(57)【要約】【課題】ロボット装置の関節などに配置されるロータリーエンコーダから位置検出の障害となる塵埃を適切に除去、補集できるようにする。【解決手段】ロータリーエンコーダは、回転軸に固定され回転軸とともに回転する光学パターンを備えたスケール２３４を有する。スケール２３４の光学パターンは回転検出センサ２５４により検出される。スケール２３４（回転光学面）および回転検出センサ２５４は密閉空間４１を有する容器に収容し、この容器は閉成可能な開口部４４を備える。開口部４４に対しては、例えば送風、吸引などのためのノズルやダクトのような塵埃の捕集手段を配置することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定され、前記回転軸とともに回転する、光学パターンを備えた回転光学面と、
前記光学パターンを検出する光学センサと、
前記回転光学面および前記光学センサを密閉空間に収容する容器と、
前記容器に設けられた閉成可能な開口部と、
前記開口部に臨んで配置された塵埃の捕集部材と、を備えたロータリーエンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータリーエンコーダにおいて、前記容器の前記密閉空間が前記回転光学面の外径形状に沿った円筒状または円環状の形状を有するロータリーエンコーダ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロータリーエンコーダにおいて、前記開口部が前記光学センサと前記回転軸を基準として同位相の回転位置に設けられたロータリーエンコーダ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のロータリーエンコーダにおいて、前記開口部が、前記回転光学面と、前記光学センサとの間の前記容器の側面に設けられたロータリーエンコーダ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のロータリーエンコーダをリンクと連結する関節部に備え、前記ロータリーエンコーダによって前記関節部の前記回転軸の回転位置を検出するロボット装置において、
前記光学センサの検出信号に基づき検出した前記関節の回転位置の誤り検出を介して、前記回転光学面に付着した塵埃の回転位置を特定する塵埃位置検出手段と、
前記塵埃位置検出手段が特定した前記回転光学面に付着した塵埃の回転位置に基づき、塵埃の位置が前記開口部に臨むよう前記関節部を駆動する制御装置と、を備えたロボット装置。
【請求項６】
請求項５に記載のロボット装置において、前記ロータリーエンコーダの前記開口部に前記容器の内部の圧力を制御する圧力配管が接続され、前記圧力配管を介して前記圧力を制御し、前記開口部を介して塵埃を捕集するロボット装置。
【請求項７】
請求項６に記載のロボット装置において、圧縮気体により駆動されるエンドエフェクタを備え、前記圧力配管が前記エンドエフェクタを圧縮気体により駆動用の配管から分岐しているロボット装置。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか１項に記載のロータリーエンコーダをリンクと連結する関節部に備え、前記ロータリーエンコーダによって前記関節部の回転軸の回転位置を検出するロボット装置の制御方法において、
制御装置が、前記光学センサの検出信号に基づき検出した関節の回転位置の誤り検出を介して、前記回転光学面に付着した塵埃の回転位置を特定する塵埃位置検出工程と、
前記制御装置が、前記塵埃位置検出工程で特定した前記回転光学面に付着した塵埃の回転位置に基づき、前記塵埃の位置が前記開口部に臨むよう前記関節部を駆動する関節駆動工程と、
前記開口部を介して前記塵埃を捕集する塵埃捕集工程と、を含むロボット装置の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の塵埃位置検出工程と、関節駆動工程と、をコンピュータに実行させる制御プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
請求項５から７のいずれか１項に記載のロボット装置を用いて、物品を製造する物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータリーエンコーダ、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、制御プログラム、記録媒体および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアームのリンクを連結する関節部には、出力側の回転位置を高精度に検出するためのロータリーエンコーダを備えたものが知られている。このようなロータリーエンコーダの回転光学面や、回転検出センサとしての光学センサに塵埃が付着すると、回転位置の検出精度が低下したり、回転位置の検出が出来なくなったりする。
