用于控制機(jī)器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的控制裝置制造方法
【專利摘要】機(jī)器人的關(guān)節(jié)具備驅(qū)動(dòng)用電機(jī)(1)，用于對(duì)電機(jī)(1)輸出軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速的減速機(jī)(8)，以及連接到減速機(jī)(8)的臂(9)。進(jìn)一步，該關(guān)節(jié)具備用于檢測(cè)電機(jī)(1)的旋轉(zhuǎn)位置的輸入編碼器(10)，以及用于檢測(cè)臂(9)的旋轉(zhuǎn)位置的輸出編碼器(17)?？刂破?23)基于用于表示由輸入編碼器(10)以及輸出編碼器(17)檢測(cè)出的電機(jī)(1)以及臂(9)的旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)(EC值)，對(duì)電機(jī)(1)進(jìn)行控制。在輸入編碼器(10)中配置用于鎖存并保持輸入EC值的寄存器(31)。在輸出編碼器(17)中具備：寄存器(32)，用于鎖存并保持輸出EC值；以及沿脈沖輸出部(35)，每當(dāng)輸出EC值發(fā)生變化時(shí)，向兩個(gè)寄存器31以及32輸出沿脈沖。兩個(gè)寄存器31以及32對(duì)該沿脈沖做出響應(yīng)，在同一時(shí)間點(diǎn)將EC值輸出給控制器(23)。
【專利說(shuō)明】用于控制機(jī)器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制機(jī)器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的控制裝置，特別是涉及用于控制如下結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的控制裝置:將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過(guò)減速機(jī)減速后傳遞到臂。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在多個(gè)領(lǐng)域使用著多種多樣的機(jī)器人。其中，有一種具有關(guān)節(jié)的機(jī)器人，該關(guān)節(jié)具備電機(jī)、對(duì)該電機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速的減速機(jī)、以及連接到該減速機(jī)的臂。在該關(guān)節(jié)處控制臂的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，根據(jù)由編碼器檢測(cè)出的臂的旋轉(zhuǎn)位置來(lái)控制電機(jī)。這種情況下，有時(shí)需要確認(rèn)經(jīng)由減速機(jī)的減速后、臂的旋轉(zhuǎn)位置實(shí)際為何值。作為該確認(rèn)方法，例如在專利文獻(xiàn)I中公開了在借助扭轉(zhuǎn)力切斷器連接電機(jī)和臂的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)電位器檢測(cè)臂的旋轉(zhuǎn)位置的方法。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特許第4369886號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]在上述結(jié)構(gòu)中，由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的控制裝置需要在同一時(shí)間點(diǎn)參照電機(jī)側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置以及臂側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置。因此，例如設(shè)想如下結(jié)構(gòu):為了以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方式管理旋轉(zhuǎn)位置，代替臂側(cè)的電位器而與電機(jī)側(cè)同樣地使用編碼器，通過(guò)鎖存電路鎖存由各個(gè)編碼器輸出的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，并且由控制裝置讀取該旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。在該設(shè)想下，讀取兩個(gè)鎖存電路的數(shù)據(jù)的時(shí)機(jī)就成為問(wèn)題。
[0008]通常，電機(jī)相比于臂更靠近控制裝置的附近。因此，控制裝置并行讀取臂側(cè)、電機(jī)側(cè)的編碼器數(shù)據(jù)時(shí)，適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ菍⒈蹅?cè)的數(shù)據(jù)傳送到電機(jī)側(cè)，再將雙方的數(shù)據(jù)統(tǒng)一并行讀取。這樣，雙方數(shù)據(jù)的檢測(cè)時(shí)間可能會(huì)產(chǎn)生偏差，該偏差為上述傳送所需的時(shí)間。即，在例如機(jī)器人臂那樣借助減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)中，電機(jī)側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置比臂側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置的分辨率更高且變化更迅速，因而，相比于電機(jī)側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，接收到的臂側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)是舊的數(shù)據(jù)。這樣，如果表示雙方旋轉(zhuǎn)位置的時(shí)間點(diǎn)有偏差，則無(wú)法正確地進(jìn)行電機(jī)的控制。
[0009]因此，期望在沒有時(shí)間偏差的狀態(tài)下取得用于表示機(jī)器人的軸的輸入側(cè)、輸出側(cè)旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)。
[0010]用于解決技術(shù)問(wèn)題的方案
