される電流値とをフィードバック情報として用いて、前記第1電気モータ及び前記第2電気モータをサーボ制御する
請求項3~9のいずれか一項に記載の駆動装置。 - ロボットが取り扱うワークを搬送する搬送装置であって、
請求項1~10のいずれか一項に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって駆動されることで前記ワークを移動する移動機構とを備える
搬送装置。
Priority Applications (5)
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