(57)【要約】【課題】ロボット制御装置と第１機器との通信において、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができるロボットを提供する。【解決手段】機器と通信するロボット制御装置を備え、前記機器が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、前記ロボット制御装置が有する受信端子とが信号線により接続され、前記ロボット制御装置は、前記機器から調歩式の信号を受信する、ロボット。【選択図】図１
2020121362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器と通信するロボット制御装置を備え、
前記機器が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、前記ロボット制御装置が有する受信端子とが信号線により接続され、
前記ロボット制御装置は、前記機器から調歩式の信号を受信する、
ロボット。
【請求項２】
前記ロボット制御装置は、前記機器に非同期式シリアル通信方式の信号を送信する、
請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記ロボット制御装置と複数の前記機器とがバス配線により接続される、
請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記機器は、エンコーダーである、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のロボット。
【請求項５】
前記機器は、センサーまたはＩ／Ｏの機器である、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
機器と通信するロボット制御装置を備え、
前記ロボット制御装置が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、前記機器が有する受信端子とが信号線により接続され、
前記ロボット制御装置が、前記機器に調歩式の信号を送信する、
ロボット。
【請求項７】
ロボットと、
機器と通信し、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、
を備え、
前記機器が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、前記ロボット制御装置が有する受信端子とが信号線により接続され、
前記ロボット制御装置は、前記機器から調歩式の信号を受信する、
ロボットシステム。
【請求項８】
機器と通信するロボット制御装置であって、
前記機器が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、信号線により接続される受信端子を備え、
前記機器から、調歩式の信号を受信する、
ロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット、ロボットシステムおよびロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット制御装置に設けられた制御部のマイコンは、周辺機器と一定周期で通信する。制御部は周辺機器にデータリクエスト信号を送信し、周辺機器は、リクエストに従って制御部にデータを送信する。
なお、マイコンは、マイクロコンピューターのことである。
【０００３】
ここで、制御部のマイコンと周辺機器のマイコンとの間を接続している配線の数が多いことから、配線の数を削減するために、１つの配線で制御部のマイコンと周辺機器のマイコンとを接続し、配線を共有化することが行われている。また、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信が用いられている。
なお、配線の数が多くなると、例えば、配線の体積が大きくなったりコネクタが大型になったりするため、スペースが配線に占有されること、または、マイコンの口数が多くなるため、構造が複雑になることが生じ得る。
【０００４】
従来技術の一例として、１個のコントローラのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と多数のエンコーダーのＣＰＵとを直列接続したエンコーダーシステムが開示されている（特許文献１参照。）。当該エンコーダーシステムでは、１対１の接続であるスター接続と比べて、省配線にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０４２６３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているように、１つの配線で制御部のマイコンと多数の周辺機器のマイコンとが接続される場合、複数の配線で接続される場合と比べて、１つの配線における通信量が多くなる。このため、一度の送受信にかかる時間が長くなり、応答性が悪くなることがあった。
これに対し、例えば、通信速度の速いクロック同期式シリアル通信方式により接続することも考えられるものの、クロック同期式シリアル通信方式では、クロック線があるため、配線の数が削減できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために一態様は、機器と通信するロボット制御装置を備え、前記機器が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、前記ロボット制御装置が有する受信端子とが信号線により接続され、前記ロボット制御装置は、前記機器から調歩式の信号を受信する、ロボットである。
【０００８】
上記課題を解決するために一態様は、機器と通信するロボット制御装置を備え、前記ロボット制御装置が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、前記機器が有する受信端子とが信号線により接続され、前記ロボット制御装置が、前記機器に調歩式の信号を送信する、ロボットである。
【０００９】
上記課題を解決するために一態様は、ロボットと、機器と通信し、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、前記機器が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、前記ロボット制御装置が有する受信端子とが信号線により接続され、前記ロボット制御装置は、前記機器から調歩式の信号を受信する、ロボットシステムである。
【００１０】
上記課題を解決するために一態様は、機器と通信するロボット制御装置であって、前記機器が有するクロック同期式シリアル通信方式の送信端子と、信号線により接続される受信端子を備え、前記機器から、調歩式の信号を受信する、ロボット制御装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るロボットの概略的な構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るロボット制御装置の機能構成を示す図である。
【図３】実施形態に係るＵＡＲＴ−ＳＰＩ通信の概略的な構成を示す図である。
【図４】実施形態に係る全二重通信の概略的な構成を示す図である。
【図５】実施形態に係る信号波形の一例を示す図である。
【図６】実施形態に係るＳＰＩ−ＳＰＩ通信の１対１の接続の構成を示す図である。
【図７】実施形態に係るＳＰＩ−ＳＰＩ通信の１対多の接続の構成を示す図である。
【図８】実施形態に係る全二重通信の原理を示す図である。
【図９】実施形態に係る半二重通信の原理を示す図である。
【図１０】実施形態に係る半二重通信の概略的な構成を示す図である。
【図１１】実施形態に係る通信を表すタイムチャートを示す図である。
【図１２】実施形態に係る分岐の構成を示す図である。
【図１３】実施形態に係るロボットシステムの概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
＜ロボット＞