[0011]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提供一種控制裝置，用于控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)(JT)的旋轉(zhuǎn)，該機(jī)器人的關(guān)節(jié)(JT)具備將電機(jī)⑴的旋轉(zhuǎn)通過(guò)減速機(jī)⑶減速后傳遞到臂(9)的結(jié)構(gòu)。該控制裝置具備:第一編碼器(10)，用于檢測(cè)所述電機(jī)(I)的旋轉(zhuǎn)位置，并輸出表示該旋轉(zhuǎn)位置的電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)；第二編碼器(17)，用于檢測(cè)所述臂(9)的旋轉(zhuǎn)位置，并輸出表示該旋轉(zhuǎn)位置的臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)；第一鎖存電路(31)，配置在所述第一編碼器(10)中，用于鎖存所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)；第二鎖存電路(32)，配置在所述第二編碼器(17)中，用于鎖存所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)；鎖存信號(hào)輸出單元(34、35)，配置在所述第二編碼器(17)中，每當(dāng)所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，向所述第一以及第二鎖存電路(31、32)輸出鎖存信號(hào)；控制單元(36、37、38、41、21、22、23)，基于在輸出所述鎖存信號(hào)時(shí)被鎖存在所述第一以及第二鎖存電路(31、32)中的所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)以及所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，對(duì)所述電機(jī)(I)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。
[0012]電機(jī)側(cè)的第一編碼器與臂側(cè)的第二編碼器在結(jié)構(gòu)上相隔一定程度的距離而配置。控制單元為了補(bǔ)正臂的旋轉(zhuǎn)位置，需要取得同一時(shí)間點(diǎn)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)與臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。由于臂借助減速機(jī)被驅(qū)動(dòng)，因而臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的分辨率相對(duì)于電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)較低。因此，將鎖存信號(hào)輸出單元配置在第二編碼器中，每當(dāng)臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，向第一以及第二鎖存電路輸出鎖存信號(hào)。由此，即使在相隔一定距離的第一編碼器中，也能夠在與上述變化相同的時(shí)間點(diǎn)鎖存并保持電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。
[0013]也就是，采用檢測(cè)延遲較大的數(shù)據(jù)的變化作為時(shí)間軸上的基點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)。由此，即使檢測(cè)延遲較小的數(shù)據(jù)有少許偏差，該存在偏差的數(shù)據(jù)的值也大致與該檢測(cè)延遲較大的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。因此，可以將兩個(gè)數(shù)據(jù)作為在實(shí)質(zhì)相同的時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)出的值而使用。
[0014]因此，可以利用在該同一時(shí)間點(diǎn)收集到的電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)以及臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，對(duì)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。因此，能夠提高電機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制的精度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是概略示出涉及實(shí)施例的機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0016]圖2是圖1的機(jī)器人關(guān)節(jié)的縱剖側(cè)視圖。
[0017]圖3是主要示出涉及第一實(shí)施例的電機(jī)側(cè)以及臂側(cè)的兩個(gè)編碼器的數(shù)據(jù)處理部的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
[0018]圖4是示出用于對(duì)在第一實(shí)施例中舉例示出的3軸機(jī)器人用的各關(guān)節(jié)電機(jī)進(jìn)行控制的電路的功能框圖。
[0019]圖5是示出在第一實(shí)施例中的電機(jī)側(cè)以及臂側(cè)的兩個(gè)編碼器之間的、旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的傳送處理的流程圖。
[0020]圖6是舉例示出電機(jī)以及臂的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的變化狀態(tài)的時(shí)序圖。
[0021]圖7是示出涉及第一實(shí)施例的電機(jī)控制器控制3軸機(jī)器人時(shí)的處理內(nèi)容的流程圖。
[0022]圖8是示出與圖7的處理相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的傳送狀態(tài)的時(shí)序圖。
[0023]圖9是涉及第二實(shí)施例的機(jī)器人關(guān)節(jié)的縱剖側(cè)視圖。
[0024]圖10是圖9示出的旋轉(zhuǎn)盤的縱剖側(cè)視圖。
[0025]圖11是用于說(shuō)明輸出角度的計(jì)算的圖。
[0026]圖12是示出輸出角度的計(jì)算處理的流程圖。以及
[0027]圖13是示出用于對(duì)涉及第三實(shí)施例的各關(guān)節(jié)電機(jī)進(jìn)行控制的電路的功能框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]下面，參照附圖，對(duì)涉及本發(fā)明的用于控制機(jī)器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的控制裝置的各種實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。作為一例，該機(jī)器人是設(shè)置在工廠等處的工業(yè)機(jī)器人。
[0029](第一實(shí)施例)
[0030]參照?qǐng)D1?圖8，對(duì)涉及第一實(shí)施例的用于控制機(jī)器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的控制裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0031]圖1是示出通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)JT的一個(gè)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2是其縱剖側(cè)視圖(但是有少許簡(jiǎn)化)。