【０００３】
この点に鑑み、エンコーダの取付部を密閉空間として外部からの塵埃の侵入を防止する構造および、付着した塵埃を送風手段によって光学面から移動させる構成が提案されている（例えば下記の特許文献１）。また、エンコーダの回転位置検出の障害となる塵埃の付着を想定し、送風手段を設け、塵埃を移動させる手段も提案されている（例えば下記の特許文献２）。さらに、シリコンウエハなどの取り扱いにおいては、障害となる塵埃を送風によって移動させた後、この塵埃が再付着し再度障害となる事を防止するような構成が提案されている（例えば下記の特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５０５号公報
【特許文献２】特開平１１−３４４３６１号公報
【特許文献３】特開２００１−７９５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エンコーダを特許文献１に記載されるような密閉空間の内部に配置したとしても、例えば組立時にその密閉空間内に意図せず塵埃が侵入したり、組立時の部品間嵌合時に発生する摩耗粉等が発生したりする場合がある。特に、組立時に進入したような塵埃は組立後のチェック等では検出できない場合がある。ロボットアームを動作させた時に密閉空間に存在する塵埃が移動し、エンコーダの回転光学面または回転検出センサに付着し、出力軸エンコーダによる回転位置検出の障害となることがある。
【０００６】
一般に、光学式のエンコーダは回転検出センサとしての光学センサに対し、回転軸と、回転軸と同軸に取付けられた保持部材と、保持部材に取付けられ回転検出用パターンが設けられた回転光学面が相対回転する構成を有する。そのため、固定部に対して回転軸が回転するためのベアリング等の摺動部品や、密閉空間を構成する回転部材と固定部材間に配置されたシール部品等から、塵埃が発生する可能性がある。この場合も付着した塵埃は検出性能に影響するため、除去する必要が生じる。
【０００７】
また、特許文献２などに記載されるように、エンコーダの内部に付着した塵埃を送風手段によって光学面から移動させる方法が提案されている。しかし、移動させた塵埃を回収または外部へ排出しないと、ロボットアームを再度、動作させた時に、移動させた塵埃が前記エンコーダの回転光学面または回転検出センサに再付着し、再度エンコーダの回転位置検出の障害となる可能性がある。
【０００８】
さらに、特許文献３に示されるような構成では、流体の吹き出しノズルにより送風して障害となる塵埃を移動させ、かつ吸気ノズルで吸気した後、塵埃を捕集するフィルターを備え、塵埃の再付着を防止するようになっている。ところが、このような構成では、塵埃を捕集するための機構が複雑になりがちで、また、送風ないし吸気部と塵埃の付着した部位の相対位置関係を調節しないと充分塵埃を除去できない可能性がある。
【０００９】
さらに、特許文献２、３に記載の方法では、塵埃を移動もしくは捕集する際に、該ロボットアーム近傍に送風手段を配置する必要がある。しかしながら、生産ラインなどに搭載された該ロボットアームの周辺には、生産に必要な機器があり、送風手段を近傍に配置するのは困難である場合がある。送風手段を配置するためには、周辺機器を一度取り除くもしくは該ロボットアームを生産ラインからメンテスペースに移動する必要があり、物品を製造する生産ラインを長時間停止させなければならない、という問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、ロボット装置の関節などに配置されるロータリーエンコーダから位置検出の障害となる塵埃を適切に除去、捕集できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明においては、回転軸に固定され、前記回転軸とともに回転する、光学パターンを備えた回転光学面と、前記光学パターンを検出する光学センサと、前記回転光学面および前記光学センサを密閉空間に収容する容器と、前記容器に設けられた閉成可能な開口部と、前記開口部に臨んで配置された塵埃の捕集部材と、を備えた構成を採用した。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、ロボット装置の関節などに配置されるロータリーエンコーダから位置検出の障害となる塵埃を適切に除去、捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るロボット装置の全体構成を示した斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダの要部の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダ、特にそのスケールおよびセンサ基板の部位を示すもので、（ａ）はロータリーエンコーダの斜視図、（ｂ）はロータリーエンコーダの分解斜視図、（ｃ）はロータリーエンコーダの側面図である。
