JP6870314B2 - ロボット、駆動装置、及び印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット、駆動装置、駆動装置の制御方法、及び印刷装置に関するものである。

ロボットは、工具あるいは被工作物を所定の姿勢に制御して、被工作物の加工を行う。工具あるいは被工作物を所定の姿勢に制御するためには、姿勢制御に必要な軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、ピッチ軸、ヨー軸、及びロール軸の中の少なくとも１つの軸）毎にモーター及びモーター制御部を備えるモーターユニットを設置し、ロボットコントローラーで各モーターユニットを総合的に制御することが必要となる。

したがって、姿勢制御軸あるいは姿勢制御対象を増加する際には、モーターユニットを追加するだけでなく、モーターユニットとロボットコントローラーとの間の配線を追設することも必要となる。

しかし、モーターユニットとロボットコントローラーとの配線の追設は、配線工事に時間と費用とを要するだけでなく、配線スペースを確保する必要があるという課題を有する。

そこで、配線工事の時間及び費用、並びに配線スペースを削減するために、通信プロトコルとしてローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の一種であるＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルを用いた電動機制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一般的にＣＡＮプロトコルを採用した通信システムでは、一対の信号線が撚り合わされたツイストペア線が通信線として用いられ、各電子機器が差動信号による通信を行っている。また、一般的にＣＡＮプロトコルを採用した通信システムは、バス型のネットワークトポロジーを採用している。バス型のネットワークトポロジーにおいて各電子機器は、他の電子機器と共通して通信に用いる幹線から分岐する支線に接続している。

特開２００５−１３７１７０号公報

しかしながら、特許文献１のようなＣＡＮプロトコルを用いた電動機制御装置は、ＣＡＮプロトコルを介して各電子機器に接続することにより、配線工事の時間及び費用、並びに配線スペースの削減は可能であるものの、各モーターユニットのＩＤを予め設定する必要があることや、周期的に決められたデータ内容をやり取りしたい場合は送受信ラインが共通なためデータ量が半減してしまうというおそれがあった。また、ロボットの分野における通信システムでは、ＨＭＩ（Human Machine interface）における操作情報の伝達に用いられる場合など即時性、確実性、及び安全性が求められる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るロボットは、第１アームと、前記第１アームに対して回動可能に配置されている第２アームと、第３アームと、前記第３アームに対して回動可能に配置されている第４アームと、前記第１アームに対して回動する駆動力を前記第２アームに伝達する第１駆動装置と、前記第３アームに対して回動する駆動力を前記第４アームに伝達する第２駆動装置と、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御部と、を有し、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記制御部に対してバス型とデイジーチェーン型との両方で接続されていることを特徴とする。

本適用例によれば、第１駆動装置、第２駆動装置、及び制御部の接続に、バス型とデイジーチェーン型との両方を採用することができる。これにより、第１駆動装置、第２駆動装置、及び制御部の同期性や周期性に優れた通信を実現することができる。その結果、二重安全化を図ることができる。

［適用例２］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記第２アームと前記第３アームとは、一体であることが好ましい。

本適用例によれば、第２アームと第３アームとが一体であるので、多関節ロボットを実現することができる。

［適用例３］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記制御部は、前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置に、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を識別するための識別子である、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置毎に異なるＩＤを付与することが好ましい。

本適用例によれば、デイジーチェーン型の接続を用いてＩＤを付与するので、バス型の接続より第１駆動装置及び第２駆動装置に多くの情報量を送ることができる。

［適用例４］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記ＩＤは、前記制御部の起動時に付与されることが好ましい。

本適用例によれば、ＩＤを制御部の起動時に付与するので、第１駆動装置及び第２駆動装置に用いる駆動装置を共通ユニットとして用いることができる。

［適用例５］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記ＩＤが記録された記録部を有することが好ましい。

本適用例によれば、第１駆動装置及び第２駆動装置が記録部を有するので、記録部に記録されたＩＤを参照することができる。

［適用例６］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、各前記第２アーム及び前記第４アームの位置を検出するエンコーダーを有することが好ましい。