図１は、実施形態に係るロボット２０の概略的な構成を示す図である。
ロボット２０は、スカラロボットである。スカラロボットは、水平多関節ロボットとも称される。なお、ロボット２０は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボットあるいは直動ロボット等の他の種類のロボットであってもよい。ここで、垂直多関節ロボットは、１つの腕を備える単腕ロボットであってもよく、あるいは、２つ以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。２つの腕を備える複腕ロボットは、双腕ロボットとも称される。また、ロボット２０は、６軸等の様々な軸数のロボットであってもよい。
【００１４】
ロボット２０は、基台Ｂと、可動部Ａを備える。
ロボット２０は、基台Ｂの内部に、ロボット制御装置３０を内蔵して備える。
基台Ｂは、可動部Ａを支持する。図１に示した例において、基台Ｂは、あらかじめ決められた設置面に設置されている。設置面は、例えば、ロボット２０に作業を行わせる部屋の床面である。なお、設置面は、当該床面に代えて、当該部屋の壁面、当該部屋の天井面、テーブルの上面、治具が有する面、台が有する面等の他の面であってもよい。
【００１５】
以下では、説明の便宜上、設置面と直交する方向のうち基台Ｂから設置面に向かう方向を下または下方向と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、下方向と反対の方向を上または上方向と称して説明する。
また、本実施形態において、水平方向は、上下方向と直交する方向のことである。
また、回動とは、軸の周囲を回転する運動を意味し、回転角が３６０度未満である場合も、回転角が３６０度以上である場合も含む。また、一方向に回転する運動に限らず、両方向に回転する運動も含む。
【００１６】
可動部Ａは、基台Ｂにより第１回動軸ＡＸ１周りに回動可能に支持された第１アームＡ１と、第１アームＡ１により第２回動軸ＡＸ２周りに回動可能に支持された第２アームＡ２と、第２アームＡ２により第３回動軸ＡＸ３周りに回動可能かつ第３回動軸ＡＸ３の軸方向に並進可能に支持されたシャフトＳを備える。
【００１７】
シャフトＳは、円柱形状の軸体である。シャフトＳの周表面には、図示しないボールねじ溝と、図示しないスプライン溝とがそれぞれ設けられている。図１に示した例では、シャフトＳは、第２アームＡ２の端部のうちの第１アームＡ１と反対側の端部を、上下方向に貫通し、設けられている。
【００１８】
シャフトＳの先端には、外部装置を取り付けることが可能である。シャフトＳの先端に取り付け可能な外部装置は、エンドエフェクター等のことである。シャフトＳの先端は、シャフトＳが有する上下の２つの端部のうちの下側の端部のことである。
図１に示した例では、シャフトＳの先端には、何も取り付けられていない。シャフトＳの先端に取り付けられるエンドエフェクターは、例えば、指部によって物体を保持することが可能なエンドエフェクターである。なお、シャフトＳの先端に取り付けられるエンドエフェクターは、空気による吸着、磁気による吸着等によって物体を保持可能なエンドエフェクターであってもよい。また、シャフトＳの先端に取り付けられるエンドエフェクターは、物体を保持不可能なエンドエフェクターであってもよい。ここで、本実施形態では、物体を保持するとは、物体の状態を、持ち上げることが可能な状態にすることを意味する。
【００１９】
第１アームＡ１は、第１回動軸ＡＸ１周りに回動し、水平方向に移動する。
また、第１アームＡ１は、基台Ｂが備える第１駆動部によって第１回動軸ＡＸ１周りに回動させられる。第１駆動部は、第１アームＡ１を第１回動軸ＡＸ１周りに回動させるアクチュエーターである。第１駆動部は、例えば、モーターである。すなわち、本実施形態では、第１回動軸ＡＸ１は、第１駆動部の回動軸と一致する仮想的な軸のことである。なお、第１駆動部は、モーターに代えて、第１アームＡ１を回動させる他のアクチュエーターであってもよい。
ロボット２０は、基台Ｂに、第１駆動部の駆動量を検出するエンコーダーＥ１を備えている。当該駆動量は、例えば、回動軸の回転量である。エンコーダーＥ１は、例えば、バッテリーレスエンコーダーであり、電力が供給されなくても、検出を行う。
【００２０】
第２アームＡ２は、第２回動軸ＡＸ２周りに回動し、水平方向に移動する。
また、第２アームＡ２は、第２アームＡ２が備える第２駆動部によって第２回動軸ＡＸ２周りに回動させられる。第２駆動部２は、第２アームＡ２を第２回動軸ＡＸ２周りに回動させるアクチュエーターである。第２駆動部は、例えば、モーターである。すなわち、本実施形態では、第２回動軸ＡＸ２は、第２駆動部の回動軸と一致する仮想的な軸のことである。なお、第２駆動部は、モーターに代えて、第２アームＡ２を回動させる他のアクチュエーターであってもよい。
ロボット２０は、第２アームＡ２に、第２駆動部の駆動量を検出するエンコーダーＥ２を備えている。当該駆動量は、例えば、回動軸の回転量である。エンコーダーＥ２は、例えば、バッテリーレスエンコーダーであり、電力が供給されなくても、検出を行う。
【００２１】
また、第２アームＡ２は、第３駆動部および第４駆動部を備え、シャフトＳを支持する。
第３駆動部は、シャフトＳのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットを、タイミングベルト等を介して回動させるアクチュエーターである。これにより、第３駆動部は、シャフトＳを上下方向に移動させる。第３駆動部は、例えば、モーターである。なお、第３駆動部は、モーターに代えて、シャフトＳを上下方向に移動させる他のアクチュエーターであってもよい。
ロボット２０は、第２アームＡ２に、第３駆動部の駆動量を検出するエンコーダーＥ３を備えている。当該駆動量は、例えば、回動軸の回転量である。エンコーダーＥ３は、例えば、バッテリーレスエンコーダーであり、電力が供給されなくても、検出を行う。
【００２２】
第４駆動部は、シャフトＳのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットを、タイミングベルト等を介して回動させるアクチュエーターである。これにより、第４駆動部は、シャフトＳを第３回動軸ＡＸ３周りに回動させる。第４駆動部は、例えば、モーターである。すなわち、本実施形態では、第３回動軸ＡＸ３は、第４駆動部の回動軸と一致する仮想的な軸のことである。なお、第４駆動部は、モーターに代えて、シャフトＳを第３回動軸ＡＸ３周りに回動させる他のアクチュエーターであってもよい。
ロボット２０は、第２アームＡ２に、第４駆動部の駆動量を検出するエンコーダーＥ４を備えている。当該駆動量は、例えば、回動軸の回転量である。エンコーダーＥ４は、例えば、バッテリーレスエンコーダーであり、電力が供給されなくても、検出を行う。
【００２３】
ここで、本実施形態では、ロボット２０にロボット制御装置３０が一体化された構成を示すが、他の構成例として、ロボット２０とロボット制御装置３０とが別体で構成されたロボットシステムの構成が用いられてもよい。このようなロボットシステムでは、ロボット２０とロボット制御装置３０とが、有線または無線で接続される。
【００２４】
＜ロボット制御装置＞
図２は、実施形態に係るロボット制御装置３０の機能構成を示す図である。
ロボット制御装置３０は、入力部１１１と、出力部１１２と、通信部１１３と、記憶部１１４と、制御部１１５を備える。
制御部１１５は、通信制御部１３１と、ロボット制御部１３２を備える。
【００２５】
入力部１１１は、外部から情報を入力する。一例として、入力部１１１は、外部の装置から出力される情報を入力する。他の例として、入力部１１１は、ユーザーによって行われる操作の内容を受け付ける操作部を有しており、当該操作部に対して行われた操作の内容に応じた情報を入力する。
出力部１１２は、外部に情報を出力する。一例として、出力部１１２は、外部の装置に情報を出力する。他の例として、出力部１１２は、情報を画面に表示することで出力すること、あるいは、情報を音として出力することなどを行う。
通信部１１３は、通信を行う機能を有する。
記憶部１１４は、情報を記憶する。