【図４】同ロータリーエンコーダの全体構成を示した断面図である。
【図５】同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した断面図である。
【図６】同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した断面図である。
【図７】同ロータリーエンコーダと、その開口部を閉成する栓部材の構成を示した断面図である。
【図８】同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した断面図である。
【図９】同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した断面図である。
【図１０】同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した断面図である。
【図１１】（ａ）は同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した断面図、（ｂ）は同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した横断面図である。
【図１２】同ロータリーエンコーダの要部の構成を示した断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は同ロータリーエンコーダにおける塵埃付着位置検出の手法を示した線図である。
【図１４】本発明に係る塵埃除去の制御手順を示したフローチャート図である。
【図１５】圧縮空気により駆動されるエンドエフェクタを装着したロボット装置の構成を示した斜視図である。
【図１６】本発明に係る塵埃除去制御を実行する制御系の一例として図１のロボット制御装置の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す構成はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００１５】
（ロボット装置の概略構成）
まず、例えば後述の各実施例の構成を適用可能なロボット装置、特に、関節部に出力軸エンコーダを備えたロボット装置の概略構成について説明する。本実施形態におけるロボット装置の概略構成について説明する。図１は、ロボット装置の概略構成を示しており、同図において、ロボット装置１００は、多関節ロボットとして構成されたロボットアーム２００と、ロボットアーム２００を制御するロボット制御装置３００と、ティーチングペンダント４００を備えている。ティーチングペンダント４００は、ロボット制御装置３００に複数のロボット装置の姿勢データを送信する教示装置であり、主にロボット装置１００の設置現場において、操作者がロボットアーム２００の動作を指定するのに用いられる。ロボット制御装置３００の構成例（図１６）については、後述する。
【００１６】
ロボットアーム２００は、６軸多関節で構成されている。ロボットアーム２００は、各関節Ｊ１〜Ｊ６を各関節軸Ａ１〜Ａ６周りにそれぞれ回転駆動する複数（６つ）の回転機構２０１〜２０６を有している。なお、以下では、関節Ｊｎに言及するのに「Ｊｎ軸」との表記を用いることがある。また、以下では、括弧つきのアルファベットのサフィックスを有する参照符号の部材を総称する場合、同サフィックスのない参照符号を用いることがある。
【００１７】
回転機構２０１〜２０６は、各関節Ｊ１〜Ｊ６が各々連結する第１および第２のアーム構造部（いわゆるリンク）を相対回転させる。回転機構２０１〜２０６は駆動源２１１〜２１６および第１のアーム構造部に対して第２の構造部の相対回転位置を検出するロータリーエンコーダ２２１〜２２６を含む。なお、本実施形態では、全ての関節軸にロータリーエンコーダ２２１〜２２６が含まれた構成例を示すが、一部の軸だけに含まれる構成でも本発明は実施できる。また、図１の構成では、駆動系において駆動源とロータリーエンコーダが隣接した配置を用いているが、駆動源とロータリーエンコーダの駆動系における位置関係は任意である。