[0032]如圖所示，關(guān)節(jié)JT具備電機(jī)1、減速機(jī)8以及臂9。此外，在該關(guān)節(jié)JT中，由于驅(qū)動(dòng)力從電機(jī)I 一側(cè)借助減速機(jī)8傳遞到臂9，因此，必要時(shí)將電機(jī)I 一側(cè)稱作“電機(jī)側(cè)或輸入側(cè)”，必要時(shí)將臂9 一側(cè)稱作“臂側(cè)或輸出側(cè)”。
[0033]電機(jī)I例如是內(nèi)轉(zhuǎn)子型的永久磁鐵型同步電機(jī)，以旋轉(zhuǎn)軸3的頂端朝向圖中上方的狀態(tài)配置在呈圓筒形的基座2內(nèi)部。此外，電機(jī)I的定子4由定子鐵芯以及繞組構(gòu)成(未圖示)，其上端面以接觸到基座2頂板背面的方式進(jìn)行固定。轉(zhuǎn)子由旋轉(zhuǎn)軸3和永久磁鐵構(gòu)成(都未圖示)，該永久磁鐵以與轉(zhuǎn)子鐵芯以及定子側(cè)的繞組相對(duì)置的方式進(jìn)行配置，圖2中示出了旋轉(zhuǎn)軸3通過(guò)軸承6旋轉(zhuǎn)自如地被支承在定子4中。
[0034]旋轉(zhuǎn)軸3的后端部從定子4的后端面突出到下方，頂端部通過(guò)形成在基座2頂板處的貫通孔7突出到外部。而且，上述頂端部連接到減速機(jī)8的輸入部81，輸出部80上連接著機(jī)器人的臂9 (控制對(duì)象物、負(fù)荷)。此外，關(guān)于減速機(jī)8的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，也省略圖示。旋轉(zhuǎn)軸3的后端面安裝有旋轉(zhuǎn)盤11，該旋轉(zhuǎn)盤11構(gòu)成光學(xué)式的旋轉(zhuǎn)編碼器(以下稱作輸入編碼器(輸入 EC:encoder)) 10。
[0035]在旋轉(zhuǎn)盤11的下方，包含有數(shù)據(jù)處理部的輸入EC檢測(cè)部12安裝在編碼器支承部件13的底面部，該數(shù)據(jù)處理部由投光元件、受光元件、計(jì)數(shù)器(未圖示)和后述的寄存器等構(gòu)成，該編碼器支承部件13呈杯形并且被固定在定子4的后端面。S卩，輸入EC檢測(cè)部12朝著上方的旋轉(zhuǎn)盤11的裂隙(未圖示)投光，通過(guò)接收反射光來(lái)檢測(cè)表示電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)。
[0036]臂9的上表面?zhèn)劝惭b著臂旋轉(zhuǎn)軸14 (輸出軸)的后端部，該臂旋轉(zhuǎn)軸14與電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)軸3(輸入軸)形成為同軸。基座2頂板中位于圖2中的右端處，配置有由朝上方延伸的垂直部15V以及水平部15H構(gòu)成的軸支承部件15，該水平部15H以與臂9平行的方式配置在垂直部15V的頂端。臂旋轉(zhuǎn)軸14貫通水平部15H，通過(guò)配置在水平部15H的軸承16旋轉(zhuǎn)自如地被支承。
[0037]臂旋轉(zhuǎn)軸14的頂端面安裝有旋轉(zhuǎn)盤18，該旋轉(zhuǎn)盤18構(gòu)成光學(xué)式的編碼器17 (以下稱作輸出編碼器(輸出EC))。輸出編碼器17是與輸入編碼器10同樣的結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)盤18的上方，包含投光元件、受光元件以及計(jì)數(shù)器等的輸出EC檢測(cè)部19安裝在編碼器支承部件20的頂板背面，該編碼支承部件20呈倒置的杯形并且被固定在水平部15H的上表面。即，輸出EC檢測(cè)部19朝著下方的旋轉(zhuǎn)盤18的裂隙投光，通過(guò)接收反射光來(lái)檢測(cè)臂9的旋轉(zhuǎn)位置。
[0038]輸入編碼器10的輸入EC檢測(cè)部12借助中繼總線21與輸出編碼器17的輸出EC檢測(cè)部19連接。在輸出EC檢測(cè)部19中檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)經(jīng)由該中繼總線21被傳送到輸入EC檢測(cè)部12。另外，輸出EC檢測(cè)部19借助該中繼總線21還向輸入EC檢測(cè)部12發(fā)送用于鎖存數(shù)據(jù)的沿脈沖信號(hào)。而且，輸入EC檢測(cè)部12 —旦將上述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)與自身檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)統(tǒng)合，就借助數(shù)據(jù)總線22輸出到電機(jī)控制器23 (參照?qǐng)D3)。此夕卜，中繼總線21以及數(shù)據(jù)總線22通過(guò)形成于基座2上的貫通孔24被導(dǎo)出到基座2的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
[0039]圖3是示出用于對(duì)機(jī)器人的關(guān)節(jié)JT的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制裝置的功能框圖。該控制裝置具備輸入編碼器10、輸出編碼器17以及電機(jī)控制器23。
[0040]輸入EC檢測(cè)部12具備例如20位的輸入EC值寄存器31 (作為輸入數(shù)據(jù)鎖存單元而發(fā)揮作用)，用于保持對(duì)由受光部輸出的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)。同樣地，輸出EC檢測(cè)部19具備用于保持計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)的輸出EC值寄存器32 (作為輸出數(shù)據(jù)鎖存單元而發(fā)揮作用)。臂9的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)例如是9位(由于經(jīng)由了減速機(jī)8，因此寬度小于輸入側(cè))，但是，為應(yīng)對(duì)臂9的旋轉(zhuǎn)數(shù)大于等于I周的情況，還存儲(chǔ)多旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)(例如2位)，該多旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)用于表示計(jì)數(shù)器溢出的次數(shù)。但是，本實(shí)施例中并不處理多旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
[0041]在輸出EC檢測(cè)部19中，構(gòu)成數(shù)據(jù)變化檢測(cè)部33的輸出EC值寄存器監(jiān)視部34監(jiān)視輸出EC值寄存器32的LSB (Least Significant Bit:最低有效位)是否發(fā)生了變化。一旦輸出EC值寄存器監(jiān)視部34檢測(cè)出發(fā)生了那樣的變化(即，計(jì)數(shù)器數(shù)值有增量)，則向輸出EC值寄存器32輸出沿脈沖，并且向沿脈沖輸出部35 (作為鎖存信號(hào)輸出單元而發(fā)揮作用)發(fā)出脈沖輸出命令。據(jù)此，沿脈沖輸出部35將鎖存用的沿脈沖(鎖存信號(hào))發(fā)送到輸入檢測(cè)部12。
