JPS6365501A - 位置決めモニタ回路 - Google Patents

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、例えばモジュール型垂直多関節ロボットを動
作させる以前に位置決め閉ループシステムをモニタして
異常を検知するのに用いる安全装置としての位置決めモ
ニタ回路に関するものである。

〈従来の技術とその問題点〉 サーボモータと光学式又は磁気式のエンコーダとを組合
わせた従来のディジタル式位置決め閉ループシステムで
は、サーボモータとエンコーダとの間に配線もれや断線
或いは誤接続が存在していても、これを確認できる構成
になっておらず、又、’ｆ、＊　ｐｔしようとしても機
構内部の配線等は非常に困難である。そして、このよう
な配線もれ等が有る状態においてサーボモータを回転駆
動させると、エンコーダによるサーボモータの回転検知
を正確に行なえないためにサーボ制御が行えず、ロボッ
トが暴走する場合があり、さらに人間つまり作業者に危
害を加える危惧がある。

〈発明の目的〉 本発明は、このような従来の問題点に恵みこれを解消す
るためになされたもので、コントローラのスタート信号
によりテストパルス信号を発生させてシステムが正常に
動作しているか否かをモニタ判定することのできる位置
決めモニタ回路を提供することを目的とするものである
。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の位置決めモニタ回路は、前記目的を達成するた
めに、コントローラからのスタート信号により複数個の
テストパルス信号を出力して位置決めユニットに入力す
るテストパルス発生回路と、前記位置決めユニットの制
御により回転するモータの回転方向を検知してフィード
バックパルスを出力するエンコーダ位相検出回路と、前
記テストパルスをアップカウントし且つ前記フィードバ
ックパルスをダウンカウントする偏差カウンタと、この
偏差カウンタのカウント値が基準値以内であるか否かを
判別してサーボドライバをオン・オフ制御する比較回路
とを具備してなる構成を特徴とするものである。

〈作用〉 この位置決めモニタ回路は、ロボットのディジタル式位
置決め閉ループシステムに介挿接続することにより、コ
ントローラからスタート信号が出力されたロボットの作
動開始時、スタート信号によりテストパルス発生回路か
ら出力される複数個のテストパルス信号が位置決めユニ
ットに供給されて指令電圧が発生し、この指令電圧がサ
ーボドライバに加えられてサーボモータが回転駆動され
る。この時、モータの配線等が正常であれば、モータが
正規の方向に回転し、それに伴なってエンコーダも回転
し、エンコーダから出力される２相のパルスによりエン
コーダ位相検出回路がサーボモータの回転方向を判別し
て方向に応じたフィードバックパルスを出力する。偏差
カウンタは、テストパルス信号が出力された時にこれを
アップカウントしており、フィードバックパルスが出力
された時にこれをダウンカウントする。従って、サーボ
モータとエンコーダとの間の配線に異常がなければ、偏
差カウンタのカウント値はほぼ零に近い基準値になるよ
うフィードバックがかかる。もしも、異常があれば、偏
差カウンタのカウント値が比較回路の基準値以上となり
、比較回路からサーボドライバをオフする信号を出力す
る。

〈実施例〉 以下、本発明の好適な一実施例を図面に基いて詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、第２図は
第１図を適用したディジタル位置決め閉ループシステム
のブロック構成図である。第１図において、適応制御を
行なうコントローラ１にはテストパルス発生回路２が接
続されており、このテストパルス発生回路２は、シフト
レジスタ２　ａ　＋２組のアンドゲート２ｂ、２ｃとノ
ットゲート２ｄ。

２ｅおよびオアゲート２ｆとから構成されて２個のテス
トパルス信号Ｃを出力するようになっており、この出力
テストパルス信号Ｃは、第２図に示すディジタル式位置
決めユニット１０に供給されるとともに、オアゲート３
を介して偏差カウンタ４のアップカウント端子ＵＰに入
力される。

エンコーダ位相検出回路５は、第２図に示すサーボモー
タ１２と一体に回転する光学式又は磁気式のエンコーダ
１３から出力される９０６位相の異なる２相のパルスか
ら回転方向を判別するとともに、回転方向に応じたフィ
ードバンクパルスを出力し、サーボモータ１２０回転お
よびエンコーダ１３の配線が正常である場合には、フィ
ードバックパルスを偏差カウンタ４のダウンカウント端
子ＤＯＷＮに対し出力するとともに、異常である場合に
は偏差カウンタ４のアップカウント端子ＵＰに対し出力
する。

遅延回路６は、分周回路とカウンタとにより構成されて
おり、発振回路７から出力されるクロック信号すを分周
した後に所定の個数をカウントすることによって設定さ
れた遅延時間Ｔを計時するようになっており、テストパ
ルス発生回路２のシフトレジスタ２ａに対し後段のアン
ドゲート２ｃから出力されるテストパルス信号によって
計時を開始し、遅延時間Ｔ経過後に遅延信号ｄを出力し
て偏差カウンタ４の動作を停止させるとともに、比較回
路８を始動させるものである。尚、遅延時間Ｔとしては
、スタートパルス信号Ｃが出力された時点から偏差カウ
ンタ４がエンコーダ位相検出回路５からのフィードバッ
クパルスのカウントを終了するまでに要する時間が設定
されている。又、発振回路７のクロック信号は、前述の
遅延回路６の他にテストパルス発生回路２のシフトレジ
スタ２ａおよびエンコーダ位相検出回路５に対しても入
力されて時間的な同期がとれるようになっている。