本適用例によれば、第１駆動装置及び第２駆動装置がエンコーダーを有するので、ロボットの状態を確実に検出することができる。

［適用例７］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、各前記第２アーム及び前記第４アームを駆動するモーターと、前記モーターを制御するモーター制御部と、を有することが好ましい。

本適用例によれば、第１駆動装置及び第２駆動装置がモーターとモーター制御部とを有するので、ロボットの動作を確実に制御することができる。

［適用例８］本適用例に係る駆動装置は、第１駆動装置と、第２駆動装置と、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御部と、を有し、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記制御部に対してバス型とデイジーチェーン型との両方で接続されていることを特徴とする。

本適用例によれば、第１駆動装置、第２駆動装置、及び制御部の接続に、バス型とデイジーチェーン型との両方を採用することができる。これにより、第１駆動装置、第２駆動装置、及び制御部の同期性や周期性に優れた通信を実現することができる。その結果、メンテナンス性の向上及び二重安全化を図ることができる。

［適用例９］本適用例に係る駆動装置の制御方法は、上記に記載の駆動装置の制御方法であって、前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置に、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を識別するための識別子である、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置毎に異なるＩＤを付与することを特徴とする。

本適用例によれば、制御部は、バス型の接続より第１駆動装置及び第２駆動装置に多くの情報量を送ることができる。

［適用例１０］本適用例に係る印刷装置は、上記に記載の駆動装置を有することを特徴とする。

本適用例によれば、上記に記載の駆動装置を有するので、メンテナンス性の向上及び二重安全化を図ることができる。

本実施形態に係る駆動装置の構成を示す構成図。 本実施形態に係る駆動装置を構成するＲＣ及びＭＵの内部構成を示す構成図。 本実施形態に係るＭＵの送受信制御部による受信処理の一例を示すフローチャート。 本実施形態に係るＲＣからＭＵへ指示コマンドが送信される過程を示すシーケンス図。 本実施形態に係る駆動装置を適用した垂直多関節（６軸）ロボットの外観斜視図。 本実施形態に係る駆動装置を組み込んだ印刷装置を例示した斜視図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。

図１は、本実施形態に係る駆動装置の構成を示す構成図である。
本実施形態における駆動装置は、制御部としてのＲＣ（ロボットコントローラー）１と、駆動装置としてのＭＵ（モーターユニット）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、各ＲＣ１及びＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ間を接続する通信線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆと、を備えている。

ＲＣ１は、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを制御する。ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、ＲＣ１に対してバス型とデイジーチェーン型との両方で接続されている。これによれば、バス型とデイジーチェーン型とのハイブリットなネットワークを構築することで互いの利点を生かすことができる。

ＲＣ１及びＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは夫々、２つの接続部を有して構成される。ＲＣ１は、２つの接続部１１，１２で異なる通信線３ａ、通信線３ｅ、及び通信線３ｆに接続している。ＲＣ１は、１つの接続部１１でデイジーチェーン型に接続している。ＲＣ１は、１つの接続部１２でバス型に接続している。

ＭＵ２ａは、２つの接続部２１ａ，２２ａで異なる通信線３ａ、通信線３ｂ、及び通信線３ｆに接続している。ＭＵ２ａは、１つの接続部２１ａでデイジーチェーン型に接続している。ＭＵ２ａは、１つの接続部２２ａでバス型に接続している。

ＭＵ２ｂは、２つの接続部２１ｂ，２２ｂで異なる通信線３ｂ、通信線３ｃ、及び通信線３ｆに接続している。ＭＵ２ｂは、１つの接続部２１ｂでデイジーチェーン型に接続している。ＭＵ２ｂは、１つの接続部２２ｂでバス型に接続している。

ＭＵ２ｃは、２つの接続部２１ｃ，２２ｃで異なる通信線３ｃ、通信線３ｄ、及び通信線３ｆに接続している。ＭＵ２ｃは、１つの接続部２１ｃでデイジーチェーン型に接続している。ＭＵ２ｃは、１つの接続部２２ｃでバス型に接続している。

ＭＵ２ｄは、２つの接続部２１ｄ，２２ｄで異なる通信線３ｄ、通信線３ｅ、及び通信線３ｆに接続している。ＭＵ２ｄは、１つの接続部２１ｄでデイジーチェーン型に接続している。ＭＵ２ｄは、１つの接続部２２ｄでバス型に接続している。