[0042]在沿脈沖的上升沿，數(shù)據(jù)變化時(shí)輸出值寄存器36存儲(chǔ)并保持鎖存于EC值寄存器32中的9位的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)。被保持的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)通過(guò)保持?jǐn)?shù)據(jù)輸出部37被發(fā)送到輸入EC檢測(cè)部12。S卩，沿脈沖輸出部35以及保持?jǐn)?shù)據(jù)輸出部37是分別用于將沿脈沖以及旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)發(fā)送到輸入EC檢測(cè)部12的驅(qū)動(dòng)器。
[0043]在輸入EC檢測(cè)部12中，通過(guò)數(shù)據(jù)鎖存部38的沿脈沖輸入部39接收由輸出EC檢測(cè)部19的沿脈沖輸出部35發(fā)送過(guò)來(lái)的沿脈沖。沿脈沖輸入部39將該沿脈沖輸出到輸入EC值寄存器31。由此，通過(guò)同一個(gè)沿脈沖的上升沿，使得數(shù)據(jù)變化時(shí)輸出值寄存器36中的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)以及輸入值寄存器31中的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t)被鎖存。
[0044]上述旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t)通過(guò)構(gòu)成前述數(shù)據(jù)總線22的一部分的輸入值數(shù)據(jù)總線40被輸出到電機(jī)控制器23 (控制裝置)，并且被傳送到數(shù)據(jù)鎖存部38的輸入輸出值寄存器41。另外，從輸出EC檢測(cè)部19的保持?jǐn)?shù)據(jù)輸出部37發(fā)送的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)也被傳送到輸入輸出值寄存器41。存儲(chǔ)在該輸入輸出值寄存器41中的合計(jì)29位的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t)、Pout (t)通過(guò)構(gòu)成數(shù)據(jù)總線22的一部分的輸入輸出值數(shù)據(jù)總線42被輸出到電機(jī)控制器23。
[0045]此外，數(shù)據(jù)總線40以及42的寬度實(shí)際都為32位，未用于發(fā)送的數(shù)據(jù)位被上拉或者下拉。另外，在以下的說(shuō)明中，將20位的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin(t)稱為輸入EC值，將29位的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t)、Pout (t)稱作輸入輸出EC值。
[0046]圖4用功能框圖示出了電機(jī)控制器(以下僅稱作控制器)23的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且設(shè)想成應(yīng)用于多軸結(jié)構(gòu)、例如3軸機(jī)器人的各軸的情況，示出了圖3所示的結(jié)構(gòu)為3組時(shí)的輸入EC檢測(cè)部12(1?3)與電機(jī)控制器23之間的連接狀態(tài)。附在符號(hào)后的(I)?(3)對(duì)應(yīng)于機(jī)器人的第I軸?第3軸。兩者之間借助未圖示的通信接口連接。
[0047]控制器23以控制用CPU (Central Processing Unit:中央處理器)43為中心，由具備未圖不的 ROM (Read Only Memory:只讀存儲(chǔ)器)、RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)以及其它周邊電路的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。輸入EC值寄存器44 (I?3)是被寫入經(jīng)由通信接口從輸入EC檢測(cè)部12(1?3)分別發(fā)送的20位的輸入EC值(I?3)的寄存器。另外，輸入輸出EC值寄存器45 (I?3)是被寫入經(jīng)由輸入輸出EC值發(fā)送切換器46從輸入EC檢測(cè)部12(1?3)分別發(fā)送的29位的輸入輸出EC值的寄存器。另外，通信接口和上述輸入輸出EC值發(fā)送切換器46例如由FPGA (Field Programmable Gate Array:現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)等構(gòu)成。
[0048]此外，對(duì)于輸入EC檢測(cè)部12 (I?3)的數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求由控制器23輸出。圖中的“控制用數(shù)據(jù)請(qǐng)求”是對(duì)3個(gè)軸的輸入EC值的傳送請(qǐng)求，“補(bǔ)正用數(shù)據(jù)請(qǐng)求”是對(duì)I個(gè)軸的輸入輸出EC值的傳送請(qǐng)求?？刂朴肅PU43例如是32位的結(jié)構(gòu)，該控制用CPU43讀取出輸入EC值寄存器44、輸入輸出EC值寄存器45中存儲(chǔ)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)之后，對(duì)機(jī)器人執(zhí)行如后所述的控制。
[0049]接下來(lái)，參照?qǐng)D5?圖8說(shuō)明本實(shí)施例的作用。
[0050]圖5是表示在圖3中示出的輸入EC檢測(cè)器12與輸出EC檢測(cè)部19之間的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的傳送處理的流程圖。此外，該流程圖顯示出了由兩個(gè)檢測(cè)部12、19以及電機(jī)控制器23協(xié)同工作執(zhí)行的功能。
[0051]控制CPU43執(zhí)行后述的控制，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I以控制機(jī)器人的臂9的旋轉(zhuǎn)(步驟SI)。接著，輸出EC監(jiān)視部34 —邊待機(jī)一邊每隔規(guī)定時(shí)間判斷輸出EC值寄存器32的LSB是否發(fā)生了變化(從Pout (t-Ι)變?yōu)镻out(t))(步驟S2)。當(dāng)判斷發(fā)生了相關(guān)變化時(shí)(步驟S2:是)，沿脈沖輸出部35輸出沿脈沖(步驟S3)。對(duì)該沿脈沖的輸出做出響應(yīng)，將旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout⑴鎖存在輸出EC值寄存器32中(步驟S4)。
[0052]上述沿脈沖通過(guò)中繼總線21也被發(fā)送到輸入EC檢測(cè)部12。因此，在輸入EC檢測(cè)部12中，該沿脈沖經(jīng)由沿脈沖輸入部39被輸出到輸入EC值寄存器31中。由此，將沿脈沖輸入的時(shí)間點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t)鎖存在輸入EC值寄存器31中(步驟S5)。
[0053]另外，旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)從輸出EC檢測(cè)部19的保持?jǐn)?shù)據(jù)輸出部37被發(fā)送到數(shù)據(jù)鎖存部38 (步驟S6)。由此，旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t) ,Pout (t)被存儲(chǔ)在輸入輸出值寄存器41中。接著，存儲(chǔ)在輸入EC值寄存器31中的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t)以及存儲(chǔ)在輸入輸出值寄存器41中的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin(t)、Pout(t)分別通過(guò)數(shù)據(jù)總線40、42被發(fā)送到電機(jī)控制器23 (步驟S8)。