比較回路８は、遅延回路６から遅延信号ｄが出力された
時点における偏差カウンタ４のカウント値がＯ±１パル
スの基準値以内であるか否かを比較判別するもので、基
準値以内である場合にはハイレベルの比較信号ｅ′４ｒ
：ｗＥ続して出力する。この比較信号ｅとコントローラ
１のスタート信号ａとがアンドゲート９で論理積をとら
れ、アンドゲート９からはサーボドライバ１１に対しこ
れをオン・オフ制御するためのドライバエネーブル信号
ｆが出力される。

次に、前記実施例の作用を、これのタイミングチャート
を示した第３図を参照しながら説明する。

第１図に示した構成の位置決めモニタ回路Ａを介挿接続
、した第２図のディジタル式位置決め閉ループシステム
によってロボットを作動させるのに際し、コントローラ
１から第３図（ａｌに示すようにスタート信号ａが印加
されると、テストパルス発生回路２が駆動して第３図（
Ｃ）に示すように２個のパルスからなるテストパルス信
号Ｃを同図ｆｂ）の発振回路７のクロック信号すに同期
して出力する。

このテストパルス信号Ｃは、偏差カウンタ４のアップカ
ウント端子ＵＰに入力されてアップカウントされるとと
もに、この回路Ａの外部のディジタル式位置決めユニッ
ト１０に供給され、位置決めユニット１０に指令電圧が
発生してこれがサーボドライバ１１に印加されることに
より、サーボモータ１２が回転駆動する。

この時、サーボモータ１２の配線が正常であればモータ
１２が正規の方向に回転し、それに伴ってエンコーダ１
３も回転してエンコーダ位相検出回路５に対し位相が９
０″異なる２相のパルスが出力される。エンコーダ位相
検出回路５は、前記２相のパルスから回転方向を判別し
て回転方向に応じたフィードバックパルスを偏差カウン
タ４のダウンカウント端子ＤＯＷＮに対し出力する。従
って、テストパルス信号Ｃをアップカウントした偏差カ
ウンタ４がフィードバックパルスをダウンカウントする
ので、エンコーダ１３の配線が正常であれば、偏差カウ
ンタ４のカウント値がＯ±１パルスになるようにフィー
ドバックがかかる。仮に異常があった場合にはエンコー
ダ位相検出回路５のフィードバックパルスがアップカウ
ント端子ＵＰに入力されて偏差カウンタ４がアップカウ
ント動作をｍ続し、カウント値が大きくなる。

そして、偏差カウンタ４がフィードバックパルスのカウ
ント動作を終了した後に遅延回路６の遅延時間Ｔが経過
すると、第３図（ｄｌに示すように遅延回路６から遅延
信号ｄが出力されることにより、偏差カウンタ４のカウ
ント動作が停止するとともに比較回路８が動作を開始し
、偏差カウンタ４のカウント値がＯ±１パルスの基準値
以内であるか否かを判別し、モータ１２の配線等が正常
であって基準値以内である場合には、第３図（ｅ）に実
線で示すように比較回路８からはハイレベルの比較信号
ｅが継続して出力されるとともに、このハイレベルの比
較信号ｅとスタート信号ａとの論理積をアンドゲート９
でとられて第３図（ｆ）に実線で示すようにハイレベル
のドライバエネーブル信号ｆがｗＡ続して出力され、サ
ーボドライバ１１が駆動をｍＶｉする。一方、モータ１
２またはエンコーダ１３の配線等に異常があれば、偏差
カウンタ４のカウント値が比較回路８に設定された基準
値以上となるから、比較回路８の比較信号ｅが第３図（
ｅ）に１点鎖線で示すようにローレベルとなり、アンド
ゲート９のドライバエネーブル信号ｆも同図（ｆ）に示
すようにローレベルとなり、サーボドライバ１１の駆動
が停止されてロボットの暴走を防止する。

〈発明の効果〉 以上詳述したように、本発明の位置決めモニタ回路によ
ると、サーボモータとエンコーダとを組合わせたディジ
タル式位置決め閉ループシステムに介挿接続し、この位
置決め閉ループシステムのスタート時にテストパルス信
号を出力させてシステムをモニタして正常に動作してい
るか否かを判別することができ、例えばロボットの暴走
等を確実に防止することができ、安全性を格段に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置決めモニタ回路の一実施例のブロ
ック構成図、 第２図は第１図を適用した位置決め閉ループシステムの
ブロック構成図、 第３図（ａｌ〜（ｆ）は第１図のタイミングチャートで
ある。 Ａ　＝位置決めモニタ回路 １・−コントローラ　　２・−・テストパルス発生回路
４・−・偏差カウンタ　　５・−・エンコーダ位相検出
回路８−比較回路　　　　１０−・・位置決めユニット
１１−・サーボドライバ １２−モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コントローラからのスタート信号により複数個の
   テストパルス信号を出力して位置決めユニットに入力す
   るテストパルス発生回路と、前記位置決めユニットの制
   御により回転するモータの回転方向を検知してフィード
   バックパルスを出力するエンコーダ位相検出回路と、前
   記テストパルスをアップカウントし且つ前記フィードバ
   ックパルスをダウンカウントする偏差カウンタと、この
   偏差カウンタのカウント値が基準値以内であるか否かを
   判別してサーボドライバをオン・オフ制御する比較回路
   とを具備してなることを特徴とする位置決めモニタ回路
   。