そして、ＭＵ２ａは接続部２１ａにより、ＲＣ１と通信線３ａを介して通信を行うと共に、ＭＵ２ｂとも通信線３ｂを介して通信を行う。なお、通信線３ａ及び通信線３ｂを介した通信は、ＲＳ−４８５プロトコルで行う。また、ＭＵ２ａは接続部２２ａにより、ＲＣ１、ＭＵ２ｂ、ＭＵ２ｃ、及びＭＵ２ｄと通信線３ｆを介して通信を行う。なお、通信線３ｆを介した通信は、ＣＡＮプロトコルで行う。

同様に、ＲＣ１は接続部１１により、ＭＵ２ａ及びＭＵ２ｄと夫々通信線３ａ及び通信線３ｅを介して通信を行う。また、ＲＣ１は接続部１２により、ＭＵ２ａ、ＭＵ２ｂ、ＭＵ２ｃ、及びＭＵ２ｄと通信線３ｆを介して通信を行う。

ＭＵ２ｂは接続部２１ｂにより、ＭＵ２ａ及びＭＵ２ｃと夫々通信線３ｂ及び通信線３ｃを介して通信を行う。また、ＭＵ２ｂは接続部２２ｂにより、ＲＣ１、ＭＵ２ａ、ＭＵ２ｃ、及びＭＵ２ｄと通信線３ｆを介して通信を行う。

ＭＵ２ｃは接続部２１ｃにより、ＭＵ２ｂ及びＭＵ２ｄと夫々通信線３ｃ及び通信線３ｄを介して通信を行う。また、ＭＵ２ｃは接続部２２ｃにより、ＲＣ１、ＭＵ２ａ、ＭＵ２ｂ、及びＭＵ２ｄと通信線３ｆを介して通信を行う。

ＭＵ２ｄは接続部２１ｄにより、ＭＵ２ｃ及びＲＣ１と夫々通信線３ｄ及び通信線３ｅを介して通信を行う。また、ＭＵ２ｄは接続部２２ｄにより、ＲＣ１、ＭＵ２ａ、ＭＵ２ｂ、及びＭＵ２ｃと通信線３ｆを介して通信を行う。

図１に示すように、ＲＣ１から、ＭＵ２ａ、ＭＵ２ｂ、ＭＵ２ｃ、及びＭＵ２ｄの順でデイジーチェーン型に接続した上で、最後のＭＵ２ｄはＲＣ１とも接続してリング型の接続としている。１本の通信線にＲＣ１と複数のＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとが全てバス型に接続される構成よりも、図１のような構成とすることにより、データの送信が衝突することもなく通信効率を向上させることもでき、かつ各通信線で同時的に通信が可能であるから結果的に、システム全体の通信速度も高速化することが可能である。

バス型は、マルチマスターの構成がとりやすく、イベントドリブン型なため応答リアルタイム性や各ノードの応答同期性が優れている利点があるが、デメリットとして各ノードＩＤを予め設定する必要があることや、周期的に決められたデータ内容をやり取りしたい場合は送受信ラインが共通なためデータ量が半減してしまう。

図２は、本実施形態の駆動装置を構成するＲＣ１及びＭＵ２ａの内部構成を示す構成図である。ＭＵ２ｂ，２ｃ，２ｄの内部構成は、ＭＵ２ａの内部構成と同様であるので図示及び詳細な説明を省略する。

ＲＣ１は、各通信線３ａ，３ｅ，３ｆを介したデータの送受信を制御する送受信制御部１０と、２つの接続部１１，１２と、を備えている。

送受信制御部１０は、図示しない構成部から与えられるデータを受け付け、２つの異なる接続部１１，１２のいずれで送受信すべきか否かの判断を行う。送受信制御部１０は、予め上述のような処理を行うようにハードウェア的に構成される。なお、マイクロコンピューターを用いてソフトウェア的に処理を行うように構成されてもよい。

ＲＣ１が有する一方の接続部１１は、第１送受信部１１１と、第１トランシーバー１１３と、を備えている。他方の接続部１２も同様に、第２送受信部１２１と、第２トランシーバー１２３と、を備えている。

