(57)【要約】【課題】共通信号線を介して接続される複数のサーボモータの初期設定を効率的に実施する。【解決手段】共通のシリアル信号線22に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する、複数のサーボモータ231〜23nと、コントローラ21とを備え、コントローラ21は、識別情報をメモリに記憶させるコマンドを信号線22に発信し、複数のサーボモータ231〜23nは、コントローラ21がコマンドを信号線に発信している状態において回転操作された場合に、ＩＤ情報をメモリに記憶させる。【選択図】      図１
2019110727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の信号線に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する複数のサーボモータと、コントローラと、を備え、
上記コントローラは、識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信し、
上記複数のサーボモータは、上記コントローラが上記コマンドを上記信号線に発信している状態において回転操作された場合に、識別情報を上記メモリに記憶させる、
モータ制御装置。
【請求項２】
上記コントローラは、上記サーボモータに記憶させた識別情報と、上記複数のサーボモータを配設した制御対象での部位に対応する対応情報と、を関連付けて管理する、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
上記コントローラは、上記対応情報に基づいて、動作させるサーボモータを示す識別情報と制御量とを含む信号を上記信号線を介して上記複数のサーボモータに発信する、請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
上記複数のサーボモータはそれぞれ、上記コントローラから発信された信号中の識別情報を上記メモリに記憶した識別情報と比較し、比較結果が一致する際に識別信号と共に受信した制御量に基づいて回転する、請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
上記コントローラは、上記対応情報に基づいて、動作させるサーボモータを示す識別情報と制御量とを含む信号をパケットデータ化し、上記複数のサーボモータに発信する、請求項３または４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
上記制御対象での部位を示す情報を表示する表示部をさらに備え、
上記コントローラは、上記表示部において部位を示す情報を表示した状態で、識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信する、請求項２乃至５いずれか記載のモータ制御装置。
【請求項７】
上記制御対象は、上記複数のサーボモータをそれぞれ関節部に配設したロボットであり、
上記コントローラは、上記ロボットの動作制御内容に基づいて、動作させるサーボモータを示す識別情報と制御量とを含む信号を上記信号線を介して上記複数のサーボモータに発信する、
請求項３乃至６いずれか記載のモータ制御装置。
【請求項８】
共通の信号線に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する複数のサーボモータと、コントローラと、を備える装置でのモータ制御方法であって、
上記コントローラは、識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信し、
上記複数のサーボモータは、上記コントローラが上記コマンドを上記信号線に発信している状態において回転操作された場合に、識別情報を上記メモリに記憶させる、
モータ制御方法。
【請求項９】
共通の信号線に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する複数のサーボモータを備える装置が内蔵したコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、
識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信させ、
上記コマンドが上記信号線に発信されている状態において、上記複数のサーボモータ中の１つが回転操作された場合に、識別情報を当該サーボモータの上記メモリに記憶させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関節部にそれぞれサーボモータを設けることで、何らかの生体等を模して動作するロボットにおいては、ロボット全体で使用するサーボモータの数が多くなるために、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）等のシリアル通信インタフェイスを用いて、同一の信号線上に複数のサーボモータを接続する構成を採ることがある。
【０００３】
この場合、すべてのサーボモータを統括して制御するコントローラからの信号は、同一信号線上の各サーボモータに同じ信号として配信される。各サーボモータは、内部のメモリに固有のＩＤ情報を記憶しており、配信される信号に付加されているＩＤ情報により、自分宛に送信してきた信号であるか否かを判断することができる。
【０００４】
