(57)【要約】【課題】単軸ロボットのコストを削減し得るとともに、位置検出信号をパルス信号に変換する変換回路が好ましくない環境に置かれることを避け、信頼性を向上する。【解決手段】リニアモータを用いた単軸ロボットＲとコントローラＣとが通信手段を介して交信可能とされている。上記単軸ロボットＲには、磁気スケール１１を読取るＭＲセンサ１２等からなる位置検出器が設けられ、この位置検出器から出力される検出器出力信号が上記通信手段を介して上記コントローラＣに入力される。また、正弦波または余弦波からなる上記検出器出力信号をパルス信号に変換する変換回路３０が、上記コントローラＣ内に設けられている。【選択図】        図３
2004338019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータを用いた単軸ロボットと、上記単軸ロボットの駆動を制御するコントローラとを備え、これら単軸ロボットとコントローラとが通信手段を介して交信可能とされるとともに、上記単軸ロボットに、磁気的又は光学的に位置の検出を行う位置検出器が設けられている単軸ロボットの制御装置であって、
上記位置検出器から出力される正弦波または余弦波からなる検出器出力信号が上記通信手段を介して上記コントローラに入力されるようにするとともに、
上記検出器出力信号をパルス信号に変換する変換回路が上記コントローラ内に設けられていることを特徴とする単軸ロボットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータを用いた単軸ロボットとその駆動を制御するコントローラとを備えた単軸ロボットの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許文献１に示されるように、永久磁石を軸方向に配列したステータ部と、このステータ部を囲繞するコイルが設けられた可動部材とを備え、上記コイルに対する通電が制御されることにより可動部材がステータ部の軸に沿った方向に直線的に移動するようになっているリニアモータは一般に知られている。このようなリニアモータは各種分野において物品の搬送等に用いられ、単軸ロボットにも適用可能である。
【０００３】
一般にこの種のリニアモータでは、可動部材の位置を検出する位置検出器が設けられ、この位置検出器による検出に基づき、コントローラにより、上記コイルへの通電が制御されることによってリニアモータが制御されるようになっている。
【０００４】
例えば、図４に示すようにリニアモータを用いた単軸ロボットＲでは、直線的に延びる磁気的もしくは光学的なスケール１１１がロボット本体に設けられる一方、上記スケール１１１を読取ることにより可動部材の位置の検出を行うセンサ１１２と、このセンサ１１２の出力を増幅するアンプ１２１とを含む位置検出ユニット１２０が可動部材に設けられている。さらに、上記センサ１１２からアンプ１２１を介して出力される正弦波または余弦波からなる信号をパルス信号に変換する変換回路１３０が、単軸ロボットＲに一体不可分に装備されている。また、上記単軸ロボットＲを制御するコントローラＣは単軸ロボットＲから離れて適当な場所に設置されており、このコントローラＣと単軸ロボットＲとの間に通信ケーブル１２５が接続され、上記変換回路１３０により変換された後の位置検出データが通信ケーブル１２５を介してコントローラＣに入力されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−３４９０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すような構造によると、単軸ロボットＲに、位置検出ユニット１２０とは別に上記変換回路１３０を構成するユニットを装備する必要があり、さらにこの変換回路１３０のユニットを保護するハウジング等も一体的に設けておく必要があるため、単軸ロボットＲのコストが高くなる。また、単軸ロボットＲは温度上昇や振動が生じて、電子回路にとってあまり好ましくない環境にあり、この単軸ロボットＲに対して上記コントローラＣは離れた場所に設置されるが、上記変換回路１３０は単軸ロボットＲ側に設けられているために好ましくない環境におかれ、熱等の影響を受けるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、単軸ロボットのコストを削減し得るとともに、位置検出信号を変換する変換回路が好ましくない環境に置かれることを避け、信頼性を向上することができる単軸ロボットの制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リニアモータを用いた単軸ロボットと、上記単軸ロボットの駆動を制御するコントローラとを備え、これら単軸ロボットとコントローラとが通信手段を介して交信可能とされるとともに、上記単軸ロボットに、磁気的又は光学的に位置の検出を行う位置検出器が設けられている単軸ロボットの制御装置であって、上記位置検出器から出力される正弦波または余弦波からなる検出器出力信号が上記通信手段を介して上記コントローラに入力されるようにするとともに、上記検出器出力信号をパルス信号に変換する変換回路が上記コントローラ内に設けられているものである。
【０００９】
この発明によると、正弦波または余弦波からなる検出器出力信号をパルス信号に変換する変換回路が、単軸ロボット側には設けられずに、単軸ロボットから離れた場所に設置されるコントローラ内に設けられていることにより、単軸ロボットにおいて発生する熱や振動の影響が変換回路に及ぶことが避けられる。また、変換回路が単軸ロボットから除去されることにより単軸ロボットの構造が簡単になり、しかも、変換回路はコントローラ内に含まれているため、変換回路を構成するユニットを別個に設ける必要がない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１１】
図１及び図２は本発明が適用される単軸ロボットの構造を示しており、これらの図において、単軸ロボットＲは、ロボット本体１と、このロボット本体１に対して一定方向に直線的に移動可能な可動部材２とを備えている。
【００１２】
上記ロボット本体１は、ベース部３と両側壁部分を構成する一対のカバー部材４とからなり、一軸方向に延びる横長枠状に形成されている。
【００１３】