【００２６】
制御部１１５は、各種の制御を行う。
通信制御部１３１は、通信部１１３によって行われる通信を制御する。本実施形態では、当該通信は、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４への通信と、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０への通信を含む。
ロボット制御部１３２は、ロボット２０の動作を制御する。
なお、制御部１１５は、通信の制御およびロボット２０の制御に限られず、他の様々な制御を行ってもよい。
ここで、本実施形態では、ロボット制御装置３０において、制御部１１５および記憶部１１４は、マイコンを用いて構成されている。
【００２７】
＜ロボット制御装置とエンコーダーとの通信＞
本実施形態では、ロボット制御装置３０とエンコーダーＥ１〜Ｅ４との通信について説明する。
本実施形態では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４への方向を下りと称し、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０への方向を上りと称する。
ロボット制御装置３０およびそれぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４は、マイコンを有している。
ロボット制御装置３０のマイコンとエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンとは、バス配線により接続される。１個のマイコンと複数個のマイコンとを接続するバス配線としては、例えば、共通の配線であってもよく、あるいは、デイジーチェーン接続の配線であってもよい。
ロボット制御装置３０のマイコンと、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンとの間で、通信を行う。
通常、ロボット制御装置３０のマイコンは、エンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンと比べて、クロックが高く、つまり、処理速度が速い。
【００２８】
ここで、本実施形態では、説明の便宜上、それぞれの信号線として１線を示して説明するが、信号線を２線として差動信号を通信する構成が用いられてもよい。２線の方が、１線よりも、大きい距離の通信に適している場合がある。
なお、同一の基板上にロボット制御装置３０のマイコンおよびエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンが実装される場合には、シングルエンドの通信が用いられても、原理上問題ない。
【００２９】
＜クロック同期式シリアル通信方式および非同期式シリアル通信方式＞
クロック同期式シリアル通信および非同期式シリアル通信について説明する。
クロック同期式シリアル通信は、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）あるいはＲＳ４２２に代表される、クロック線を用いた通信の方式である。
非同期式シリアル通信は、調歩同期式に代表される、クロック線を用いない通信の方式である。ＵＡＲＴは、調歩式の変換回路のことである。非同期式シリアル通信では、クロック同期式シリアル通信と比べて、線が少なく安価であるという効果がある。
【００３０】
非同期式シリアル通信として、クロック埋め込み方式もある。クロック埋め込み方式は、マンチェスター符号、８ｂ／１０ｂに代表される、クロック信号が重畳されて埋め込まれたデータ信号のみを用いる通信の方式である。クロック埋め込み方式では、線の数は減るが、変換回路が大きくなり、高価となる傾向がある。
なお、クロック埋め込み方式は、エンベテッド・クロック方式と呼ばれてもよい。
【００３１】
ＳＰＩおよびＵＡＲＴについて説明する。
一般に、マイコン間の通信において、処理の歩調をあわせるためにクロック信号が用いられている。
ＳＰＩ通信は、多くのマイコン間通信で採用されている。
ＳＰＩ通信では、送信側のマイコンは、データ信号を１つの信号線で送信し、データ信号とは別に自己のクロック信号を１つの信号線で送信しており、つまり、これら２種類の信号を２つの信号線で送信している。そして、送信側のマイコンのクロックに同期させてデータを送受信する。このように、ＳＰＩ通信は、クロック同期式である。そして、ＳＰＩ通信では、通信の高速化が可能である。
ＳＰＩ通信では、送信側のマイコンは、自己のタイミングで送受信を開始することができる。このため、受信側のマイコンのクロック数は、送信側のマイコンと比べて遅くてもよい。これにより、シンプルなクロック回路でも十分であり、両マイコンとも安価なＣＰＵを用いて構成することが可能である。
【００３２】
ＵＡＲＴ通信では、送受信する周期をマイコン間で特定周期に設定しておく。送信側のマイコンは、データ信号のみを１つの信号線で送信し、クロック信号を送信しない。受信側のマイコンが、自己のクロック信号を用いてデータを送受信する。
ＵＡＲＴ通信では、受信側のマイコンは、いつ送受信が開始されるかを判断することができないため、サンプリングする分解能を高くするために、実際のクロック数よりもクロック数を１０倍程度高くする必要がある。
【００３３】
このため、ＵＡＲＴ通信では、ＳＰＩ通信と同程度の速さで送受信する場合には、クロック数の高い回路が必要となり、両マイコンとも高価なＣＰＵが必要になり、システム全体が高価になる。  一方、ＵＡＲＴ通信では、ＳＰＩ通信と同程度の速さまでは必要ない場合には、ＳＰＩ通信に用いられるマイコンと同程度のマイコンが用いられても、送受信する速さを遅くする必要がある。
【００３４】
なお、ＵＡＲＴ通信では、長いデータを送信すると、ずれてしまう場合があり得るため、８ビット等ごとに小分けに送信しており、データ送信速度は一般に遅い。
例えば、調歩式で通信することができる速度は３．７５Ｍｂｐｓまでである。
調歩式で、受け取りをしない送信のみを速く動作させることは、マイコンでは不可能である。
【００３５】
＜ＵＡＲＴ−ＳＰＩ通信＞
図３は、実施形態に係るＵＡＲＴ−ＳＰＩ通信の概略的な構成を示す図である。
図３には、ロボット制御装置３０のマイコン３０ａと、エンコーダーＥ１のマイコンＥ１ａとの接続の一例を示してある。
ここでは、４個のエンコーダーＥ１〜Ｅ４のうちの１個のエンコーダーＥ１について説明するが、他のエンコーダーＥ２〜Ｅ４についても同様である。
【００３６】
マイコン３０ａは、ＵＡＲＴの端子として、データ入力端子であるＤＩ端子と、データ出力端子であるＤＯ端子と、グラウンド端子であるＧＮＤ端子を有している。
マイコンＥ１ａは、ＳＰＩの端子として、データ入力端子であるＳＤＩ端子と、データ出力端子であるＳＤＯ端子と、クロック端子であるＳＣＫ端子と、チップセレクト端子であるＣＳ端子と、グラウンド端子であるＧＮＤ端子を有している。また、マイコンＥ１ａは、ＵＡＲＴの端子として、データ入力端子であるＤＩ端子を有している。
【００３７】
マイコン３０ａのＧＮＤ端子とマイコンＥ１ａのＧＮＤ端子とが信号線３１３により接続されている。これにより、マイコン３０ａとマイコンＥ１ａとで、グラウンドが同電位に保たれる。
【００３８】
マイコン３０ａのＵＡＲＴのＤＩ端子とマイコンＥ１ａのＳＰＩのＳＤＯ端子とが信号線３１１により接続されている。当該ＳＤＯ端子から送信されるデータ信号が、信号線３１１を介して伝送され、当該ＤＩ端子によって受信される。本実施形態では、当該ＳＤＯ端子と当該ＤＩ端子には、１６Ｍｂｐｓの通信速度があらかじめ設定されている。これにより、クロック信号を使用せずに、エンコーダーＥ１からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信が１６Ｍｂｐｓで行われる。
【００３９】
マイコン３０ａのＵＡＲＴのＤＯ端子とマイコンＥ１ａのＵＡＲＴのＤＩ端子とが信号線３１２により接続されている。当該ＤＯ端子から送信されるデータ信号が、信号線３１２を介して伝送され、当該ＤＩ端子によって受信される。本実施形態では、当該ＤＯ端子と当該ＤＩ端子には、４Ｍｂｐｓの通信速度があらかじめ設定されている。これにより、クロック信号を使用せずに、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１へのデータ信号の通信が４Ｍｂｐｓで行われる。