サーボモータは、初期状態では同じＩＤ情報が割り振られているため、コントローラは信号線に１つのサーボモータのみを信号線上に接続し、コントローラから認識できるモータが１つのみである１対１の状態で、ＩＤ情報を当該サーボモータに書換えさせる、という作業を、使用するサーボモータの数だけ繰返して実行する必要があり、とても煩雑な作業が必要となる。
【０００５】
図３は、上記サーボモータへのＩＤ情報の設定動作を例示するブロック図である。同図において、１１がコントローラ、１２が上記コントローラ１１に接続されたＵＡＲＴによるシリアル信号線、１３１〜１３ｎが上記シリアル信号線１２に複数接続されたサーボモータ（サーボ）である。同図では、２番目のサーボモータ１３２のみをシリアル信号線１２に接続して、コントローラ１１がサーボモータ１３２のみを認識できる状態で、このサーボモータ１３２に対するＩＤ情報の書込みをコントローラ１１が実行している状態を例示している。
【０００６】
数値制御装置の分野においても、同様の煩雑な作業を避けるべく、装置の立ち上げ時に発生するパラメータ設定を極力自動化し、ユーザが設定しなければならない場合でも誤設定を防止し、かつ短時間で目的の制御を実現させるための技術が提案されている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−０６２３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１においても、上述した各サーボモータに固有のＩＤ情報を書込む際の煩雑な作業が発生するという課題がある。
【０００９】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、共通の信号線を介して接続される複数のサーボモータの初期設定を効率的に実施することが可能なモータ制御装置、モータ制御方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、共通の信号線に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する複数のサーボモータと、コントローラと、を備え、上記コントローラは、識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信し、上記複数のサーボモータは、上記コントローラが上記コマンドを上記信号線に発信している状態において回転操作された場合に、識別情報を上記メモリに記憶させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、共通の信号線を介して接続される複数のサーボモータの初期設定を効率的に実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るペットロボット用モータ制御装置の初期設定環境の構成を抽出して示すブロック図。
【図２】同実施形態に係るコントローラが実行する初期設定時の処理内容を示すフローチャート。
【図３】一般的なサーボモータへのＩＤ情報の設定動作を例示するブロック図。
【図４】本発明の一実施形態に係るモータ／ＩＤコードテーブルを例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をペットロボット用のモータ制御装置に適用した場合の一実施形態について、図面を参照して説明する。  
図１は、複数のサーボモータ（サーボ）２３１〜２３ｎに対する初期設定環境の構成を抽出して示すブロック図である。同図において、上記サーボモータ２３１〜２３ｎは、ＵＡＲＴ規格のシリアル信号線２２により共通接続され、このシリアル信号線２２を介して、コントローラ２１から与えられる制御信号に基づいて動作する。
【００１４】
コントローラ２１は、当該ペットロボットを統括して制御するもので、プロセッサと、そのプロセッサで実行する動作プログラムや固定データ等を記憶したプログラムメモリ、及びプロセッサのワークメモリ等を含んで構成される。
【００１５】
上記サーボモータ２３１〜２３ｎは、上記ペットロボットの関節部に回転軸毎に１つずつ配設される、例えばステッピングモータで構成される。個々のサーボモータ２３１（〜２３ｎ）は、各モータ固有のＩＤコードを識別情報として記憶するメモリと、コントローラ２１からの制御信号に基づいて動作した結果を検出してコントローラ２１にフィードバック応答する、検出器としての例えばロータリエンコーダ等のレゾルバとを有している。
【００１６】
表示部２４は、例えば、当該ペットロボットの顔面の両眼部に相当する位置に装備される、２つの共に円形のカラー液晶パネルと、そのドライバ及びバックライト機構で構成され、実際のペットロボットとしての運用時においては表情等を演出するべく、コントローラ１２１の制御により両眼に各種画像を表示する。
【００１７】
一方で、後述する上記サーボモータ２３１〜２３ｎの初期設定時には、表示部２４は、サーボモータ２３１〜２３ｎに対する、ペットロボットにおける関節軸の対応部位を示す対応情報を、コントローラ２１の制御により、例えば予め設定されている順序で表示する。
【００１８】
次に上記実施形態の動作について説明する。  
図２は、初期設定時に、シリアル信号線２２に接続されたサーボモータ２３１〜２３ｎを個別にＩＤコード登録する際の処理内容を示すフローチャートである。
【００１９】
図４は、各サーボモータ２３１〜２３ｎが、ペットロボットにおける関節軸のどの部位に対応するかを示す対応情報と、設定されるＩＤコードの関係を示すモータ／ＩＤコードテーブルである。