【００１８】
ロボット制御装置３００が各関節Ｊ１〜Ｊ６の回転角度をそれぞれ制御することにより、ロボットアーム２００は、可動範囲の中であれば任意の３次元位置で任意の３方向の姿勢に手先（ロボットアーム２００の先端）を向けることができる。なお、以下では、必要に応じて、各関節の第２のアーム構造部Ｌ１〜Ｌ６に言及するのに、Ｌ１〜Ｌ６の参照符号のみを用いる場合がある。以下、ロボット装置１００の種々の構成に係るいくつかの実施例につき説明する。
【００１９】
（実施例１）
本実施例では、図１、図２、図３および図４を参照して、ロボット装置１００と、その各関節の回転機構に係る構成につき説明する。ここでは、一例として図１のＪ５軸の回転機構２０５に備えたロータリーエンコーダ２２５の概略構成について図２〜図４を用いて説明する。図２〜図４は、本実施例におけるＪ５軸のロータリーエンコーダ２２５の構成を示している。他のＪ１軸〜Ｊ４軸、Ｊ６軸における回転機構２０１〜２０４、２０６においても同様の構成を実施することができるのはいうまでもない。
【００２０】
図２〜図４に示すように、ロータリーエンコーダ２２５では、回転検出用パターン（回転光学面２８４）を備えた環状のスケール２３４、および回転検出センサ２５４（ａ）、２５４（ｂ）がＬ４側フレーム４０とＬ５側フレーム５０に夫々固定されている。光学式エンコーダの場合は、回転検出センサ２５４は光学センサ、回転光学面２８４の回転検出用パターンは光学センサで検出可能な透過光ないし反射光のパターンを形成する光学パターンによって構成する。回転検出センサ２５４（ａ）、２５４（ｂ）は、２枚のセンサ基板２４４（ａ）、２４４（ｂ）上に装着されている。
【００２１】
スケール２３４はこれらのセンサ基板２４４に対し相対回転し、スケール２３４に備えた回転光学面２８４の回転検出用パターンを回転検出センサ２５４が読み取る。これにより、スケール２３４の回転角度を検出し、これにより関節の回転位置を検出することができる。なお、本実施例では、ロータリーエンコーダにセンサ基板２４４を２枚配置した例を示したが、ロータリーエンコーダの内部構成は任意であって、回転検出センサ２５４もセンサ基板２４４に対し１個に限定されるものではない。
【００２２】
図２〜図４に示すように、Ｊ５軸は前述の第１のアーム構造と第２のアーム構造に夫々相当するＬ４側フレーム４０とＬ５側フレーム５０によって構成され、回転機構２０５によって相対回転する。ロータリーエンコーダ２２５を構成するセンサ基板２４４（ａ）、（ｂ）は基板ベース２７４に固定され、さらにＬ４フレームを構成するＬ４側フレーム４０に保持固定されている。Ｊ５軸の回転基準となるベアリング２８５の外径側にＬ４フレームを構成するＬ４側フレーム４０が、ベアリング２８５の内径側にＬ５側フレーム５０が夫々固定され、Ｌ４側フレーム４０とＬ５側フレーム５０が相対回転する。
【００２３】
ロータリーエンコーダ２２５を構成するスケール２３４は、ハブ２６５（図８）に保持されており、さらにハブ２６５はＬ５側フレーム５０に保持固定されている。センサ基板２４４（ａ）、２４４（ｂ）が基板ベース２７４を介してＬ４側フレーム４０に、スケール２３５がハブ２６５を介してＬ５側フレーム５０に、それぞれ固定されている。このため、Ｌ４側フレーム４０とＬ５側フレーム５０が相対回転すると、その回転角度がロータリーエンコーダ２２５によって測定される。
【００２４】
本実施例においては、図５に示すように、Ｌ４側フレーム４０に凹形状の取付部４１を設け、ロータリーエンコーダ２２５を取付部４１の内部に設置している。Ｌ４側フレーム４０はＬ５側フレーム５０とベアリング２８５（図４）を介して結合され、結合後は図６に示すように、ほぼ一体の形状となる。なお、本実施例ではベアリング２８５として例えば深溝玉軸受の構成を図示しているが、ベアリング２８５の形式は任意であり他の形式のものを用いてもよい。
【００２５】
ベアリング２８５によってＬ４側フレーム４０とＬ５側フレーム５０は相対回転するが、この回転摺動部における粉塵等の通過はベアリング２８５によって防止される。なお、粉塵等の通過防止としては、ベアリング２８５にシールド形やシール形を使用すると良い。また、防塵性を高めるために、ベアリングとフレームの勘合部にＯリング等のシール部材を用いることによりロータリーエンコーダの防塵性を高めることができる。
【００２６】