接続部１１，１２は、いずれも第１送受信部１１１及び第２送受信部１２１で送受信制御部１０に接続されている。接続部１１はＲＳ−４８５プロトコルによる通信を実現する。接続部１２はＣＡＮプロトコルによる通信を実現する。第１送受信部１１１は、送受信制御部１０から、通信線３ａへ送信すべく第１トランシーバー１１３へ与えるデータ信号を受け付け、第１トランシーバー１１３が通信線３ｅから受信したデータ信号を送受信制御部１０へ受け渡す。

そして第１送受信部１１１は、受け付けた送信すべきデータ信号をＲＳ−４８５プロトコルに適した信号として第１トランシーバー１１３へ与えるように出力する送信用端子Ｔｘを有する。

また、第１送受信部１１１は、第１トランシーバー１１３が受信した信号を入力する受信用端子Ｒｘを有し、受信した信号を送受信制御部１０へ受け渡す。接続部１２の第２送受信部１２１も、第２トランシーバー１２３を介して同様の構成で接続される。

そして第２送受信部１２１は、受け付けた送信すべきデータ信号をＣＡＮプロトコルに適した信号として第２トランシーバー１２３へ与えるように出力する送信用端子Ｔｘを有する。

第１トランシーバー１１３及び第２トランシーバー１２３は夫々、ＣＡＮプロトコルあるいはＲＳ−４８５プロトコルに基づき通信線３ｆ、通信線３ｅ、及び通信線３ａにおける信号の送受信を物理層で実現する。第１トランシーバー１１３及び第２トランシーバー１２３はいずれも、送信用端子Ｔｘ及び受信用端子Ｒｘを有し、送信用端子Ｔｘで送信すべきデータを表す信号を入力し、通信線３ｅ又は通信線３ｆから受信した信号を受信用端子Ｒｘから出力する。

ＭＵ２ａは、ＲＣ１の内部構成と同様に、送受信制御部２０ａと、２つの接続部２１ａ，２２ａと、を備えている。

送受信制御部２０ａは、２つの接続部２１ａ，２２ａの一方から受信したデータ信号を他方から送信すべきか否かの判断を行う。また、一方から自身あてのデータ信号を受信した場合に当該データを図示しない自身の他の構成部へ与える処理を行う。更に、自身の図示しない構成部から与えられるデータを受け付けて２つの異なる接続部２１ａ，２２ａのいずれかから送信させる処理を行う。送受信制御部２０ａは、予め上述のような処理を行うようにハードウェア的に構成されてもよいし、マイクロコンピューターを用いてソフトウェア的に処理を行うように構成されてもよい。

ＲＣ１は、デイジーチェーン型の接続を用いて、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを識別するための識別子である、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ毎に異なるＩＤを付与してもよい。これによれば、デイジーチェーン型の接続を用いてＩＤを付与するので、バス型の接続よりＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに多くの情報量を送ることができる。

ＩＤは、ＲＣ１の起動時に付与されてもよい。これによれば、ＩＤをＲＣ１の起動時に付与するので、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに用いる駆動装置を共通ユニットとして用いることができる。

ＭＵ２ａは、ＩＤが記録された記録部９ａを備えてもよい。これによれば、ＭＵ２ａが記録部９ａを有するので、送受信制御部２０ａは記録部９ａに記録されたＩＤを参照することができる。例えば、ＲＣ１が起動するたびに各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにＩＤを設定するが、ＲＳ−４８５プロトコルを使って根元のＭＵ２ａから順々にＩＤを設定すると、通信に遅延が発生する（根元ＭＵ２ａと先端ＭＵ２ｄとでは命令到達時間に差が出ている）。初回のみ各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの記録部９ａにＩＤを書き込み、以降、これを参照用として用いることで、通信の遅延の発生を抑えることができる。