【００４０】
図３の例では、ＳＤＯ端子と調歩式の通信を使用することで、クロック線が無い通信が実現される。図３の例では、マイコンＥ１ａのＳＰＩのＳＤＯ端子が送信端子の一例であり、マイコン３０ａのＵＡＲＴのＤＩ端子が受信端子の一例である。
なお、ロボット制御装置３０については、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）のような高価な素子が設けられることが多く、速度の切り替えなどについて支障は無い。
【００４１】
このように、ＳＰＩ通信する機能とＵＡＲＴ通信する機能との両方を持つマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａにおいて、ＳＰＩ機能を使用して、マイコンＥ１ｂからマイコン３０ｂへの高速の送信を実現する。
図３の例では、ＳＰＩの５線方式におけるＳＤＯ端子、ＳＤＩ端子、ＳＣＫ端子、ＣＳ端子、ＧＮＤ端子のうち、ＳＤＯ端子とＧＮＤ端子を使用し、ＳＤＩ端子とＳＣＫ端子とＣＳ端子を使用しない。
また、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０にデータ信号を１６Ｍｂｐｓで送信することを取り決めて両者に設定しておくことにより、当該データ信号の受信を適切なタイミングで行うことができる。
また、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４にデータ信号を送信する際には、通常のＵＡＲＴ機能を使用する。図３の例では、低速の４ＭｂｐｓのＵＡＲＴ通信が行われる。
【００４２】
＜全二重通信の構成＞
図４は、実施形態に係る全二重通信の概略的な構成を示す図である。
図４には、図３に示される通信が行われる場合における、全二重通信の構成の一例を示してある。
図４には、ロボット制御装置３０のマイコン３０ａと、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａを示してある。図３に示される信号線３１１および信号線３１２は、それぞれごとに、４個のマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａについて共通化されている。
なお、図４の例では、ＧＮＤ端子の信号線３１３については、図示を省略してある。当該信号線３１３は、４個のマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａについて共通化されている。
【００４３】
具体的には、ロボット制御装置３０のマイコン３０ａからエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａへのデータ信号の通信については、マイコン３０ａと接続された共通の下り用の信号線に、それぞれのマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａが並列の位置関係で接続されている。例えば、マイコン３０ａからすべてのマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａへブロードキャストの信号を送信することが可能である。
同様に、エンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａからロボット制御装置３０のマイコン３０ａへのデータ信号の通信については、マイコン３０ａと接続された共通の上り用の信号線に、それぞれのマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａが並列の位置関係で接続されている。例えば、それぞれのマイコンＥ１ａ〜Ｅ４ａからマイコン３０ａへタイミングをずらして応答の信号を送信することが可能である。
【００４４】
全二重通信では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４へのデータ信号の通信と、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信とを、同時に行うことが可能である。
本例では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４へのデータ信号の通信は通常のＵＡＲＴの通信であり、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信はＳＰＩのＳＤＯ端子を利用したＵＡＲＴの通信である。
例えば、ロボット制御装置３０からのブロードキャストの低速通信コマンドに対して、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４が高速通信応答を返す仕組みを実現することができる。
【００４５】
＜調歩式の信号波形＞
図５は、実施形態に係る信号波形の一例を示す図である。
図５には、図３の例においてエンコーダーＥ１のマイコンＥ１ａのＳＤＯ端子からロボット制御装置３０のマイコン３０ａのＤＩ端子に送信されるデータ信号の信号波１０１１の一例を示してある。信号波１０１１の波形は、調歩式の波形となっており、ＲＳ２３２Ｃの例である。
【００４６】
図５の例では、横軸は時間を表しており、縦軸は電圧を表している。
電圧としては、Ｖを正の値として、＋Ｖと、−Ｖと、０を示してある。本例では、電圧が＋Ｖである状態が０ビットに対応しており、電圧が−Ｖである状態が１ビットに対応している。＋Ｖと−Ｖは、０に対して上下対称の値である。
１周期の信号波１０１１は、１ビット分のスタートビットと、８ビット分のデータビットｂ０〜ｂ７と、１ビット分のパリティビットと、１ビット分のストップビットが並べられて構成されている。
【００４７】
ここで、スタートビットは、信号波１０１１の開始位置を表す。
ストップビットは、信号波１０１１の終了位置を表す。
データビットｂ０〜ｂ７は、通信対象となるデータの内容を表す。
パリティビットは、誤り検出用のビットであり、本例では、データビットｂ０〜ｂ７と合わせて、１が偶数個存在するというイーブンになるように設定される。図５の例では、８ビット分のデータビットｂ０〜ｂ７のうちで１であるデータビットが３個存在することから、パリティビットは１となっている。
【００４８】
＜ＳＰＩ−ＳＰＩ通信の１対１の接続＞
図６は、実施形態に係るＳＰＩ−ＳＰＩ通信の１対１の接続の構成を示す図である。
図６の例は、図３の例とは異なる例である。
図６には、ロボット制御装置３０のマイコン３０ｂと、エンコーダーＥ１のマイコンＥ１ｂとの接続の一例を示してある。
ここでは、４個のエンコーダーＥ１〜Ｅ４のうちの１個のエンコーダーＥ１について説明するが、他のエンコーダーＥ２〜Ｅ４についても同様である。
【００４９】
マイコン３０ｂおよびマイコンＥ１ｂは、それぞれ、ＳＰＩの端子として、データ入力端子であるＳＤＩ端子と、データ出力端子であるＳＤＯ端子と、クロック端子であるＳＣＫ端子と、チップセレクト端子であるＣＳ端子と、グラウンド端子であるＧＮＤ端子を有している。
ここで、本例では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１に対してチップセレクトにより通信相手の選択を行うことから、マイコン３０ｂはＣＳ端子として出力の端子であるＣＳｏｕｔ端子を有しており、マイコンＥ１ｂはＣＳ端子として入力の端子であるＣＳｉｎ端子を有している。
【００５０】
マイコン３０ｂのＧＮＤ端子とマイコンＥ１ｂのＧＮＤ端子とが信号線４１５により接続されている。これにより、マイコン３０ｂとマイコンＥ１ｂとで、グラウンドが同電位に保たれる。
【００５１】
マイコン３０ｂのＣＳｏｕｔ端子とマイコンＥ１ｂのＣＳｉｎ端子とが信号線４１４により接続されている。当該ＣＳｏｕｔ端子から送信されるチップセレクト信号が、信号線４１４を介して伝送され、当該ＣＳｉｎ端子によって受信される。これにより、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１へのチップセレクト信号の通信が行われる。