【００２０】
今、例えば、ペットロボットの右手の関節軸にはサーボモータ２３１が、左手の関節軸にはサーボモータ２３２が、右足の関節軸にはサーボモータ２３ｎ−１が、左足の関節軸にはサーボモータ２３ｎが、対応付けられている。
【００２１】
シリアル信号線２２にすべてのサーボモータ２３１〜２３ｎが接続されている状態において、初期状態では、すべてのサーボモータ２３１〜２３ｎには、初期値としての同一のＩＤコード、例えば「ＩＤ００」が割り振られている。
【００２２】
コントローラ２１は、予め定めた順序に従って、未設定である関節軸の対応部位を特定するための対応情報、例えば「左手」を１つ選択する（ステップＳ１０２）。
【００２３】
コントローラ２１は、当該選択を行なうことができたか否かにより、すべての関節軸の登録設定を終了したかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。
【００２４】
未設定である関節軸の対応部位を特定するための対応情報、例えば「左手」を１つ選択できた場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、コントローラ２１はその選択した対応情報、例えば「左手」を表示部２４において表示し、「左手」に対応するＩＤコード「ＩＤ０２」をサーボモータの内部メモリに書換えるコマンドをシリアル信号線２２に発信する（ステップＳ１０４）。
【００２５】
この状態において、シリアル信号線２２に接続されているサーボモータ２３１〜２３ｎは、初期設定を行なう作業員により回動操作されるのを待機する（ステップＳ１０５）。
【００２６】
上記図１においては、「左手」に対応するサーボモータ２３２が、矢印Ｍで示すようにこの初期設定を行なう作業員により回動操作されている状態を例示している。
【００２７】
シリアル信号線２２にＩＤコード「ＩＤ０２」をサーボモータの内部メモリに書換えるコマンドが発信されている状態において、サーボモータ２３２が作業員により回動操作されると、サーボモータ２３２は、内部メモリに初期値として割り振られているＩＤコード「ＩＤ００」を「ＩＤ０２」に書換え、応答信号をシリアル信号線２２に発信する（ステップＳ１０６）。
【００２８】
一方、コントローラ２１は、書換えコマンド発信後、サーボモータ２３ｘから、応答信号が発信されるのを待機する（ステップＳ１０７）。
【００２９】
このようにサーボモータ２３１〜２３ｎのいずれか１つが操作された場合に、その書換え応答信号がフィードバック応答としてコントローラ２１に入力されると、コントローラ２１は当該サーボモータのＩＤコードが書換えられたと判断し（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、他の部位に関しても同様の処理を続行するべく、再び上記ステップＳ１０２からの処理に戻る。
【００３０】
こうしてステップＳ１０２〜１０７の処理を繰返し実行することで、未設定である関節軸の対応部位に関するサーボモータ２３１〜２３ｎへのＩＤコードの設定を順次行なう。
【００３１】
そして、すべての関節軸に対するサーボモータ２３１〜２３ｎへのＩＤコードの設定とコントローラ２１での登録処理とを終えた時点で、未設定である関節軸の対応部位を特定するためのシリアル番号を選択することができず、上記ステップＳ１０３において、すべての関節軸の登録設定を終了したと判断すると（ステップＳ１０３のＮｏ）、以上でコントローラ２１は上記図２による初期設定時のサーボモータ２３１〜２３ｎを個別にＩＤコード登録する処理を完了する。
【００３２】
なお上記実施形態では、表示部２４が、ペットロボットの両眼部に相当する位置に装備された液晶表示パネルであるものとして説明したが、液晶表示パネルに代えて、表示部２４を例えば多色発光可能な２つのＬＥＤ（発光ダイオード）で構成するものとしても良い。その場合、両眼部を構成する各ＬＥＤの発光色と点灯／点滅／消灯の状態の組み合わせのパターンを予め設定しておくことにより、ペットロボットにおける関節軸の対応部位を示す対応情報を上記作業者に対して提示させることができる。
【００３３】
以上詳述した如く本実施形態によれば、共通の信号線を介して接続される複数のサーボモータ２３１〜２３ｎの初期設定を効率的に実施することが可能となる。
【００３４】
特に上記実施形態においては、サーボモータ２３１〜２３ｎに記憶させたＩＤコードを、それらサーボモータ２３１〜２３ｎを配設したペットロボットでの関節軸を示す部位の対応情報と関連付けてコントローラ２１で管理することにより、初期設定後の実際の動作を開始することができる。
【００３５】
なお実際の動作時においては、コントローラ２１が上記対応情報に基づいて、動作に必要なサーボモータを示すＩＤコードと、回転方向及び回転量を含んだ制御量とを含む信号をシリアル信号線２２を介してサーボモータ２３１〜２３ｎへ送信する。
【００３６】
これを受けたサーボモータ２３１〜２３ｎにおいてはそれぞれ、コントローラ２１から送信されてきた信号中のＩＤコードを、内部のメモリに記憶しているＩＤコードと比較し、比較結果が一致する際には自分宛に送られてきた信号であるものと認識して、共に受信した制御量に基づいて回転する。回転によるフィードバック応答の検出信号は当該モータ２３ｘのＩＤコードを付加してコントローラ２１へ送信されるため、コントローラ２１側では必要な動作が実行されたことを確認できる。