ＭＵ２ａが有する２つの接続部２１ａ，２２ａは、ＲＣ１が有する接続部１１，１２と同様に構成されるので対応する符号を付して詳細な説明を省略する。ＭＵ２ａは、接続部２１ａにより通信線３ａを介してＲＣ１からデータを受信し、通信線３ｂを介してＭＵ２ｂへデータを送信する。ＭＵ２ａは、接続部２２ａにより通信線３ｆを介してＲＣ１及び各ＭＵ２ｂ，２ｃ，２ｄとデータを送受信する。

本実施形態では上述のように、ＲＣ１及び各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、ＣＡＮプロトコルあるいはＲＳ−４８５プロトコルに基づき送受信を行う。

図３は、本実施形態に係るＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの送受信制御部による受信処理の一例を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１０において、ＲＣ１は、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのＩＤを初期化する。ＲＣ１及び各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、通信線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを介したＲＳ−４８５プロトコルによる通信を行う。

次に、ステップＳ２０において、ＲＣ１は、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのパラメーターを初期化する。ＲＣ１及び各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、通信線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを介したＲＳ−４８５プロトコルによる通信を行う。

次に、ステップＳ３０において、ＲＣ１は、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに指令（位置、速度等）を行う。ＲＣ１及び各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、通信線３ｆを介したＣＡＮプロトコルによる通信を行う。

次に、ステップＳ４０において、ＲＣ１は、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのデータの取得を行う。ＲＣ１及び各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、通信線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを介したＲＳ−４８５プロトコルによる通信、あるいは通信線３ｆを介したＣＡＮプロトコルによる通信を行う。

次に、ステップＳ５０において、ＲＣ１は、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの状態確認を行う。ＲＣ１及び各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、通信線３ｆを介したＣＡＮプロトコルによる通信を行う。そして、終了する。

ここで、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのＩＤの初期化について説明する。
図４は、本実施形態に係るＲＣ１から各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄへ指示コマンドとして「ＩＤがＦＦに対しＩＤを０に変更する」コマンドが送信される過程を示すシーケンス図である。上記に記載の駆動装置の制御方法であって、ＲＣ１は、デイジーチェーン型の接続を用いて、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを識別するための識別子である、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ毎に異なるＩＤを付与する。

ＲＣ１が、基点として認識している接続部１２から「ＩＤがＦＦに対しＩＤを０に変更する」コマンドを送信すると、まず接続部１２が接続している通信線３ａに同様に接続しているＭＵ２ａの接続部２１ａで「ＩＤがＦＦに対しＩＤを０に変更する」コマンドを受信する。ＭＵ２ａは、ＩＤがＦＦの制御機器としてＩＤを０に変更すると共に、受信中の「ＩＤがＦＦに対しＩＤを０に変更する」コマンドに対する応答コマンドを接続部２１ａから通信線３ｂへ送信する。

応答コマンドは、ＭＵ２ａから通信線３ｂを介してＭＵ２ｂへ、ＭＵ２ｂから通信線３ｃを介してＭＵ２ｃへ、ＭＵ２ｃから通信線３ｄを介してＭＵ２ｄへ逐次同時的に送信される。

ＭＵ２ｄは、接続部２１ｄから応答コマンドを受信している場合、他のＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ同様に、接続部２１ｄから応答コマンドを送信する。接続部２２ｄは、通信線３ｅを介してＲＣ１の接続部１１と接続しており、システム全体での接続は環状である。ＲＣ１の送受信制御部１０は、自身が基点の接続部１１から送信した「ＩＤがＦＦに対しＩＤを０に変更する」コマンドに対する応答コマンドを、接続部１１で受信した場合、駆動装置全体での接続が環状であり、データが正常に各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄへ到達することを認識する。このように、各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが応答コマンドを受信した場合には逐次、他方の接続部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄから転送することにより、ＲＣ１はもしも、応答コマンドあるいは指示コマンドを接続部１１から受信できないときは、いずれかのＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで通信に異常が発生していると認識することができる。

次に、ＲＣ１は、接続部１２から「ＩＤがＦＦに対しＩＤを１に変更する」コマンドを送信すると、まず接続部１２が接続している通信線３ａに同様に接続しているＭＵ２ａの接続部２１ａで「ＩＤがＦＦに対しＩＤを１に変更する」コマンドを受信する。ＭＵ２ａは、ＩＤがＦＦの制御機器ではないので、受信中の「ＩＤがＦＦに対しＩＤを１に変更する」コマンドを接続部２１ａから通信線３ｂへ送信する。ＭＵ２ｂは、ＩＤがＦＦの制御機器としてＩＤを１に変更すると共に、受信中の「ＩＤがＦＦに対しＩＤを１に変更する」コマンドに対する応答コマンドを接続部２１ｂから通信線３ｃへ送信する。