ここで、チップセレクト信号は、通信相手を選択する信号であり、例えば、複数のエンコーダーＥ１〜Ｅ４が存在する場合、そのうちの１個を通信相手として選択する。複数のエンコーダーＥ１〜Ｅ４のそれぞれは、自己を選択するチップセレクト信号が入力された場合に通信を行い、他の場合には通信を行わずに待機する。
本実施形態では、１個のロボット制御装置３０に対して複数のエンコーダーＥ１〜Ｅ４が接続されることから、ロボット制御装置３０のマイコン３０ｂにはエンコーダーＥ１〜Ｅ４と同じ数のＣＳｏｕｔ端子が設けられる。これらのＣＳｏｕｔ端子のそれぞれが、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４とそれぞれの信号線を介して接続される。
【００５２】
マイコン３０ｂのＳＤＯ端子とマイコンＥ１ｂのＳＤＩ端子とが信号線４１１により接続されている。当該ＳＤＯ端子から送信されるデータ信号が、信号線４１１を介して伝送され、当該ＳＤＩ端子によって受信される。これにより、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１へのデータ信号の通信が行われる。
マイコン３０ｂのＳＤＩ端子とマイコンＥ１ｂのＳＤＯ端子とが信号線４１２により接続されている。当該ＳＤＯ端子から送信されるデータ信号が、信号線４１２を介して伝送され、当該ＳＤＩ端子によって受信される。これにより、エンコーダーＥ１からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信が行われる。
【００５３】
図６の例では、エンコーダーＥ１のマイコンＥ１ｂからロボット制御装置３０のマイコン３０ｂへの通信において、および、ロボット制御装置３０のマイコン３０ｂからエンコーダーＥ１のマイコンＥ１ｂへの通信において、ＳＤＯ端子と調歩式の通信を用いることで、クロック線が無い通信が実現される。
図６の例では、マイコンＥ１ｂのＳＰＩのＳＤＯ端子が送信端子の一例であり、マイコン３０ｂのＳＰＩのＳＤＩ端子が受信端子の一例である。また、図６の例では、マイコン３０ｂのＳＰＩのＳＤＯ端子が送信端子の一例であり、マイコンＥ１ｂのＳＰＩのＳＤＩ端子が受信端子の一例である。
なお、図３に示されるＵＡＲＴ−ＳＰＩ通信の構成の方が、図６に示されるＳＰＩ−ＳＰＩ通信の構成と比べて、信号線の数を少なくすることができる。
【００５４】
＜ＳＰＩ−ＳＰＩ通信の１対多の接続＞
図７は、実施形態に係るＳＰＩ−ＳＰＩ通信の１対多の接続の構成を示す図である。
図７には、図６に示される通信が行われる場合における、全二重通信の構成の一例を示してある。
図７には、ロボット制御装置３０のマイコン３０ｂと、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂを示してある。図６に示される信号線４１１〜４１２は、それぞれごとに、４個のマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂについて共通化されている。
なお、図７の例では、ＧＮＤ端子の信号線４１５については、図示を省略してある。当該信号線４１５は、４個のマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂについて共通化されている。
【００５５】
具体的には、ロボット制御装置３０のマイコン３０ｂからエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂへのデータ信号の通信については、マイコン３０ｂと接続された共通の下り用の信号線に、それぞれのマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂが並列の位置関係で接続されている。例えば、マイコン３０ｂからすべてのマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂへブロードキャストの信号を送信することが可能である。
同様に、エンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂからロボット制御装置３０のマイコン３０ｂへのデータ信号の通信については、マイコン３０ｂと接続された共通の上り用の信号線に、それぞれのマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂが並列の位置関係で接続されている。例えば、それぞれのマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂからマイコン３０ｂへタイミングをずらして応答の信号を送信することが可能である。
【００５６】
また、ロボット制御装置３０のマイコン３０ｂからエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂへのチップセレクト信号の通信については、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂごとに異なる信号線を用いてマイコン３０ｂと接続されている。例えば、マイコン３０ｂからそれぞれのマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂへタイミングをずらしてチップセレクト信号を送信することが可能である。これにより、それぞれのマイコンＥ１ｂ〜Ｅ４ｂは、異なるタイミングで選択されて、異なるタイミングで応答の信号をマイコン３０ｂに送信する。
【００５７】
全二重通信では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４へのデータ信号の通信と、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信とを、同時に行うことが可能である。
本例では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４へのデータ信号の通信と、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信は、それぞれ、ＳＰＩのＳＤＯ端子を利用した通信である。
例えば、ロボット制御装置３０からのブロードキャストの低速通信コマンドに対して、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４が高速通信応答を返す仕組みを実現することができる。
【００５８】
＜全二重通信および半二重通信の原理＞
ここで、全二重通信および半二重通信の原理を説明しておく。
図８は、実施形態に係る全二重通信の原理を示す図である。
図８には、コンピューター６１１とコンピューター６１２とが全二重通信を行う構成例を示してある。
コンピューター６１１は、データ信号を送信する端子であるＴｘＤ端子と、データ信号を受信する端子であるＲｘＤ端子を有している。
同様に、コンピューター６１２は、データ信号を送信する端子であるＴｘＤ端子と、データ信号を受信する端子であるＲｘＤ端子を有している。
【００５９】
コンピューター６１１のＴｘＤ端子とコンピューター６１２のＲｘＤ端子とが信号線を用いて接続されている。なお、図８の例では、当該信号線を伝送するデータ信号を増幅する増幅器６３１、６３２を示してある。
同様に、コンピューター６１２のＴｘＤ端子とコンピューター６１１のＲｘＤ端子とが信号線を用いて接続されている。なお、図８の例では、当該信号線を伝送するデータ信号を増幅する増幅器６４１、６４２を示してある。
【００６０】
全二重通信の構成では、一方のコンピューター６１１から他方のコンピューター６１２にデータ信号を通信することと同時に、他方のコンピューター６１２から一方のコンピューター６１１にデータ信号を通信することが可能である。
このように、全二重通信では、片方向の通信路を２組使用することで、双方向の通信が実現される。
【００６１】
図９は、実施形態に係る半二重通信の原理を示す図である。