上記ロボット本体１内には、一定幅のガイドレール５がベース部３上に設けられるとともに、その上方にステータ部６が配置されている。このステータ部６は、Ｎ，Ｓの磁極が交互に逆向きに位置するように軸方向に配列された多数個の環状の永久磁石６ａを有し、シャフト状に形成され、その両端部がロボット本体１に支持されている。
【００１４】
また、可動部材２は、上記ステータ部６を挿通させる中空の可動ブロック８を有し、この可動ブロック８の下端に、上記ガイドレール５に係合する被ガイド部９が設けられることにより、上記可動ブロック８がガイドレール５に摺動自在に支持されている。
【００１５】
上記可動ブロック８の中空部内周には、電機子を構成するコイル７が固定されている。そして、可動部材２がロボット本体１に組み付けられた状態で、コイル７がステータ部６を囲繞するようになっている。
【００１６】
可動部材２の上部には作業部材支持用のテーブル１０が設けられ、このテーブル１０に、用途に応じた各種の作業部材が取付けられるようになっている。このテーブル１０は、可動ブロック８にボルト止め等により取付けられている。
【００１７】
さらに上記単軸ロボットＲには、磁気的又は光学的に位置の検出を行う位置検出器が設けられ、当実施形態では、磁気スケール１１を読取るＭＲセンサ１２により位置検出器が構成されている。
【００１８】
上記磁気スケール１１は、ガイドレール５の一側方においてベース部３の上面に、ベース部３の略全長にわたって設けられている。一方、ＭＲセンサ１２は、可動ブロック８の一側部下端に、上記磁気スケール１１に対向するように配置されている。なお、ＭＲセンサ１２の上方には、ステータ部６及びコイル７からの磁気的影響がＭＲセンサ１２に及ぶことを防止するための磁気シールド１３が設けられている。また、上記可動部材２におけるテーブル１０の一側面部にはコネクタ１６が設けられ、このコネクタ１６に上記ＭＲセンサ１２が電線等を介して接続されている。そして、上記コネクタ１６には、可撓性ダクト１７に収容されたケーブル（図示せず）の一端に設けられたコネクタ１８が連結され、ケーブルの他端側は、後述の通信ケーブル２５にコネクタ等を介して接続可能となっている。
【００１９】
図３は上記単軸ロボットＲを制御する制御装置の構成を示している。この図において、単軸ロボットＲには位置検出ユニット２０が装備され、この位置検出ユニット２０に、磁気スケール１１を読み込むことにより位置の検出を行うＭＲセンサ１２と、このＭＲセンサ１２の出力を増幅するアンプ２１とが設けられている。そして、上記ＭＲセンサ１２からアンプ２１を介し、正弦波または余弦波からなる信号が出力されるようになっている。
【００２０】
上記単軸ロボットＲの外部には、単軸ロボットＲの制御を行うコントローラＣが設けられている。このコントローラＣは単軸ロボットＲから離れた位置に設置されており、このコントローラＣと上記位置検出ユニット２０とが通信ケーブル２５（通信手段）によって接続されている。
【００２１】
上記コントローラＣ内には、検出器出力信号（ＭＲセンサ１２からアンプ２１を介して出力される信号）をパルス信号に変換する変換回路３０が設けられている。この変換回路３０は、正弦波または余弦波からなる信号をこれに対応する周期のパルス信号に変換するものである。そして、コントローラＣ内において、上記変換回路３０から出力されるパルス信号からなる位置検出データにより、単軸ロボットＲの可動部材２の位置が求められ、それに基づき、制御量が求められて、単軸ロボットＲに制御信号が出力されるようになっている。
【００２２】
以上のような当実施形態の装置によると、単軸ロボットの作動中に、ＭＲセンサ１２により磁気スケール１１が読取られ、それに応じて位置検出ユニット２０から、正弦波または余弦波からなる信号が出力され、その検出器出力信号がそのまま通信ケーブル２５を介してコントローラＣに入力される。そして、コントローラＣ内で変換回路３０により上記検出器出力信号がパルス信号に変換され、単軸ロボットＲの制御に供せられる。
【００２３】
このように変換回路３０がコントローラＣ内に設けられることにより、単軸ロボット側に設けられた従来の構造と比べ、単軸ロボットＲの構造が簡単になり、単軸ロボットＲのコストの低減化に有利となる。
【００２４】
また、電子回路からなる変換回路３０が単軸ロボットＲから離れることにより、電子回路にとって好ましくない環境に置かれることが避けられ、つまり、単軸ロボットＲにおいて作動中に発生する熱や振動の影響が変換回路３０に及ぶことが避けられる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、リニアモータからなる単軸ロボットＲにおける位置検出を磁気スケール１１とＭＲセンサ１２とを用いた磁気的手段で行っているが、光学的なスケール及びセンサで位置検出を行うようにしてもよい。この場合も、センサからアンプなどを介し、正弦波または余弦波からなる信号が出力され、この信号をパルス信号に変換する変換回路がコントローラ内に設けられることは、上記実施形態と同様である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、リニアモータを用いた単軸ロボットと、これを制御するコントローラとが通信手段を介して交信可能とされるとともに、上記単軸ロボットに位置検出器が設けられている装置において、上記位置検出器から出力される信号をパルス信号に変換する変換回路が上記コントローラ内に設けられているため、単軸ロボットの構造を簡単にしてコストの低減化を可能にするとともに、単軸ロボットにおいて発生する熱等の影響が変換回路に及ぶことを避け、信頼性を向上することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される単軸ロボットの一例を示す縦断面図である。
【図２】上記単軸ロボットの横断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による単軸ロボットの制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｒ  単軸ロボット
１１  磁気スケール
１２  ＭＲセンサ
２０  位置検出ユニット
Ｃ  コントローラ
２５  通信ケーブル
３０  変換回路
【図１】
2004338019.tif 000003
【図２】
2004338019.tif 000004
【図３】
2004338019.tif 000005
【図４】
2004338019.tif 000006