応答コマンドは、ＭＵ２ｂから通信線３ｃを介してＭＵ２ｃへ、ＭＵ２ｃから通信線３ｄを介してＭＵ２ｄへ、ＭＵ２ｄから通信線３ｅを介してＲＣ１へ逐次同時的に送信される。そして、各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのＩＤが設定される。

本実施形態によれば、ＲＣ１は、バス型の接続よりＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに多くの情報量を送ることができる。

以後、ＲＣ１及び各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、２つの接続部を夫々区別し、基本的に受信したＣＡＮプロトコルあるいはＲＳ−４８５プロトコルについて通信する。具体的には、ＭＵ２ａは、ＲＣ１側（上流側）の接続部２１ａから受信したヘッダーのＩＤが自身に対応する場合に、当該ヘッダーに続けてレスポンスを接続部２２ａから送信する。他のＭＵ２ｂ，２ｃ，２ｄでも同様である。

初期化後のバス型通信の使用において、以下の内容を、ＲＣ１は各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに発信してもよい。例えば、エンコーダー５ａやモーター制御部４ａに対して、位置情報の同期ラッチ命令、現在状態の通知（エラー通知等）、及びモーター制御部４ａに対して、同期制御開始や停止命令等である。

また、初期化後のデイジーチェーン型の接続を用いて、以下の内容を、ＲＣ１は各ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにバケツリレーでデータを発信してもよい。例えば、エンコーダー５ａやモーター制御部４ａに対して、周期的な位置情報の取得、周期的な制御情報のやり取り等である。デイジーチェーン型の接続はＩＤ設定だけでなく、情報通信に用いてもよい。これにより、バス型の接続より多くの情報量を送ることができる。

＜ロボット＞
図５は、本実施形態に係る駆動装置を適用した垂直多関節（６軸）ロボットの外観斜視図である。
次に、上述した駆動装置を適用したロボットについて説明する。なお、ロボットの一例として、以下に、垂直多関節ロボット（６軸）を示すが、ロボットとしてはこれらに限定されず、双腕ロボット、その他の多軸ロボットであってもよい。なお、ロボット８の説明では、上述したＭＵ２ａの内部構成と同様であるＭＵ２ｅ，２ｆを追加して説明する。

駆動装置は、第１アームとしてのアーム８２と、アーム８２に対して回動可能に配置されている第２アームとしてのアーム８３と、第３アームとしてのアーム８４と、アーム８４に対して回動可能に配置されている第４アームとしてのアーム８５と、を備えるロボットの駆動装置である。

駆動装置は、基台８１に対して回動する駆動力をアーム８２に伝達するＭＵ２ａと、アーム８２に対して回動する駆動力をアーム８３に伝達する第１駆動装置としてのＭＵ２ｂと、アーム８３に対して回動する駆動力をアーム８４に伝達するＭＵ２ｃと、アーム８４に対して回動する駆動力をアーム８５に伝達する第２駆動装置としてのＭＵ２ｄと、アーム８５に対して回動する駆動力を各支持リング８６１、リスト本体８６２に伝達するＭＵ２ｅ、ＭＵ２ｆと、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを制御する制御部としてのＲＣ１と、を備えている。

ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、ＲＣ１によって、制御されている。ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、ＲＣ１に対してバス型とデイジーチェーン型との両方で接続されている。

ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、各駆動部を駆動するモーター６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆと、モーター６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆを制御するモーター制御部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆと、を備えている。これによれば、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆがモーター６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆとモーター制御部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆとを備えるので、ロボット８の動作を確実に制御することができる。

ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、各駆動部の位置を検出するエンコーダーを備えてもよい（図示せず）。これによれば、ＭＵ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆがエンコーダーを備えるので、ロボット８の状態を確実に検出することができる。