図９には、コンピューター７１１とコンピューター７１２とが半二重通信を行う構成例を示してある。
コンピューター７１１は、データ信号を送信する端子であるＴｘＤ端子と、データ信号を受信する端子であるＲｘＤ端子を有している。
同様に、コンピューター７１２は、データ信号を送信する端子であるＴｘＤ端子と、データ信号を受信する端子であるＲｘＤ端子を有している。
【００６２】
コンピューター７１１のＴｘＤ端子とコンピューター７１２のＲｘＤ端子とを接続する経路と、コンピューター７１２のＴｘＤ端子とコンピューター７１１のＲｘＤ端子とを接続する経路とで、一部が共通の信号線を用いて構成されている。なお、図９の例では、これらの経路を伝送するデータ信号を増幅する増幅器７３１、７３２、７４１、７４２を示してある。
【００６３】
半二重通信の構成では、一方のコンピューター７１１から他方のコンピューター７１２にデータ信号を通信するときには、他方のコンピューター７１２から一方のコンピューター７１１にデータ信号を通信することができない。同様に、他方のコンピューター７１２から一方のコンピューター７１１にデータ信号を通信するときには、一方のコンピューター７１１から他方のコンピューター７１２にデータ信号を通信することができない。
このため、半二重通信の構成では、一方のコンピューター７１１から他方のコンピューター７１２への通信と、他方のコンピューター７１２から一方のコンピューター７１１への通信とが衝突しないように、例えば、これらの通信のタイミングをずらす制御が行われる。
このように、半二重通信では、通信路を１組使用して、当該通信路を双方向に使用することで、双方向の通信が実現される。
【００６４】
＜半二重通信の構成＞
図１０は、実施形態に係る半二重通信の概略的な構成を示す図である。
図１０には、図３に示される通信が行われる場合における、半二重通信の構成の一例を示してある。
図１０には、ロボット制御装置３０のマイコン３０ｃと、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１ｃ〜Ｅ４ｃを示してある。図３に示される信号線３１１および信号線３１２は共通化されており、さらに、４個のマイコンＥ１ｃ〜Ｅ４cについて共通化されている。
なお、図１０の例では、ＧＮＤ端子の信号線３１３については、図示を省略してある。当該信号線３１３は、４個のマイコンＥ１c〜Ｅ４cについて共通化されている。
【００６５】
具体的には、ロボット制御装置３０のマイコン３０cからエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１c〜Ｅ４cへのデータ信号の通信、およびエンコーダーＥ１〜Ｅ４のマイコンＥ１c〜Ｅ４cからロボット制御装置３０のマイコン３０cへのデータ信号の通信について、マイコン３０cと接続された共通の信号線に、それぞれのマイコンＥ１c〜Ｅ４cが並列の位置関係で接続されている。
例えば、マイコン３０cからすべてのマイコンＥ１c〜Ｅ４cへブロードキャストの信号を送信することが可能である。また、例えば、それぞれのマイコンＥ１c〜Ｅ４cからマイコン３０cへタイミングをずらして応答の信号を送信することが可能である。
【００６６】
半二重通信では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４へのデータ信号の通信と、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信とを、異なるタイミングで行う。
本例では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４へのデータ信号の通信は通常のＵＡＲＴの通信であり、エンコーダーＥ１〜Ｅ４からロボット制御装置３０へのデータ信号の通信はＳＰＩのＳＤＯ端子を利用したＵＡＲＴの通信である。
例えば、ロボット制御装置３０からのブロードキャストの低速通信コマンドに対して、それぞれのエンコーダーＥ１〜Ｅ４が高速通信応答を返す仕組みを実現することができる。
【００６７】
＜タイムチャート＞
図１１は、実施形態に係る通信を表すタイムチャートを示す図である。
図１１の例では、半二重通信の場合を示してある。
図１１において、ＥＮＣ１〜ＥＮＣ４は、それぞれ、エンコーダーＥ１〜エンコーダーＥ４を表している。Ｒｅｑは応答を要求するリクエスト信号を表している。Ｃａｌは所定の演算処理を行うことを表している。Ｃａｌ＆Ｗａｉｔは所定の演算を行った後に待機処理を行うことを表している。Ａｃｋ１〜Ａｃｋ４は、それぞれ、エンコーダーＥ１〜エンコーダーＥ４からの肯定応答を表している。なお、「Ｗａｉｔ」は待機処理を行うことを表している。
【００６８】
ロボット制御装置３０は、ブロードキャストで、すべてのエンコーダーＥ１〜Ｅ４にリクエスト信号を送信する。この通信の速度は４Ｍｂｐｓである。
１番目のエンコーダーＥ１は、リクエスト信号を受信すると、所定の演算処理を行い、応答の信号をロボット制御装置３０に送信する。図１１の例では、当該応答がＡｃｋである場合を示してある。この通信の速度は１６Ｍｂｐｓである。
２番目以降のエンコーダーＥ２〜Ｅ４は、リクエスト信号を受信すると、所定の演算処理および所定の待機処理を行い、応答の信号をロボット制御装置３０に送信する。図１１の例では、当該応答がＡｃｋである場合を示してある。
【００６９】
ここで、本実施形態では、２番目以降のエンコーダーＥ２〜Ｅ４のそれぞれに、異なる待機処理の時間が設定されている。当該待機処理の時間が短い方から長い方への順は、２番目のエンコーダーＥ２、３番目のエンコーダーＥ３、４番目のエンコーダーＥ４の順となっている。
これにより、４個のエンコーダーＥ１〜Ｅ４は、共通の信号線を異なるタイミングで使用して、ロボット制御装置３０に応答の信号を送信する。
ロボット制御装置３０は、例えば、所定の時間間隔で、エンコーダーＥ１〜Ｅ４にリクエスト信号を送信する。
なお、図１１の例では、ロボット制御装置３０は、ブロードキャストで、すべてのエンコーダーＥ１〜Ｅ４にリクエスト信号を送信しているが、通信のリアルタイム性が必要ない場合や、通信が遅くても構わない場合は、ブロードキャストではなく、エンコーダーＥ１〜Ｅ４ごとに送受信してもよい。例えば、ロボット制御装置３０が、１番目のエンコーダーＥ１にリクエスト信号を送信すると、１番目のエンコーダーＥ１は、所定の演算処理を行い、応答の信号をロボット制御装置３０に送信する。次に、ロボット制御装置３０が、２番目のエンコーダーＥ２にリクエスト信号を送信すると、２番目のエンコーダーＥ２は、所定の演算処理を行い、応答の信号をロボット制御装置３０に送信する。
また、ロボット制御装置３０は、全二重通信の構成が用いられる場合、同時に送受信を行うことができ、例えば、ブロードキャストではなく、逐次、エンコーダーＥ１〜Ｅ４と送受信してもよい。例えば、ロボット制御装置３０は、１番目のエンコーダーＥ１にリクエスト信号を送信した後、１番目のエンコーダーＥ１からの応答信号を受信する前に、２番目のエンコーダーＥ２にリクエスト信号を送信する。そして、１番目のエンコーダーＥ１および２番目のエンコーダーＥ２は、それぞれ、リクエスト信号を受信した時点からそれぞれ所定の演算処理を行い、応答の信号をロボット制御装置３０にそれぞれ送信する。この場合、各エンコーダーＥ１〜Ｅ４の待機時間の偏りを無くすことができ、ロボット制御装置３０は、ブロードキャストの場合と比べてよりリアルタイムに通信できる。
【００７０】
＜分岐の構成＞
図１２は、実施形態に係る分岐の構成を示す図である。
図１２には、ロボット制御装置８１１と、監視装置８１２と、分岐ボード８１３と、４個のエンコーダー８１４−１〜８１４−４を示してある。
ここで、ロボット制御装置８１１は、ロボット制御装置３０の一例である。
また、４個のエンコーダー８１４−１〜８１４−４は、４個のエンコーダーＥ１〜Ｅ４の一例である。
監視装置８１２は、ロボット２０に関して各種の監視を行う。監視装置８１２は、例えば、安全性のために監視を行う。
分岐ボード８１３は、信号の経路を分岐する分岐部を有する基板である。
【００７１】
具体的には、ロボット制御装置８１１は、信号線を介して、分岐ボード８１３と接続されている。
