JPH04120408A

JPH04120408A - 動作量検出方法

Info

Publication number: JPH04120408A
Application number: JP24029190A
Authority: JP
Inventors: Shinji Naito; 内藤　紳司; Yoshiaki Ichikawa; 芳明市川
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は動作量検出方法に係り、特にアクチュエータで
駆動されるロボットの関節の回転量・伸縮量を得るため
の構造と信号処理による動作量検出方法に関する。

［従来の技術〕ロボットをはじめとする制御系は、アクチュエータを制
御するために、アクチュエータごとに動作量と速度を検
出する。一般に従来のロボットでは、各アクチュエータ
は１個のパルス発生器を装備して、パルス数の累積から
動作量を、単位時間あたりのパルス数から動作速度を求
めている。アクチュエータはこれらの情報だけによって
自動制御される。［吉川恒夫著「ロボット基礎制御輪」
７〜９ページ、コロナ社（１９８８／１１）参照１〔発
明が解決しようとする課題〕しかしながら、パルス発生器は精密光学部品であり、組
み込みに高度の技能を要するうえ、振動・衝撃にも弱い
。言い替えれば、信頼性が低いということになる。この
ため使用中に故障して、パルス発生が停止することがあ
る。その結果、誤った動作速度と動作量が自動制御系に
フィードバックされ、暴走することになる。

本発明の目的は、一般に信頼性の低いパルス発生器を用
いて、回転量・伸縮量などの動作量の正しい値を得るこ
とにある。また本発明のもうひとつの目的は、パルス発
生器の故障の特定を容易にし、修理時間の短縮をはかる
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、以下の手段によって達成される。

（イ）アクチュエータと、該アクチュエータの一定動作
量ごとにパルスを発生するパルス発生器と、該アクチュ
エータから該パルス発生器に動作を伝える伝達機構と、
該パルス発生器からの信号を処理して動作量を出力する
信号処理回路とからなり、該信号処理回路からの出力に
より動作量を検出する方法において、前記パルス発生器
を複数設置し、各パルス発生器の出力に基づく動作量の
多数決をもって前記信号処理回路の出力とすることを特
徴とする動作量検出方法。

（ロ）アクチュエータと、該アクチュエータの一定動作
量ごとにパルスを発生するパルス発生器と、該アクチュ
エータの出力位置に比例した出力を生じる位置検出器と
、該アクチュエータから該パルス発生器及び該位置検出
器に動作を伝える伝達機構と、該パルス発生器からの信
号を処理して動作量を出力する信号処理回路とからなり
、該信号処理回路からの出力により動作量を検出する方
法において、前記パルス発生器と前記位置検出器とをあ
わせて複数設置し、各々のパルス発生器及び位置検出器
の出力に基づく動作量の多数決をもって前記信号処理回
路の出力とすることを特徴とする動作量検出方法。

〔作用〕

上記構成によれば、パルス発生器の故障が過半数未満の
場合は、誤った動作量は無視される。したがって、パル
ス発生器１個あたりの信頼性が必ずしも高くなくても、
正しい動作量を得ることが可能になる。

パルス発生器設置スペースの制約上、パルス発生器と位
置検出器をあわせて２個しか８置できない場合は、多数
決による判断はできない。このときは、各検出器出力か
ら求めた動作量信号を比較して一致しない場合に、不一
致を表示する信号を出力することができる。不一致信号
が出力された場合はアクチュエータの動作を停止するよ
うにしておけば、アクチュエータの暴走を未然に防ぐこ
とができる９またアクチュエータ制御系の中で、故障箇
所がパルス発生器・位置検出器に特定されるので、修理
に要する時間が短縮される。

またパルス発生器と位置検出器あわせて３個以上の場合
でも、不一致信号を出力することにより、故障箇所の早
期修理が可能になり、動作量検出の信頼性をさらに向上
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を参照して説
明する。

第１図は、アクチュエータとしてモータ、パルス発生器
として３個のロータリーエンコーダを用いた例である。

モータ１の出力の一端には、ロボットアーム２が取り付
けられている。モータ１の出力軸のもう一端は、動力伝
達機構３８〜３ｃを介して、ロータリーエンコーダ４８
〜４ｃに接続されている。

各ロータリーエンコーダ４８〜４ｃから得られるパルス
信号は、信号処理装置Ｓ内のカウンタ６ａ〜６ｃに送ら
れる。一方、カウンタ６ａ〜６ｃはタイマ７からのパル
ス信号によってカウント値を多数決回路８に送った後、
カウント値をクリアする。多数決回路８からは、カウン
ト値の多数決結果が出力され、これが信号処理装置５か
らの最終的な出力９となる。