図５に示すロボット８は、垂直多関節ロボットである。
このようなロボット８は、基台８１と、４本のアーム８２，８３，８４，８５と、リスト８６とを備え、これらが順に連結されている。

基台８１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。このような基台８１の上端部にはアーム８２が水平方向に対して傾斜した姿勢で連結しており、アーム８２は、基台８１に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、基台８１内には、ＭＵ２ａを構成する、アーム８２を回動させるモーター６ａ及びモーター６ａの制御を行うモーター制御部４ａが配置されている。

アーム８２の先端部には、アーム８３が連結しており、アーム８３は、アーム８２に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８３内には、ＭＵ２ｂを構成する、アーム８３をアーム８２に対して回動させるモーター６ｂ及びモーター６ｂの制御を行うモーター制御部４ｂが設置されている。

アーム８３の先端部には、アーム８４が連結しており、アーム８４は、アーム８３に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８４内には、ＭＵ２ｃを構成する、アーム８４をアーム８３に対して回動させるモーター６ｃ及びモーター６ｃの制御を行うモーター制御部４ｃが設置されている。

アーム８４の先端部には、アーム８５が連結しており、アーム８５は、アーム８４に対してアーム８４の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５内には、ＭＵ２ｄを構成する、アーム８５をアーム８４に対して回動させるモーター６ｄ及びモーター６ｄの制御を行うモーター制御部４ｄが設置されている。

アーム８５の先端部には、リスト８６が連結している。リスト８６は、アーム８５に連結されたリング状の支持リング８６１と、支持リング８６１の先端部に支持された円筒状のリスト本体８６２とを有している。リスト本体８６２の先端面は、平坦な面となっており、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーターが装着される装着面となる。

支持リング８６１は、アーム８５に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、リスト本体８６２は、支持リング８６１に対してリスト本体８６２の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５内には、支持リング８６１をアーム８５に対して回動させるモーター６ｅ及びモーター６ｅの制御を行うモーター制御部４ｅと、リスト本体８６２を支持リング８６１に対して回動させるモーター６ｆ及びモーター６ｆの制御を行うモーター制御部４ｆとが配置されている。モーター６ｅ，６ｆの駆動力は、それぞれ、図示しない駆動力伝達機構によって支持リング８６１、リスト本体８６２に伝達される。

上述したロボット８によれば、４本のアーム８２，８３，８４，８５とリスト８６との回動位置を制御するためのモーター６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆのローターの位置（電気角θe）を高精度に制御することができる。即ち、モーター６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆが、ローターの位置を検出するセンサー（エンコーダーなど）を設けず、自身のコイルに生じる逆起電圧に基づいて、ローターの位置（電気角θe）を高精度で算出することができる。したがって、ロボット８は、より高い位置精度や回動精度でリスト８６を所望の位置に移動させることができる。

アーム８３とアーム８４とは、一体であってもよい。これによれば、アーム８３とアーム８４とが一体であるので、多関節ロボットを実現することができる。本実施形態では、アーム８３とアーム８４とは、一体ではないがアーム８３とアーム８４とは接続されており、多関節ロボットを実現している。

以上、本実施形態に係る駆動装置を備えたロボット８として、垂直多関節ロボット（６軸）を例示したが、双腕ロボット、水平多関節ロボット、その他の多軸ロボットなどもロボットの一種であり、上述と同様な効果を奏する。

本実施形態によれば、ＲＣ１及び各ＭＵの接続に、バス型とデイジーチェーン型との両方を採用することができる。これにより、ＲＣ１及び各ＭＵの同期性や周期性に優れた通信を実現することができる。その結果、メンテナンス性の向上及び二重安全化を図ることができる。

図６は、本実施形態に係る駆動装置を組み込んだ印刷装置７００を例示した斜視図である。図示した印刷装置７００は、印刷媒体７の表面にインクを噴射して画像を印刷するいわゆるインクジェットプリンターである。

印刷装置７００は、駆動装置としての駆動部７２４を備えている。駆動部７２４は、モーター６ａを備えるＭＵ２ａと、モーター６ｂを備えるＭＵ２ｂと、ＭＵ２ａ，２ｂを制御するＲＣ１（図示せず）と、を備える。ＭＵ２ａ，２ｂは、ＲＣ１に対してバス型とデイジーチェーン型との両方で接続されている。