同様に、監視装置８１２は、信号線を介して、分岐ボード８１３と接続されている。
また、１個のエンコーダー８１４−１が、信号線を介して、分岐ボード８１３と接続されている。そして、４個のエンコーダー８１４−１〜８１４−４は、エンコーダー８１４−１、エンコーダー８１４−２、エンコーダー８１４−３、エンコーダー８１４−４の順に、デイジーチェーン接続されている。
ここで、デイジーチェーン接続は、例えば、複数の機器を数珠繋ぎする接続である。
【００７２】
このような構成において、例えば、分岐ボード８１３によって、ロボット制御装置８１１とエンコーダー８１４−１とが接続される状態と、ロボット制御装置８１１とエンコーダー８１４−１とが接続されない状態とを切り替えることができる。また、例えば、分岐ボード８１３によって、監視装置８１２とエンコーダー８１４−１とが接続される状態と、監視装置８１２とエンコーダー８１４−１とが接続されない状態とを切り替えることができる。
【００７３】
なお、配線を分岐する構成としては、必ずしも分岐ボード８１３が用いられる構成でなくてもよく、例えば、配線自体によって分岐を行う構成が用いられてもよい。
このように、ロボット制御装置８１１と複数のエンコーダー８１４−１〜８１４−４との接続の態様は、様々な態様が用いられてもよい。
【００７４】
＜エンコーダー以外の機器の例＞
以上では、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器として、エンコーダーが用いられる場合について説明したが、当該機器はエンコーダー以外の様々な機器であってもよい。当該機器は、例えば、ロボットの周辺機器と呼ばれるものであってもよい。
【００７５】
一例として、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器として、各種のセンサーが用いられてもよい。当該センサーとしては、例えば、力センサー、光センサー、あるいは、温度センサーなどがある。また、当該センサーとしては、画像を検出する画像センサーが用いられてもよい。なお、画像センサーは、カメラと呼ばれてもよい。当該センサーとしては、例えば、ロボット２０自体に備えられるセンサーであってもよく、あるいは、ロボット２０が使用される部屋などのようにロボット２０の周辺に備えられるセンサーであってもよい。
この場合、ロボット制御装置３０のマイコンとセンサーのマイコンとが通信を行う。例えば、ロボット制御装置３０のマイコンからセンサーのマイコンにリクエスト信号を送信し、これに応じて、センサーのマイコンからロボット制御装置３０のマイコンに、当該センサーにおいて検出された情報を応答として送信する。センサーにおいて検出される情報は、例えば、検出される値であってもよい。
【００７６】
他の例として、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器として、ロボット２０において信号の入出力を行うＩ／Ｏの機器が用いられてもよい。Ｉ／Ｏの機器としては、様々なものが用いられてもよく、例えば、スイッチあるいはランプ等をオンオフする信号を出力するＩ／Ｏの機器、モーター等を動作させるための信号を出力するＩ／Ｏの機器、あるいは、このような各種の制御のための信号を入力するＩ／Ｏの機器などが用いられてもよい。
この場合、ロボット制御装置３０のマイコンとＩ／Ｏの機器のマイコンとが通信を行う。例えば、ロボット制御装置３０のマイコンからＩ／Ｏの機器のマイコンにリクエスト信号を送信し、これに応じて、Ｉ／Ｏの機器のマイコンからロボット制御装置３０のマイコンに、当該Ｉ／Ｏの機器において入力あるいは出力された情報を応答として送信する。
【００７７】
なお、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器としては、複数の同じ種類の機器であってもよく、あるいは、２種類以上の異なる種類の機器が含まれる複数の機器であってもよい。
具体例として、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器としては、複数のエンコーダーであってもよく、複数のセンサーであってもよく、あるいは、複数のＩ／Ｏの機器であってもよい。
また、具体例として、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器としては、エンコーダーとセンサーとＩ／Ｏの機器のうちの２種類の機器または３種類の機器が含まれる複数の機器であってもよい。
【００７８】
＜ロボット制御装置と機器との通信の適用＞
以上では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器への通信に、ＵＡＲＴ通信あるいはＳＰＩのＳＤＯ端子を用いた調歩式の通信を適用し、エンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器からロボット制御装置３０への通信に、ＳＰＩのＳＤＯ端子を用いた調歩式の通信を適用した場合を示したが、これらの通信の適用は逆であってもよい。
具体例として、図３あるいは図６に示されるマイコンの構成および動作が、ロボット制御装置３０のマイコンとエンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器のマイコンとで逆になった構成が用いられてもよい。
【００７９】
＜ロボット制御装置と通信する相手の機器の数＞
以上では、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器が複数である場合について説明したが、ロボット制御装置３０と通信する相手の機器は１つであってもよい。
【００８０】
＜以上の実施形態について＞
以上のように、本実施形態に係るロボット２０では、例えば、エンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器からロボット制御装置３０に、クロック同期式シリアル通信で送信する。本実施形態では、クロック同期式シリアル通信は、ＳＰＩを利用した調歩式の通信である。これにより、ＳＰＩ機能を有するマイコンを用いて、１６Ｍｂｐｓといった高速のＵＡＲＴ通信を実現することができる。ＳＰＩ機能を有するマイコンは、一般に、安価である。
【００８１】
本実施形態に係るロボット２０では、例えば、クロック同期式シリアル通信の受信側のマイコンに特別な素子あるいは特別な機能を付加しなくても、通信を実現することができる。当該マイコンには、例えば、通信速度と、データ信号のプロトコルが設定されればよい。
【００８２】
本実施形態に係るロボット２０では、例えば、配線の数を少なくすることができ、回路の素子数を減らすことが可能である。
本実施形態に係るロボット２０では、例えば、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができる。
配線の数が少ない省配線により、ロボット２０の小型化あるいは低コスト化を実現することができ、特に小型ロボットに有効である。
速い通信速度により、通信のリアルタイム性を確保することができ、例えば、リアルタイムの作業時に有用である。
本実施形態に係るロボット２０では、エンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器からロボット制御装置３０への通信量が多い場合においても、速い通信速度を確保することで、例えば、一度の送受信にかかる時間を短くすることができ、応答性を高めることができる。
【００８３】
本実施形態に係るロボット２０では、例えば、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器に、クロック線が無い通信方式で送信する。本実施形態では、クロック線が無い通信方式として、非同期式シリアル通信が用いられている。なお、クロック線が無い通信方式として、例えば、ＳＰＩを利用した調歩式の通信が用いられてもよく、あるいは、クロック埋め込み方式が用いられてもよい。
【００８４】