図７に示すように、図６に示すＬ４側フレーム４０とＬ５側フレーム５０の結合後、Ｌ４側フレーム４０を、蓋４２とシール４３、開口部４４を栓部材４８で閉成する。これにより、Ｌ４側フレーム４０内部の取付部４１がロータリーエンコーダ２２５を収納可能な密閉空間を備えた容器となる。このため、以下では取付部４１が画成する密閉空間も参照符号「４１」によっても参照する。
【００２７】
栓部材４８を用いる運用では、例えばロボットアーム２００により物品を製造する通常の工程動作においては栓部材４８により開口部４４を閉成、密閉空間４１を画成することができる。これにより、例えば外部からロータリーエンコーダ２２５に塵埃が進入するのを阻止できる。そして、後述のように塵埃の有無（ないしその位置）が検出された場合の除去作業において、必要に応じて栓部材４８を取り外して開口部４４に送風ないし吸引用のノズルのような圧力配管を装着することができる。この圧力配管によって、密閉空間４１を画成する容器の内部の圧力を制御することができる。栓部材４８で開口部４４を閉成可能にする構成としては、栓部材４８を例えばシリコンゴムやコルクなどの弾性材から構成する構成が考えられる。また、栓部材４８と開口部４４の間に雌雄の嵌合溝などを設けたり、あるいは両者の間を螺合結合とし、Ｏリングなどを介在させる構成を用いてもよい。
【００２８】
なお、ロータリーエンコーダ２２５の回転光学面および光学センサを収容する密閉空間４１を画成する容器を構成する機械的な構成は任意である。例えば、Ｌ４側フレーム４０、Ｌ５側フレーム５０と同様に密閉空間を形成できるのであれば、回転光学面および光学センサを収容する容器を構成するのに、任意の部材を用いて構わない。
【００２９】
さらに、本実施例では取付部４１の側壁に２箇所の開口部４４（ａ）、４４（ｂ）を設けるとともに、ロータリーエンコーダ２２５の容器を構成する蓋４２の密閉空間４１の面およびＬ４側フレーム４０の円筒面上に、粘着性を持った捕集部材４５を装着する。なお、捕集部材４５は、例えば粘着性を有する例えば粘着シート材の貼付や粘着剤等の塗布による構造である。
【００３０】
このような構造において、図８に示すように開口部４４に送風（または吸気）のためのノズル１０１のような圧力配管を接続し、または、図９に示すようにノズル１０１と吸気ノズル１０２を接続して、密閉空間４１内に気流ｗを発生させることができる。
【００３１】
ロータリーエンコーダ２２５のスケール２３４の回転光学面２８４、または回転検出センサ２５４に塵埃が付着すると、ロータリーエンコーダの精度低下、回転位置の検出不能等が発生する。そのような場合は、送風用のノズル１０１と吸気ノズル１０２により密閉空間４１の内部に気流ｗを発生させ、気流ｗにより、付着した塵埃を移動させることができる。さらに、塵埃の捕集部材４５を配置しているため、塵埃が付着した場所から気流ｗによって移動した塵埃は捕集部材４５に付着させることができ、スケール２３５の回転光学面２８４または回転検出センサ２５４への再付着を抑制させる事が可能となる。密閉空間内に捕集部材４５を配置したので、ノズル１０１、吸気ノズル１０２は、送風または吸気のみを行うだけの簡易な構造で良い。
【００３２】
開口部は少なくとも一箇所設置すれば、送風（または吸気またはその両方）のためのダクト（ノズル）を挿入できる。また、図８、図９に示すように複数箇所設け、例えば図８のように、開口部４４（ａ）に送風ノズルを接続し、開口部４４（ｂ）を大気に連通、開放状態としておく構成を用いてもよい。密閉空間４１内に発生させた気流ｗは４４（ｂ）から外部へ排出されるので、移動させた塵埃が捕集部材４５に付着しなかった場合でも、外部に排出できる可能性が高く、塵埃の再付着の可能性は低い。
【００３３】
また、図９に示すように、開口部４４（ｂ）に吸気ノズル１０２を接続すれば、密閉空間４１に流れる気流を全体で均一にする効果が高まり、塵埃の再付着の可能性をさらに低下させる事が可能である。
【００３４】
さらに、図１０に示すように捕集部材４５（ａ〜ｄ）を取付部４１の側壁部や、スケールを保持しているハブ２６５の周囲などに複数箇所、増設することにより塵埃の再付着の可能性をさらに低下させる事ができる。
【００３５】
図１０は、密閉空間４１をロータリーエンコーダ２２５を構成するスケール２３４の外径形状に沿った、ほぼ円筒状、あるいは円環状の空間とした構成を示している。このような構成によれば、密閉空間内部に送風ノズル等で発生させた気流がロータリーエンコーダを構成するスケールに沿って気流が流れるため、スケールに付着した塵埃除去の効果を高める事ができる。なお、開口部４４は、ノズルなどを接続する必要がなければ、栓部材４８（図７：封止部材）により封止でき、通常の使用時に塵埃等が侵入する事は無い。
【００３６】
（実施例２）