ロータリーエンコーダの数が４個以上の場合は、これに
対応してカウンタの数を増やせばよい。これによれば、
３個のロータリーエンコーダのうち１個が故障しても、
動作量として正しい値を得ることができる。

第２図は、アクチュエータとしてモータ、位置検出器と
してポテンショメータ、パルス発生器として２個のロー
タリーエンコーダを用いた例である。

モータ１１の出力の一端には、ロボットアーム１２が取
り付けられている。モータ１１の出力軸のもう一端は、
動力伝達機構１３ａ〜１３ｃを介して、ポテンショメー
タ１９とロータリーエンコーダ１４ａ〜１４ｂに接続さ
れている。各ロータリーエンコーダ１４ａ〜１４ｂから
得られるパルス信号は、信号処理装置１５内のカウンタ
値１６ａ〜１６ｂに送られる。一方、カウンタ１６ａ〜
１６ｂはタイマ１７からのパルス信号によってカウント
値を多数決回路１８に送った後、カウント値をクリアす
る。

同様に、ポテンショメータ１９から得られる電圧信号は
、信号処理装置１５内の動作量検出回路２０に送られる
。動作量検出回路２０はタイマ１７からのパルス信号に
よって動作量を多数決回路１８に送った後、内部をクリ
アする。多数決回路１８からは、カウンタ１６　ａ　”
　１６　ｂからのカウント値と動作量検出回路２０から
の動作量信号の多数決結果が出力され、これが信号処理
装置１５からの最終的な出力２１となる。

これによれば、ロータリーエンコーダ、ポテンショメー
タのうちどれか１個が故障しても、動作量として正しい
値を得ることができる。

さらに第１図または第２図において、カウンタ６．１６
からの各カウント値および動作量検出回路２０からの動
作量信号が一致しない場合、多数決回路８から不一致信
号を出力する機能を付加することも考えられる。

一般にモータ１，１１、動力伝達機構３，１３、カウン
タ６．１６、ポテンショメータ１９は故障しにくい部品
であることから、故障箇所はロータリーエンコーダ４，
１４である可能性がきわめて高く、故障箇所の特定と修
理が容易になる。

第３図は、アクチュエータとしてモータ、パルス発生器
として２個のロータリーエンコーダヲ用いた例である。

モータ３１の出力の一端には、ロボットアーム３２が取
り付けられている。モータ３１の出力軸のもう一端は、
動力伝達機構３３ａ〜３３ｂを介して、ロータリーエン
コーダ３４ａ〜３４ｂに接続されている。各ロータリー
エンコーダ３４ａ〜３４ｂから得られるパルス信号は、
信号処理装置３５内のカウンタ３６ａ〜３６ｂに送られ
る。−方、カウンタ３６ａ〜３６ｂはタイマ３７からの
パルス信号によってカウント値を比較回路３８に送った
後、カウント値をクリアする。比較回路３８は、２個の
カウント値を比較し、不一致の場合は不一致信号を出力
する。

結局、信号処理装置３５からは、カウント値の比較結果
３９およびどちらか一方のカウント値４０が出力される
。不一致信号が出力された場合はアクチュエータを停止
するようにしておけば、２個のロータリーエンコーダの
うち１個が故障しても、アクチュエータの暴走を防止で
きる。

また一般にモータ３１、動力伝達機構３３、カウンタ３
６は故障しにくい部品であることから、故障箇所はロー
タリーエンコーダ３４ａ〜３４ｂである可能性がきわめ
て高く、故障箇所の特定と修理が容易になる。

第４図は、アクチュエータとしてモータ、位置検出器と
してポテンショメータ、パルス発生器としてロータリー
エンコーダを用いた例である。

モータ４１の出力の一端には、ロボットアーム４２が取
り付けられている。モータ４１の出力軸のもう一端は、
動力伝達機構４３ａを介して、ロータリーエンコーダ４
４に接続されている。ロータリーエンコーダ４４から得
られるパルス信号は、信号処理装置４５内のカウンタ４
６に送られる。

一方、カウンタ４６はタイマ４７からのパルス信号によ
ってカウント値を比較回路４８に送った後。

カウント値をクリアする。

同様に、ポテンショメータ４９から得られる電圧信号は
、信号処理装置４５内の動作量検出回路５０に送られる
。動作量検出回路５０はタイマ４７からのパルス信号に
よって動作量を比較回路４８に送った後、内部をクリア
する。比較回路４８は、カウンタ４６からのカウント値
と動作検出回路５ｏからの動作量信号を比較し、不一致
の場合は不一致信号を出力する。