本実施形態に係るロボット２０では、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器に送信するデータの通信量が比較的少ない一方、エンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器からロボット制御装置３０に送信するデータの通信量が比較的多いことに合わせて、ロボット制御装置３０からエンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器への通信の速度を比較的遅くし、エンコーダーＥ１〜Ｅ４等の機器からロボット制御装置３０への通信の速度を比較的速くした。すなわち、本実施形態に係るロボット２０では、上りと下りとで通信速度に差を設けることで、全体の効率化を図った。
【００８５】
＜ロボットシステム＞
以上において、図１の例ではロボット制御装置３０が内蔵されたロボット２０について説明したが、他の構成例として、ロボットとロボット制御装置とが別体であるロボットシステムが実施されてもよい。
【００８６】
図１３は、実施形態に係るロボットシステム９０１の概略的な構成を示す図である。
ロボットシステム９０１は、ロボット９２０と、ロボット制御装置９３０と、ロボット９２０とロボット制御装置９３０とを接続する有線のケーブル９４０を備える。
図１３の例では、説明の便宜上、ロボット９２０を構成する各部に、図１に示されるのと同じ符号を付してある。
【００８７】
ロボットシステム９０１では、例えば、ロボット９２０とロボット制御装置９３０とが別体である点を除いて、図１に示されるロボット２０およびロボット制御装置３０と同様な動作を行う。
なお、ロボットシステム９０１は、例えば、ロボットにエンドエフェクターが取り付けられる場合、当該エンドエフェクターを含んでもよい。
【００８８】
＜構成例＞
一構成例として、ロボット２０では、ロボット制御装置３０を備える。そして、ロボット制御装置３０と第１機器とが、クロック同期式シリアル通信方式の送信端子を用いて信号線により接続する第１接続がされており、かつ、送信端子から調歩式の信号が送信される第１通信を行う。
したがって、ロボット２０では、ロボット制御装置３０と第１機器との通信において、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができる。
なお、図１の例では、第１機器の一例はエンコーダーＥ１〜Ｅ４である。
図３および図６の例では、クロック同期式シリアル通信方式の送信端子の一例は、ＳＰＩのＳＤＯ端子である。
図５の例では、調歩式の信号の一例は、信号波１０１１を有する信号である。
【００８９】
一構成例として、ロボット２０において、ロボット制御装置３０から第１機器への通信と、第１機器からロボット制御装置３０への通信とのうちの一方において第１接続され、かつ、第１通信を行い、他方においてクロック線が無い第２接続を行う。
したがって、ロボット２０では、ロボット制御装置３０と第１機器との通信において、さらに、配線の数を少なくすることができる。
なお、図３の例では、クロック線が無い接続の一例は、ＵＡＲＴ通信である。
【００９０】
一構成例として、ロボット２０において、第１機器からロボット制御装置３０への通信において前記第１接続され、かつ、第１通信を行い、ロボット制御装置３０から第１機器への接続において第２接続がされる。
したがって、ロボット２０では、第１機器からロボット制御装置３０への通信について速い通信速度を確保することができる。
【００９１】
一構成例として、ロボット２０において、ロボット制御装置３０と複数の第１機器とがバス配線により接続される。
したがって、ロボット２０では、ロボット制御装置３０と複数の第１機器とがバス配線により接続される場合に、ロボット制御装置３０と第１機器との通信において、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができる。
【００９２】
一構成例として、ロボット２０において、第１機器は、エンコーダーを含む。
したがって、ロボット２０では、ロボット制御装置３０とエンコーダーとの通信において、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができる。
【００９３】
一構成例として、ロボット２０において、第１機器は、センサーまたはＩ／Ｏの機器のうちの一方または両方を含む。
したがって、ロボット２０では、ロボット制御装置３０とセンサーまたはＩ／Ｏの機器との通信において、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができる。
【００９４】
一構成例として、ロボット９２０と、ロボット９２０を制御するロボット制御装置９３０と、を備えるロボットシステム９０１であって、ロボット制御装置９３０と第１機器とが、クロック同期式シリアル通信方式の送信端子を用いて信号線により接続する第１接続がされており、かつ、送信端子から調歩式の信号が送信される第１通信を行う。
したがって、ロボットシステム９０１では、ロボット制御装置９３０と第１機器との通信において、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができる。
【００９５】
一構成例として、ロボットを制御するロボット制御装置３０、８１１、９３０であって、ロボット制御装置３０、８１１、９３０と第１機器とが、クロック同期式シリアル通信方式の送信端子を用いて信号線により接続する第１接続がされており、かつ、送信端子から調歩式の信号が送信される第１通信を行う。
したがって、ロボット制御装置３０、８１１、９３０では、ロボット制御装置３０、８１１、９３０と第１機器との通信において、配線の数を少なくしつつ、速い通信速度を確保することができる。
【００９６】
なお、以上に説明したロボット制御装置３０、８１１、９３０あるいはエンコーダーＥ１〜Ｅ４、８１４−１〜８１４−４等の機器などの任意の装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、オペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００９７】
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
【００９８】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００９９】
２０、９２０…ロボット、３０、８１１、９３０…ロボット制御装置、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、Ｅ１ａ〜Ｅ４ａ、Ｅ１ｂ〜Ｅ４ｂ、Ｅ１ｃ〜Ｅ４ｃ…マイコン、１１１…入力部、１１２…出力部、１１３…通信部、１１４…記憶部、１１５…制御部、１３１…通信制御部、１３２…ロボット制御部、３１１〜３１３、４１１〜４１２、４１４〜４１５…信号線、６１１〜６１２、７１１〜７１２…コンピューター、６３１〜６３２、６４１〜６４２、７３１〜７３２、７４１〜７４２…増幅器、８１２…監視装置、８１３…分岐ボード、８１４−１〜８１４−４、Ｅ１〜Ｅ４…エンコーダー、９０１…ロボットシステム、９４０…ケーブル、１０１１…信号波、Ａ…可動部、Ａ１…第１アーム、Ａ２…第２アーム、Ｂ…基台、Ｓ…シャフト、ＡＸ１…第１回動軸、ＡＸ２…第２回動軸、ＡＸ３…第３回動軸
【図１】
2020121362.tif 000003
【図２】
2020121362.tif 000004
【図３】
2020121362.tif 000005
【図４】
2020121362.tif 000006
【図５】
2020121362.tif 000007
【図６】
2020121362.tif 000008
【図７】
2020121362.tif 000009
【図８】
2020121362.tif 000010
【図９】
2020121362.tif 000011
【図１０】
2020121362.tif 000012
【図１１】
2020121362.tif 000013
【図１２】
2020121362.tif 000014
【図１３】
2020121362.tif 000015