以下、図１１（ａ）、（ｂ）を用いて、実施例２におけるＪ５軸の回転機構２０５について説明する。以下では、Ｊ５軸を例に説明するが、他の関節軸における回転機構２０１〜２０４、２０６においても同様の構成を実施できる。
【００３７】
本実施例では、Ｊ５軸、回転機構２０５の構成は、前述の実施例１で説明した構成と同等である。さらに、本実施例では、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、密閉空間４１に設置した開口部４４をＬ４側フレーム４０に設けている。このＬ４側フレーム４０は、ロータリーエンコーダ２２５を構成する回転検出センサ２５４を搭載したセンサ基板２４４を保持固定する側の部材である。さらに、図１１（ｂ）に示すように、開口部４４（ａ）、（ｂ）は、回転検出センサ２５４（ａ）、（ｂ）に対し各々、ロータリーエンコーダ２２５の回転軸を基準として、反時計廻り、時計廻りのどちら廻りにもほぼ同位相の位置に設けている。
【００３８】
回転検出センサ上に塵埃が付着した場合、ロータリーエンコーダ２２５が精度低下、読取不能となる可能性がある。しかしながら、本実施例によれば、開口部４４をロータリーエンコーダを構成する回転検出センサを保持固定する側の部品に設けている。このため、ロボットアーム２００の関節部の入力側と出力側の相対角度がどの方向であっても、開口部４４から回転検出センサ２５４の距離は一定となる。また、開口部４４を回転検出センサ２５４と回転軸を基準として略同位相の位置に設けたので、回転検出センサ２５４は開口部４４から常に近接することになる。そして、回転検出センサ２５４と開口部４４が近接した配置であれば、回転検出センサ２５４に付着した塵埃の除去が容易になり、塵埃の移動に必要な風量を小さくすることができる。また、塵埃が気流の風圧により破砕され、気流による回転検出センサ２５４上へ張り付いて移動できなくなる、といった可能性を低下させることができる。
【００３９】
（実施例３）
以下、図１２を用いて、実施例３におけるＪ５軸の回転機構２０５について説明する。以下、Ｊ５軸について説明するが、他の軸における回転機構２０１〜２０４、２０６においても実施例１、２と同様に同じ構成を設けることができる。
【００４０】
本実施例３では、図１２に示すように、密閉空間４１に連通してＬ４側フレーム４０の側面に配置する開口部４４は、ロータリーエンコーダ２２５の回転方向に関して、スケールを構成する回転光学面２８４と、回転検出センサ２５４との間の高さの位置にある。このような構成によれば、上記の実施例２の効果に加え、塵埃除去のために発生させた気流ｗが回転光学面２８４と回転検出センサ２５４の間隙に流れ、回転光学面２８４もしくは回転検出センサ２５４に付着した塵埃の気流による移動がさらに容易となる。従って、本実施例によれば塵埃の移動に必要な風量を小さくすることができる。また、塵埃が気流の風圧により破砕され、気流によって移動できないような状態でセンサ上または回転光学面上へ付着する可能性を低下できる。
【００４１】
（塵埃付着位置検出手法）
特にロータリーエンコーダをアブソリュートエンコーダ構成とすることにより、図１３に示すように容易に塵埃が付着している位置を検出することができる。例えば、スケール２３４に設けたアブソリュート情報を取得するスケールピッチ検出（１２８、５１２μｍ）とは別の検出分解能（たとえば２５６μｍ）を実現する位置に別途回転検出センサを設定し、その分解能でエンコーダの信号振幅を確認する。ここで、図１３（ａ）は１２８μｍスケールピッチの２相の検出信号Ｓ１（Ａ）、Ｓ１（Ｂ）、図１３（ｃ）は５１２μｍスケールピッチの２相の検出信号Ｓ３（Ａ）、Ｓ３（Ｂ）を示している。また、図１３（ｂ）は塵埃検出用の２５６μｍスケールピッチの２相の検出信号Ｓ２（Ａ）、Ｓ２（Ｂ）を示している。
【００４２】
関節が駆動されるとアブソリュート情報を取得する１２８μｍおよび５１２μｍスケールピッチの検出信号は図１３（ａ）、図１３（ｃ）に示すように駆動量に合わせ振動する。一方、回転検出に使用していない塵埃検出用の２５６μｍスケールピッチの信号振幅は、図１３（ｂ）の左右に示すようにゼロ（微小振幅）のままとなる。
【００４３】
しかしながら、スケール２３４に塵埃が付着すると、その付着位置において、回転検出に使用していない塵埃検出用スケールピッチ（２５６μｍ）の信号振幅が図１３（ｂ）の中央部に示すように異常に大きくなる。この回転位置は、１２８μｍおよび５１２μｍスケールピッチの検出信号を用いた回転位置検出を行うことにより特定できる。このようにして、スケール２３４上の塵埃が付着した位置を検出することができる。
【００４４】