[0054]圖6是示出在上述處理中雙方的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (t)、Pout (t)的變化狀態(tài)的時(shí)序圖。一旦在輸出編碼器17中旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)發(fā)生變化，則會(huì)產(chǎn)生沿脈沖(參照(a)、(b))，該時(shí)間點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (η)以及輸入編碼器10—側(cè)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (η)被鎖存(參照(e)、(f))。另外，圖6(c)示出了輸入編碼器10接收從輸出編碼器17發(fā)送過(guò)來(lái)的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)時(shí)的延遲。由此，被鎖存的旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)PinUPoutL成為實(shí)際在同一時(shí)間點(diǎn)被檢測(cè)出的數(shù)據(jù)。也就是，使用檢測(cè)延遲較大的數(shù)據(jù)Pout (t)的變化作為時(shí)間軸上的基點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)。由此，即使檢測(cè)延遲較小的數(shù)據(jù)Pin(t)有少許偏差，該存在偏差的數(shù)據(jù)的值也大致與該檢測(cè)延遲較大的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。因此，可以將兩個(gè)數(shù)據(jù)PinUPoutL作為在同一時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)出的值而使用。
[0055]接下來(lái)，圖7是示出電機(jī)控制器23的控制用CPU43控制3軸機(jī)器人時(shí)的處理內(nèi)容的流程圖。此外，下面將旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pin (η)稱作“輸入EC值”，將旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)Pout (t)稱作“輸出EC值”。首先，根據(jù)機(jī)器人的末端執(zhí)行器的目標(biāo)位置確定好各軸電機(jī)的動(dòng)作模式之后(步驟Sll)，控制用CPU43執(zhí)行3次讀取周期(read cycle)，從輸入EC值寄存器44中讀取出3個(gè)軸的輸入EC值(全軸輸入EC值)(步驟S12)。
[0056]接著，從輸入輸出EC值寄存器45 (I)中讀取出第I軸的輸入輸出EC值之后(步驟S13)，根據(jù)步驟S12中取得的全軸輸入EC值，執(zhí)行用于驅(qū)動(dòng)各軸電機(jī)I (I?3)的電流控制和速度控制。此處的電流控制和速度控制是指，通過(guò)變換器等的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)I時(shí)，基于速度指令與實(shí)際速度之間的偏差進(jìn)行PI (比例積分)控制等。
[0057]接下來(lái)的步驟S15?S17是與步驟S12?S14同樣的處理模式，在步驟S16中，代替步驟S13中的第I軸而讀取出第2軸的輸入輸出EC值。而且，接下來(lái)的步驟S18?S20也是同樣的，在步驟S19中，代替步驟S16中的第2軸而讀取出第3軸的輸入輸出EC值。
[0058]在接下來(lái)的步驟S21中，利用在步驟S13、S16、S19中取得的第I軸?第3軸的輸入輸出EC值，對(duì)各軸計(jì)算輸入EC值與輸出EC值之差(偏差)，基于所有的軸的輸入EC值，執(zhí)行機(jī)器人的末端執(zhí)行器的位置控制(步驟S22)。另外，此時(shí)，根據(jù)步驟S21中計(jì)算出的偏差值，對(duì)上述位置控制進(jìn)行補(bǔ)正(步驟S23)。然后，如果機(jī)器人的末端執(zhí)行器到達(dá)目標(biāo)位置(步驟S24:是)，則結(jié)束動(dòng)作，如果沒有到達(dá)目標(biāo)位置(步驟S24:否)，則返回步驟S12，重復(fù)以上的處理。
[0059]此處，在圖7示出的處理中，上述通信接口以固定的周期執(zhí)行下述處理，即，從控制器23自輸入EC檢測(cè)部12取得數(shù)據(jù)到將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在輸入EC值寄存器44以及輸入輸出EC值寄存器45中為止的處理。而且，當(dāng)各數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在寄存器44、45中時(shí)，例如通信接口將產(chǎn)生中斷，由此，控制用CPU43開始步驟S12以后的處理，訪問(wèn)輸入EC值寄存器44。
[0060]如上所述那樣執(zhí)行處理的結(jié)果，各軸的輸入EC值以及輸入輸出EC值如圖8所示那樣被傳送到控制器23。即，全軸的輸入EC值在每個(gè)發(fā)送周期被傳送，各軸的輸入輸出EC值分別在不同的發(fā)送周期依次被傳送。
[0061]如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，機(jī)器人的關(guān)節(jié)具備用于檢測(cè)電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)位置的輸入編碼器10、以及用于檢測(cè)借助減速機(jī)8減速后的臂9的旋轉(zhuǎn)位置的輸出編碼器17，控制器23取得由輸入編碼器10以及輸出編碼器17檢測(cè)出的各旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)(EC值)，從而對(duì)電機(jī)I進(jìn)行控制。而且，在輸入編碼器10中配置有用于鎖存輸入EC值的輸入EC值寄存器31 ；在輸出編碼器17中具備用于鎖存輸出EC值的輸出EC值寄存器32，以及每當(dāng)輸出EC值發(fā)生變化時(shí)向寄存器31以及32輸出沿脈沖的沿脈沖輸出部35。
[0062]S卩，電機(jī)I側(cè)的輸入編碼器10與臂9側(cè)的輸出編碼器17在結(jié)構(gòu)上相隔一定程度的距離而配置，控制器23為了補(bǔ)正臂9的旋轉(zhuǎn)位置，需要取得同一時(shí)間點(diǎn)的輸入EC值與輸出EC值。由于臂9借助減速機(jī)8被驅(qū)動(dòng)，因而輸出EC值的分辨率相對(duì)于輸入EC值較低。因此，如果將沿脈沖輸出部35配置在輸出編碼器17中，每當(dāng)輸出EC值發(fā)生變化時(shí)，向寄存器31以及32輸出沿脈沖，那么即使在相隔一定距離的輸入編碼器10中，也能夠在與上述變化實(shí)質(zhì)相同的時(shí)間點(diǎn)鎖存并保持輸入EC值。