【００３７】
また上記実施形態では説明しなかったが、コントローラ２１がシリアル信号線２２に対して、ヘッダ情報とＩＤコード、制御量、及びチェックサムを含む一連のデータをパケットデータとして送信するコマンド方式のサーボ制御を実現することで、シリアル信号線２２上でのデータの伝送効率を向上して、複数のサーボモータへのデータ伝送を多重化できる。
【００３８】
さらに上記実施形態では、ペットロボットにおける複数のサーボモータ２３１〜２３ｎの対応部位の順序を予め定めておけば、表示部２４なしでも、当該モータへのＩＤコードの設定とコントローラ２１側での登録処理を実行することはできるものの、その都度部位を示す情報を表示部２４に表示することで、初期設定を行なう作業者の負担を軽減しながら確実に初期設定を実行させることができる。
【００３９】
加えて上記実施形態は、例えば犬型のペットロボットで、サーボモータを用いる回転軸部が２０を超えるなど、特に使用されるサーボモータの数が多くなるロボットにおいて、初期設定を効率的に実施することが可能となる。
【００４０】
なお上記実施形態では、表示部２４がペットロボットの両眼部に相当する位置に設けられるものとして説明したが、本発明は表示部の位置を限定するものではない。
【００４１】
その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００４２】
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。  
［請求項１］  
共通の信号線に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する複数のサーボモータと、コントローラと、を備え、  
上記コントローラは、識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信し、  
上記複数のサーボモータは、上記コントローラが上記コマンドを上記信号線に発信している状態において回転操作された場合に、識別情報を上記メモリに記憶させる、  
モータ制御装置。  
［請求項２］  
上記コントローラは、上記サーボモータに記憶させた識別情報と、上記複数のサーボモータを配設した制御対象での部位に対応する対応情報と、を関連付けて管理する、請求項１記載のモータ制御装置。  
［請求項３］  
上記コントローラは、上記対応情報に基づいて、動作させるサーボモータを示す識別情報と制御量とを含む信号を上記信号線を介して上記複数のサーボモータに発信する、請求項２記載のモータ制御装置。  
［請求項４］  
上記複数のサーボモータはそれぞれ、上記コントローラから発信された信号中の識別情報を上記メモリに記憶した識別情報と比較し、比較結果が一致する際に識別信号と共に受信した制御量に基づいて回転する、請求項３記載のモータ制御装置。  
［請求項５］  
上記コントローラは、上記対応情報に基づいて、動作させるサーボモータを示す識別情報と制御量とを含む信号をパケットデータ化し、上記複数のサーボモータに発信する、請求項３または４記載のモータ制御装置。  
［請求項６］  
上記制御対象での部位を示す情報を表示する表示部をさらに備え、  
上記コントローラは、上記表示部において部位を示す情報を表示した状態で、識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信する、請求項２乃至５いずれか記載のモータ制御装置。  
［請求項７］  
上記制御対象は、上記複数のサーボモータをそれぞれ関節部に配設したロボットであり、  
上記コントローラは、上記ロボットの動作制御内容に基づいて、動作させるサーボモータを示す識別情報と制御量とを含む信号を上記信号線を介して上記複数のサーボモータに発信する、  
請求項３乃至６いずれか記載のモータ制御装置。  
［請求項８］  
共通の信号線に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する複数のサーボモータと、コントローラと、を備える装置でのモータ制御方法であって、  
上記コントローラは、識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信し、  
上記複数のサーボモータは、上記コントローラが上記コマンドを上記信号線に発信している状態において回転操作された場合に、識別情報を上記メモリに記憶させる、  
モータ制御方法。  
［請求項９］  
共通の信号線に接続された、各モータを識別するための識別情報を記憶するメモリを有する複数のサーボモータを備える装置が内蔵したコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、  
識別情報を上記メモリに記憶させるコマンドを上記信号線に発信させ、  
上記コマンドが上記信号線に発信されている状態において、上記複数のサーボモータ中の１つが回転操作された場合に、識別情報を当該サーボモータの上記メモリに記憶させる、  
プログラム。
【符号の説明】
【００４３】
１１…コントローラ
１２…シリアル信号線
１３１〜１３ｎ…サーボモータ
２１…コントローラ
２２…シリアル信号線
２３１〜２３ｎ…サーボモータ
２４…表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019110727.tif 000006