（実施例４）
以下、ロボット装置１００のロボットアーム２００に搭載された実施例１のロータリーエンコーダ２２５の塵埃除去制御の一例について説明する。図１４は生産ラインに搭載されたロボットアーム２００が工程動作中に塵埃を除去できるよう構成した制御手順を示している。まず、図１６を参照して、この塵埃除去制御を実行する制御系の一例としてロボット制御装置３００の構成例につき説明する。
【００４５】
図１６は、本発明の塵埃除去モード（図１４）の制御を行う制御系、例えば図１のロボット制御装置３００の具体的な構成の一例を示している。図１６の制御系は、主制御手段としてのＣＰＵ１６０１、記憶装置としてのＲＯＭ１６０２、およびＲＡＭ１６０３を備えたＰＣハードウェアなどによって構成することができる。ＲＯＭ１６０２には、後述する製造手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムや定数情報などを格納しておくことができる。また、ＲＡＭ１６０３は、その制御手順を実行する時にＣＰＵ１６０１のワークエリアなどとして使用される。また、図１６の制御系には、外部記憶装置１６０６が接続されている。外部記憶装置１６０６は、本発明の実施には必ずしも必要ではないが、ＨＤＤやＳＳＤ、ネットワークマウントされた他のシステムの外部記憶装置などから構成することができる。
【００４６】
本実施例の塵埃除去制御（塵埃除去モード：図１４）を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムは、上記の外部記憶装置１６０６や、ＲＯＭ１６０２の（例えばＥＥＰＲＯＭ領域）のような記憶部に格納しておくことができる。その場合、本実施形態の制御手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムは、ネットワークインターフェース１６０７を介して、上記の各記憶部に供給し、また新しい（別の）プログラムに更新することができる。あるいは、後述の制御手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムは、各種の磁気ディスクや光ディスク、フラッシュメモリなどの記憶手段と、そのためのドライブ装置を経由して、上記の各記憶部に供給し、またその内容を更新することができる。本実施形態の制御手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムを格納した状態における各種の記憶手段、記憶部、ないし記憶デバイスは、本発明の制御手順を格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成することになる。
【００４７】
ネットワークインターフェース１６０７は、例えばＩＥＥＥ  ８０２．３のような有線通信、ＩＥＥＥ  ８０２．１１、８０２．１５のような無線通信による通信規格を用いて構成することができる。ＣＰＵ１６０１は、ネットワークインターフェース１６０７を介して、他の装置１１０４と制御信号やデータを交換することができる。装置１１０４は、例えば、物品の製造に係るＰＬＣのような統轄制御装置や、管理サーバなどに相当し、ロボット装置１００、ないしロボット装置１００が配置された生産ラインに係る制御やロギングを行う。また、図１６の制御装置は、ＵＩ装置（ユーザーインターフェース装置）操作部および表示装置などから構成された、上述のティーチングペンダント４００と接続されている。
【００４８】
インターフェース１６０５には、ロボットアーム２００の各関節を駆動するモータドライバ回路が接続される他、上記のロータリーエンコーダ２２１〜２２６の検出回路が接続される。ＣＰＵ１６０１は、インターフェース１６０５を介して入力したロータリーエンコーダ２２１〜２２６の回転位置検出信号に基づき、ロボットアーム２００の各関節Ｊ１〜Ｊ６の回転位置を制御することにより、ロボットアーム２００を制御する。ロボットアーム２００が、工業製品やその部品などの物品を製造する生産ラインに配置される場合、ＣＰＵ１６０１は上記の関節制御を介して、ロボットアーム２００を製造工程に必要な位置、姿勢に制御することができる。
【００４９】