[0063]另外，控制器23取得多個(gè)軸的、由輸入編碼器10(1?3)以及輸出編碼器17(1?3)檢測(cè)出的各EC值，從而對(duì)各電機(jī)1(1?3)進(jìn)行控制。為了執(zhí)行該控制，控制器23每隔固定周期便取得所有軸的輸入EC值，并且依次切換并取得一個(gè)軸的輸入EC值以及輸出EC值。即，由于各軸的輸入EC值是控制機(jī)器人的末端執(zhí)行器的位置所必需的，因而每隔固定周期便取得全部各軸的輸入EC值。而且，在一個(gè)軸中，假如借助減速機(jī)8減速后獲得的輸出EC值對(duì)于輸入EC值產(chǎn)生了誤差，則需要補(bǔ)正該誤差。由此，每隔固定周期依次切換取得一個(gè)軸的用于執(zhí)行補(bǔ)正的輸入EC值以及輸出EC值，從而既可以抑制數(shù)據(jù)的傳送寬度又能夠補(bǔ)正各軸的輸出旋轉(zhuǎn)位置。
[0064]另外，用于補(bǔ)正旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)優(yōu)選為使用在同一時(shí)間點(diǎn)取得的數(shù)據(jù)。因此，即使在同一個(gè)周期中取得所有軸的輸入EC值，但對(duì)于用于補(bǔ)正的數(shù)據(jù)，作為輸入EC值以及輸出EC值的組合而另行取得各軸的用于補(bǔ)正的數(shù)據(jù)，從而能夠以高精度進(jìn)行補(bǔ)正。
[0065]而且，輸出EC值一旦從輸出編碼器17傳送到輸入編碼器10，就會(huì)通過(guò)輸入編碼器10傳送到控制器23。即，統(tǒng)合各軸的輸入EC值以及輸出EC值并將其同時(shí)傳送到控制器23，可獲得良好的效率。而且，如上所述，由于輸出EC值的分辨率低且數(shù)據(jù)寬度小，因此，如果將輸出EC值傳送到輸入編碼器10之后再傳送到控制器23，那么連接在輸出編碼器17與輸入編碼器10之間的中繼總線21的總線寬度也會(huì)變小。
[0066]這種情況下，在輸入編碼器10具備:輸入值寄存器31,用于將輸入EC值傳送到控制器23 ;輸入輸出值寄存器41，用于將輸入EC值與輸出EC值一起傳送到控制裝置。因此，能夠高效地傳送下述數(shù)據(jù):每隔固定周期，作為所有軸的一套數(shù)據(jù)而被傳送到控制器23的輸入EC值；以及以一個(gè)軸的輸入EC值與輸出EC值的組合的方式在多個(gè)周期僅僅被傳送一次的數(shù)據(jù)。另外，控制器23能夠迅速取得并處理各個(gè)數(shù)據(jù)。
[0067](第二實(shí)施例)
[0068]參照?qǐng)D9至圖12，對(duì)涉及第二實(shí)施例的檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0069]此外，在該第二實(shí)施例及其以后的實(shí)施例、變形例的說(shuō)明中，對(duì)與上述第一實(shí)施例相同或同等的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的附圖標(biāo)記，并且省略或簡(jiǎn)略其說(shuō)明。
[0070]在該第二實(shí)施例中，示出了將相當(dāng)于第一實(shí)施例的輸入編碼器10以及輸出編碼器17的結(jié)構(gòu)一體化，并配置在電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的后端側(cè)。圖9示出了圖7的上下反轉(zhuǎn)后的狀態(tài)(輸入側(cè)以及輸出側(cè)相互反轉(zhuǎn)的狀態(tài))。電機(jī)51與電機(jī)I相同，是內(nèi)轉(zhuǎn)子型的永久磁鐵型同步電機(jī)，具備定子52以及旋轉(zhuǎn)軸(轉(zhuǎn)子)54，該旋轉(zhuǎn)軸54通過(guò)配置在定子52內(nèi)周側(cè)的軸承53旋轉(zhuǎn)自如地被支承。而且，在電機(jī)51的后端側(cè)配置有編碼器收容部55。
[0071]編碼器收容部55具備安裝在定子52后端的圓環(huán)狀的側(cè)壁56，以及以插入側(cè)壁56中途部位的方式進(jìn)行固定的圓板狀的支承部件57 (固定部)。支承部件57在中心部形成有貫通孔57a，該貫通孔57a是所謂的面包圈形狀。旋轉(zhuǎn)軸54 (輸入軸)的后端部插通到支承部件57的貫通孔57a中，其后端固定有構(gòu)成編碼器的旋轉(zhuǎn)盤(旋轉(zhuǎn)板)58。在支承部件57的上表面?zhèn)?，以與旋轉(zhuǎn)盤58相對(duì)置的方式配置有輸入EC檢測(cè)部12。S卩，旋轉(zhuǎn)盤58以及輸入EC檢測(cè)部12構(gòu)成了與第一實(shí)施例的輸入編碼器10相對(duì)應(yīng)的輸入編碼器部59。
[0072]旋轉(zhuǎn)軸54由中空的部件構(gòu)成，其頂端固定在構(gòu)成減速機(jī)60的輸入部601的中空部?jī)?nèi)周側(cè)，而且，減速機(jī)60的輸出部600上連接著臂9。另外，旋轉(zhuǎn)軸54的中空部分插通有輸出軸61，該輸出軸61的后端固定在臂9上。旋轉(zhuǎn)軸54的內(nèi)周側(cè)配置有軸承62，輸出軸61旋轉(zhuǎn)自如地被支承。
[0073]旋轉(zhuǎn)盤58上形成有與旋轉(zhuǎn)軸54的中空部直徑相同的插通孔58a，輸出軸61的頂端經(jīng)由插通孔58a突出到編碼器收容部55內(nèi)部的空間。而且，其頂端上固定有旋轉(zhuǎn)盤63，該旋轉(zhuǎn)盤63的直徑大于旋轉(zhuǎn)軸54的中空部。在旋轉(zhuǎn)盤63的下表面?zhèn)?，以與旋轉(zhuǎn)盤58相對(duì)置的方式固定有輸出EC檢測(cè)部19。S卩，旋轉(zhuǎn)盤58以及輸出EC檢測(cè)部19構(gòu)成了與第一實(shí)施例的輸出編碼器17相對(duì)應(yīng)的輸出編碼器部64。
[0074]在第二實(shí)施例中，為了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置，從旋轉(zhuǎn)盤58的下表面?zhèn)扰c上表面?zhèn)葍蓚?cè)進(jìn)行投光。因此，在旋轉(zhuǎn)盤58中，第一以及第二的兩個(gè)面(例如兩個(gè)表面、或者上表面與側(cè)面等)上形成有位置檢測(cè)用的圖案(例如裂隙)。圖10示出了旋轉(zhuǎn)盤58的截面結(jié)構(gòu)(一部分)。旋轉(zhuǎn)盤58為5層結(jié)構(gòu)，遮光板58a的上下配置有玻璃板58b、58c，玻璃板58b、58c的上下配置有裂隙膜58d、58e。而且，裂隙形成在兩個(gè)裂隙膜58d、58e上。
[0075]此外，雖然沒有圖示，但是，通過(guò)有線連接，對(duì)配置在旋轉(zhuǎn)盤63上的輸出EC檢測(cè)部19供給電源，以及向輸入EC檢測(cè)部12傳送沿脈沖和旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)。臂9即使多旋轉(zhuǎn)也至多旋轉(zhuǎn)3周左右，因此，使連接配線的長(zhǎng)度保有多旋轉(zhuǎn)3周左右的余量即可。而且，在編碼器收容部55的上部安裝有用于覆蓋開口部的蓋體65。