結局、信号処理装置４５からは、比較結果５１とカウン
ト値５２が出力される。不一致信号が出力された場合は
アクチュエータを停止するようにしておけば、ロータリ
ーエンコーダが故障してもアクチュエータの暴走を防止
できる。

また一般にモータ４１、動力伝達機構４３、カウンタ値
４６．ポテンショメータ４９は故障しにくい部品である
ことから、故障箇所はロータリーエンコーダ４４である
可能性がきわめて高く、故障箇所の特定と修理が容易に
なる。

〔発明の効果〕

上述のとおり本発明によれば、パルス発生器の信頼性が
低くても、回転量・伸縮量などの動作量の正しい値を得
ることができ、アクチュエータの暴走を未然に防ぐこと
ができる。

また各パルス発生器・位置検出器出力に基づく動作量出
力が一致しない場合に不一致信号を出力することにより
、パルス発生器の故障が検出でき、故障箇所の特定と修
理が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は第２の実施例を示すブロック図、第３図は第３の実
施例を示すブロック図５第４図は第４の実施例を示すブ
ロック図である。１．１１．］ｌ、１１・・・モータ。４．１４，３４，４４・・・ロータリーエンコーダ、５
．１５，３５，４５・・・信号処理装置。６．１６，３６，４６・・・カウンタ。８．１８・・・多数決回路、１９．４９・・・ポテンショメータ、２０．５０・・・動作量検出回路、３８．４８・・・比較回路６・モータ６α〜６ｃカラン９４ａ〜４ｃ・・ロータリーエンコータ５・・・信号スリ！！装置９・・出力１１・・モータ＋Ｓａ〜１６ｂ・・・カウンタ１４ａ−１４ｂ・・・ロータリーエンコータ゛１５−信
号処を装置１９・・・ボテンンヨメー９２０・・・動作量検出口語２１・・出力第図３１　・七−夕３２・　ロホ゛ットアーム３３Ｑ−’３３ｂ　・　動カイ云ｉ！ｍ攬３４α〜３４
ｂ−・・〇−タリーエンコーク゛３５・　ｆｆ１号処理
裟量３６０〜３６ｂ・　カウンタ３７・タイマ３８・・Ｊｔ軟１１各３９・・工ｒＡ紹米４０・・・カウントイ直

Claims

【特許請求の範囲】１、アクチュエータと、該アクチュエータの一定動作量
ごとにパルスを発生するパルス発生器と、該アクチュエ
ータから該パルス発生器に動作を伝える伝達機構と、該
パルス発生器からの信号を処理して動作量を出力する信
号処理回路とからなり、該信号処理回路からの出力によ
り動作量を検出する方法において、前記パルス発生器を複数設置し、各パルス発生器の出力
に基づく動作量の多数決をもって前記信号処理回路の出
力とすることを特徴とする動作量検出方法。２、請求項１記載の方法において、前記パルス発生器を
３個以上設置し、各パルス発生器の出力に基づく動作量
の多数決をもって前記信号処理回路の出力とする動作量
検出方法。３、請求項１記載の方法において、前記各パルス発生器
の出力に基づく動作量が一致しないときに、不一致を表
示する信号を出力する動作量検出方法。４、アクチュエータと、該アクチュエータの一定動作量
ごとにパルスを発生するパルス発生器と、該アクチュエ
ータの出力位置に比例した出力を生じる位置検出器と、
該アクチュエータから該パルス発生器及び該位置検出器
に動作を伝える伝達機構と、該パルス発生器からの信号
を処理して動作量を出力する信号処理回路とからなり、
該信号処理回路からの出力により動作量を検出する方法
において、前記パルス発生器と前記位置検出器とをあわせて複数設
置し、各々のパルス発生器及び位置検出器の出力に基づ
く動作量の多数決をもって前記信号処理回路の出力とす
ることを特徴とする動作量検出方法。５、請求項４記載の方法において、前記パルス発生器と
前記位置検出器とをあわせて３個以上設置し、各々のパ
ルス発生器及び位置検出器の出力に基づく動作量の多数
決をもって前記信号処理回路の出力とする動作量検出方
法。６、請求項４記載の方法において、前記各々のパルス発
生器及び位置検出器の出力に基づく動作量が一致しない
ときに、不一致を表示する信号を出力する動作量検出方
法。