図１４の制御手順において、ロボットアーム２００は工業製品やその部品などの物品を製造する生産ラインに配置され、ある工程動作を続けているものとする（ステップＳ１０）。この際、ロボットアーム２００はアーム近傍に配置された周辺機器に干渉しないように制御される。このロボットアーム２００の工程動作中（Ｓ１０）に伴ない、例えば実施例３の図１３で説明した手法によって塵埃の有無を判定する（Ｓ１１）。即ち、アブソリュート情報を取得するスケールピッチ検出信号とは別の検出分解能の検出信号より、常に、もしくは定期的（間欠的）に塵埃の有無を判定する。この塵埃判定（Ｓ１１）がＯＫ（塵埃無し）の場合は、ステップＳ１０に戻り、工程動作を続行する。一方、ロボットアーム２００の関節Ｊ１〜Ｊ６のロータリーエンコーダ２２１〜２２６において、塵埃がスケール２３４に付着すると、塵埃判定（Ｓ１１）がＮＧとなり、塵埃除去モードに移行する（Ｓ１１−＞Ｓ２１）。この場合検出される塵埃には、外部からロータリーエンコーダ２２１〜２２６に意図せず侵入した塵埃や、組立時の部品間嵌合時に発生した摩耗粉などの塵埃が含まれる。
【００５０】
この塵埃除去モードでは、例えば図１３で説明した塵埃付着位置検出手法によって、塵埃位置を特定する（図１４ステップＳ２１：塵埃位置検出工程ないし塵埃位置検出手段）。その後、再度、工程動作を実施し（Ｓ２２）、塵埃位置を当該の関節を駆動して開口部４４近傍に移動させ、移動後停止する（Ｓ２３：関節駆動工程）。この例では、塵埃付着位置への移動（Ｓ２３）は工程動作を実行中に行えるため、例えばロボットアーム２００の近傍に配置された周辺機器に干渉するような障害が発生する問題がない。
【００５１】
この状態では、塵埃位置が開口部４４近傍に移動しているため、停止させたロボットアーム２００の姿勢で、上述の実施例２ないし実施例３の手法により塵埃を除去ないし捕集、排出する（Ｓ２４：塵埃捕集工程）。この塵埃除去作業は、作業者が吸引ないし送風ノズルを操作して手動で行うか、あるいは吸引ないし送風ノズルが常時装着してある場合には手動作業を介することなく、リモートないし自動制御によって行うことができる。
【００５２】
続いて、後続の工程動作（Ｓ２５）を行ってその過程で塵埃判定（Ｓ２６）を行い、塵埃判定がＯＫの場合は塵埃除去モードを終了して通常の工程動作（例えばＳ１０）に戻る。一方、塵埃判定がＮＧの場合は上記の塵埃付着位置検出（Ｓ２１）に復帰して、ステップＳ２６で塵埃判定がＯＫになるまで上記の塵埃除去モードの動作を繰り返す。
【００５３】
以上のようにして、ロボットアーム２００を生産ラインから移設したり降ろしたり、また、ロボットアーム２００の近傍の周辺機器を移動したりせずに、ロボットアーム２００の関節に配設したロータリーエンコーダの塵埃除去作業を行える。また、上記制御によれば、塵埃の付着位置が自動的に、塵埃除去のためのロータリーエンコーダの開口部近傍に移動するため、塵埃除去作業がより簡易化され、通常工程動作までの復帰時間を著しく短縮することができる。
【００５４】
（実施例５）
本実施例３では、図１５を参照して、塵埃除去に、エンドエフェクタを駆動する圧縮気体（圧縮空気ないし他の圧縮ガス）を利用する構成を示す。図１５に示したロボットアーム２００は圧縮空気によって駆動されるエンドエフェクタ７０がロボット装置先端部に装着されている。エンドエフェクタ７０には、圧縮空気を送気する駆動用の配管として圧力配管８０が接続されている。圧力配管８０はこの例ではアームの外側に這わせて配置しているが、アームの内部を通るよう配管されていても構わない。
【００５５】
この圧力配管８０を分岐させ、前述のロータリーエンコーダの密閉空間４１に設けた開口部４４に接続すれば、密閉空間５１の内部への送風に用いることができる。圧力配管８０の分岐管（詳細不図示）の開口部４４への接続は、例えば塵埃除去時のみ開放させるバルブなどを設けておけば常時接続とすることができる。また圧力配管８０の分岐管（詳細不図示）の開口部４４への接続は、塵埃除去の作業時に作業者が手動操作によって行ってもよい。
【００５６】
本実施例によれば、ロータリーエンコーダの塵埃除去のための開口部に接続する送風ノズル、吸気ノズルなどを別途用意、接続する必要がなく、ロータリーエンコーダの塵埃除去作業を著しく簡易化することができる。また、圧力配管８０の分岐管（詳細不図示）の開口部４４への接続を常時接続とする場合には、例えばリモート作業によって、あるいは自動制御によって、エンコーダの塵埃除去を行うことができる。その場合、圧力配管８０の分岐、接続操作などのために作業者がロボットアーム２００に近づく必要がない。
【００５７】
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１００…ロボット装置、Ｊ１〜Ｊ６…関節（部）、２２１〜２２６…ロータリーエンコーダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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