[0076]接下來(lái)，參照?qǐng)D11以及圖12，對(duì)第二實(shí)施例的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0077]圖11省略了減速機(jī)60以及臂9而進(jìn)行表示。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)51并且使臂9旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)盤58伴隨著旋轉(zhuǎn)軸54的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，因此，輸入編碼器部59能夠與第一實(shí)施例的輸入編碼器10完全相同地檢測(cè)出電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置。另外，旋轉(zhuǎn)盤63伴隨著臂9-輸出軸61的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在此，當(dāng)假定旋轉(zhuǎn)盤58的旋轉(zhuǎn)角度為Θ rotU旋轉(zhuǎn)盤63與旋轉(zhuǎn)盤58朝著同一方向旋轉(zhuǎn)且其旋轉(zhuǎn)角度為θι.ο?2時(shí)，由輸入EC部12檢測(cè)出的角度Θ1與θι.ο?1相等。而且，在輸出EC檢測(cè)部19中檢測(cè)出的角度Θ 2為:
[0078]Θ 2 = Θ rotl- Θ rot2。
[0079]因此，可以求得電機(jī)51的旋轉(zhuǎn)角度Θ in為:
[0080]Θ in = Θ I = Θ rotl,
[0081]臂9的旋轉(zhuǎn)角度Θ out為:
[0082]Θ out = θ 1- θ 2 = θ rotl—( θ rotl—θ rot2) = θ rot2。
[0083]具體而言，例如控制用CPU43在步驟S13、S16、S19中讀取出輸入輸出EC值時(shí)，執(zhí)行圖12中示出的處理并且計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度eout。首先，根據(jù)輸入EC值Pin (t)，通過(guò)下式計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度Θ1(步驟S31)。其中，a是減速機(jī)8的減速比。
[0084]Θ I = 360 X Pin (t)/ (220Xa) [deg]
[0085]接下來(lái)，根據(jù)輸出EC值Pout (t),通過(guò)下式計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度Θ2(步驟S32)。
[0086]Θ 2 = 360 XPout (t) /29 [deg]
[0087]然后，從旋轉(zhuǎn)角度Θ I中減去旋轉(zhuǎn)角度Θ 2求得旋轉(zhuǎn)角度Θ out (步驟S33)。此夕卜，也可以通過(guò)硬邏輯執(zhí)行上述處理。
[0088]如上所述，根據(jù)第二實(shí)施例，電機(jī)51的旋轉(zhuǎn)軸54形成為中空狀，輸出軸61插通到旋轉(zhuǎn)軸54的中空部，并且其后端連接到臂9，頂端導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)軸54的后端側(cè)。而且，由于分別用光學(xué)式的輸入編碼器部59、輸出編碼器部64來(lái)檢測(cè)電機(jī)51的旋轉(zhuǎn)位置以及借助減速機(jī)60減速后的臂9的旋轉(zhuǎn)位置，因此，將它們所使用的旋轉(zhuǎn)盤58共通化并且固定在旋轉(zhuǎn)軸54的后端側(cè)。而且，輸出編碼器部64的檢測(cè)部19安裝在輸出軸61的頂端側(cè)，輸入編碼器部59的檢測(cè)部10相對(duì)于上述檢測(cè)部19，隔著旋轉(zhuǎn)盤58安裝在位于相反側(cè)的支承部件57上。此外，例如也可以將輸入編碼器部59的檢測(cè)部10安裝在作為固定部的側(cè)壁56上。
[0089]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)輸入編碼器部59的檢測(cè)部10的檢測(cè)結(jié)果，像通常一樣取得電機(jī)51的旋轉(zhuǎn)位置。另一方面，在讀取來(lái)自兩個(gè)檢測(cè)部10、19的數(shù)據(jù)并且進(jìn)行處理的控制器23中，根據(jù)由輸入編碼器部59檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)位置與由輸出編碼器部64檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)位置之差，能夠得出臂9的旋轉(zhuǎn)位置。S卩，由于輸入、輸出編碼器部59、64基于同一旋轉(zhuǎn)盤58的旋轉(zhuǎn)來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置，因而，很難產(chǎn)生與軸心偏移相伴的檢測(cè)誤差。而且，由于這些編碼器部59、64統(tǒng)一配置在電機(jī)51的后端側(cè)，因而能夠極力削減配置空間，從而能夠使得使用了兩個(gè)編碼器的編碼器系統(tǒng)、以及由該編碼器系統(tǒng)與負(fù)荷組合而成的結(jié)構(gòu)小型化。
[0090]也就是，如第二實(shí)施例那樣，通過(guò)使用形成為中空狀的旋轉(zhuǎn)軸54，能夠?qū)⒕幋a器部59、64統(tǒng)一配置在電機(jī)51的后端側(cè),而無(wú)需將輸出編碼器部64配置在減速機(jī)60與臂9之間。
[0091]而且，由于輸入側(cè)編碼器59的檢測(cè)部10相對(duì)于輸出側(cè)編碼器64的檢測(cè)部19隔著旋轉(zhuǎn)盤58配置在位于相反側(cè)的固定部，因此，兩個(gè)光學(xué)式編碼器59、64分別輸出的用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置的光信號(hào)不會(huì)被彼此的檢測(cè)部19、10受光，從而能夠防止錯(cuò)誤檢測(cè)。另外，由于在旋轉(zhuǎn)盤58的板的一側(cè)的面上設(shè)置輸出側(cè)編碼器59用的裂隙，在另一側(cè)的面上設(shè)置輸入側(cè)編碼器64用的裂隙，因此，各自的檢測(cè)部10、19能夠在相互不干擾的狀態(tài)下接收用于進(jìn)行旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的反射光。
[0092](第三實(shí)施例)
[0093]參照?qǐng)D13，對(duì)涉及第三實(shí)施例的檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0094]第三實(shí)施例示出了在輸入EC檢測(cè)部12' (I?3)、以及輸出EC檢測(cè)部19(1?3)與控制器23之間配置了數(shù)據(jù)傳送處理部71的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)傳送處理部71具備輸入EC檢測(cè)部12所具有的輸入輸出EC值寄存器與通信接口的功能。因此，輸出EC檢測(cè)部19直接向數(shù)據(jù)傳送處理部71傳送9位的輸出EC值。
[0095]而且，數(shù)據(jù)傳送處理部71根據(jù)來(lái)自控制器23 —側(cè)的通信接口 43R以及44的請(qǐng)求，將20位的輸入EC值以及29位的輸入輸出EC值輸出到控制器23 —側(cè)。根據(jù)以上構(gòu)成的第三實(shí)施例，也能夠得到與第一實(shí)施例同樣的效果。
[0096]本發(fā)明不僅僅限定于上述各種實(shí)施例，作為根進(jìn)一步的其它實(shí)施例，可以做出以下變形或者擴(kuò)展。
[0097]輸入編碼器以及輸出編碼器的位數(shù)可以根據(jù)個(gè)別的設(shè)計(jì)做出適當(dāng)變更。
[0098]圖4示出的3個(gè)軸的輸入EC檢測(cè)部12與控制器23之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送方式也可以做適當(dāng)變更。例如，在兩者之間用兩條32位總線進(jìn)行連接，選擇3個(gè)軸的輸入EC值(20位)與3個(gè)軸的輸入輸出EC值(29位)，可以使用在一次通信中僅將I個(gè)軸的數(shù)據(jù)傳送到控制器23 —側(cè)的通信接口。
[0099]另外，總線的寬度不限定于32位，作為各自所必需的最小限度的寬度可以設(shè)置成20位、29位?；蛘撸梢杂猛粋€(gè)32位(或者29位)總線傳送輸入EC值與輸入輸出EC值。
[0100]在第二實(shí)施例中，根據(jù)減速機(jī)60的結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸54與輸出軸61可以朝著彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)。
[0101]也可以應(yīng)用于4軸以上的機(jī)器人。而且，不限于多軸結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，還可以應(yīng)用于單一軸的電機(jī)控制。
[0102]附圖標(biāo)記
[0103]1:電機(jī)
[0104]8:減速機(jī)
[0105]9:臂(負(fù)荷)
[0106]10:輸入編碼器(第一編碼器)
[0107]12:輸入EC檢測(cè)部
[0108]17:輸出編碼器(第二編碼器)
[0109]19:輸出EC檢測(cè)部
[0110]21:中繼總線(控制單元)
[0111]22:數(shù)據(jù)總線(控制單元)
[0112]23:電機(jī)控制器(控制裝置、控制單元)
[0113]31:輸入EC值寄存器(第一鎖存電路)
[0114]32:輸出EC值寄存器(第二鎖存電路)
[0115]34:輸出EC值寄存器監(jiān)視部(鎖存信號(hào)輸出單元)
[0116]35:沿脈沖輸出部(鎖存信號(hào)輸出單元)
[0117]36:數(shù)據(jù)變化時(shí)輸出值寄存器(控制單元(傳送單元))
[0118]37:保持?jǐn)?shù)據(jù)輸出部(控制單元(傳送單元))
[0119]39:沿脈沖輸入部(控制單元)
[0120]41:輸入輸出值寄存器(控制單元)
[0121]JT:關(guān)節(jié)
【權(quán)利要求】
1.一種控制裝置，用于控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)(JT)的旋轉(zhuǎn)，所述機(jī)器人的關(guān)節(jié)(JT)具備將電機(jī)⑴的旋轉(zhuǎn)通過(guò)減速機(jī)⑶減速后傳遞到臂(9)的結(jié)構(gòu)，其特征在于，具備: 第一編碼器(10)，用于檢測(cè)所述電機(jī)(I)的旋轉(zhuǎn)位置，并輸出表示該旋轉(zhuǎn)位置的電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)； 第二編碼器(17)，用于檢測(cè)所述臂(9)的旋轉(zhuǎn)位置，并輸出表示該旋轉(zhuǎn)位置的臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)； 第一鎖存電路(31)，配置在所述第一編碼器(10)中，用于鎖存所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)； 第二鎖存電路(32)，配置在所述第二編碼器(17)中，用于鎖存所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)； 鎖存信號(hào)輸出單元(34、35)，配置在所述第二編碼器(17)中，每當(dāng)所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，向所述第一以及第二鎖存電路(31、32)輸出鎖存信號(hào)；以及 控制單元(36、37、38、41、21、22、23)，基于在輸出所述鎖存信號(hào)時(shí)被鎖存在所述第一以及第二鎖存電路(31、32)中的所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)以及所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，對(duì)所述電機(jī)(I)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于， 所述控制單元具備: 控制器(23)，用于控制所述電機(jī)(I)的旋轉(zhuǎn)； 傳送單元(36、37)，將在輸出所述鎖存信號(hào)時(shí)被鎖存在所述第二鎖存電路(32)中的所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)從所述第二編碼器(17)傳送到所述第一編碼器(10);以及 數(shù)據(jù)合成單元(41)，配置在所述第一編碼器(10)中，用于對(duì)在輸出所述鎖存信號(hào)時(shí)被鎖存在所述第一鎖存電路(31)中的所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)、與通過(guò)所述傳送單元(36、37)傳送過(guò)來(lái)的所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行合成，并將該合成數(shù)據(jù)提供給所述控制器(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)合成單元具備: 寄存器(41)，用于將所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)與所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)合成為規(guī)定位數(shù)的并行數(shù)據(jù)；以及 數(shù)據(jù)總線(22)，用于將該寄存器(41)輸出的所述并行數(shù)據(jù)傳送到所述控制器(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于， 所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的位數(shù)小于所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)的位數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于， 所述第一以及第二編碼器(10、17)通過(guò)中繼總線(21)相連接，該中繼總線(21)用于將所述鎖存信號(hào)以及所述臂旋轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)從該第二編碼器(17)發(fā)送到該第一編碼器(10)。
【文檔編號(hào)】B25J9/10GK104245242SQ201380018602
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】上田剛史, 高橋喜二, 森田徹, 大野康 申請(qǐng)人:電裝波動(dòng)株式會(huì)社, 株式會(huì)社尼康