印刷装置７００は、略箱形の外観形状をしており、前面の略中央には排紙トレイ７０１や、排出口７０２や、複数の操作ボタン７０５が設けられている。また、背面側には供給トレイ７０３が設けられている。供給トレイ７０３に印刷媒体７をセットして操作ボタン７０５を操作すると、供給トレイ７０３から印刷媒体７が吸い込まれて、印刷装置７００の内部で印刷媒体７の表面に画像が印刷された後、排出口７０２から排出される。

印刷装置７００の内部には、印刷媒体７上で主走査方向に往復動するキャリッジ７２０と、キャリッジ７２０の主走査方向への動きをガイドするガイドレール７１０が設けられている。また、図示したキャリッジ７２０は、印刷媒体７上にインクを噴射する噴射ヘッド７２２や、キャリッジ７２０を主走査方向に駆動するための駆動部７２４などから構成されている。噴射ヘッド７２２の底面側（印刷媒体７に向いた側）には、複数の噴射ノズルが設けられており、噴射ノズルから印刷媒体７に向かってインクを噴射することができる。また、駆動部７２４には、モーター６ａ，６ｂが搭載されている。モーター６ａの駆動凸部（図示は省略）はガイドレール７１０に押し付けられている。このため、モーター６ａを動作させることで、キャリッジ７２０を主走査方向に移動させることができる。また、モーター６ｂの駆動凸部１１４は、噴射ヘッド７２２に対して押し付けられている。このため、モーター６ｂを動作させることで、噴射ヘッド７２２の底面側を印刷媒体７に近付けたり、印刷媒体７から遠ざけたりすることが可能である。また、印刷媒体７として、いわゆるロール紙を用いる印刷装置７００では、画像を印刷したロール紙を切断する機構が必要となる。このような場合には、キャリッジ７２０にカッターを取り付けて主走査方向に移動させれば、ロール紙を切断することも可能である。

本実施形態によれば、上記に記載の駆動装置を備えるので、メンテナンス性の向上及び二重安全化を図ることができる。

なお、前記実施形態では、通信プロトコルとしてＣＡＮ、ＲＳ−４８５を用いたが、他の通信プロトコルでもよい。例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ−４２２等を用いたネットワークを介して通信制御する方法がある。

以上、本発明のロボット、駆動装置、駆動装置の制御方法、及び印刷装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、前記実施形態では、ロボット（基台）が固定される平面（面）である第１面は、水平面と平行な平面（面）であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面（面）でもよく、また、鉛直面と平行な平面（面）であってもよい。すなわち、回動軸は、鉛直方向や水平方向に対して傾斜していてもよく、また、水平方向と平行であってもよい。

また、本発明のロボットは、垂直多関節ロボットに限らず、水平多関節ロボットやパラレルリンクロボット、双腕ロボットなどでも同様の効果が得られる。また、本発明のロボットは、６軸ロボットに限らず、７軸以上のロボットや５軸以下のロボットでも同様の効果が得られる。また、本発明のロボットは、アームを有していれば、アーム型ロボット（ロボットアーム）に限定されず、他の形式のロボット、例えば、脚式歩行（走行）ロボット等であってもよい。

１…ＲＣ ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ…ＭＵ ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ…通信線 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ…モーター制御部 ５ａ…エンコーダー ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ…モーター ７…印刷媒体 ８…ロボット ９ａ…記録部 １０，２０ａ…送受信制御部 １１，１２，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…接続部 ８１…基台 ８２，８３，８４，８５…アーム ８６…リスト １１１…第１送受信部 １１３…第１トランシーバー １１４…駆動凸部 １２１…第２送受信部 １２３…第２トランシーバー ７００…印刷装置 ７０１…排紙トレイ ７０２…排出口 ７０３…供給トレイ ７０５…操作ボタン ７１０…ガイドレール ７２０…キャリッジ ７２２…噴射ヘッド ７２４…駆動部 ８６１…支持リング ８６２…リスト本体。

Claims (10)

1. 第１アームと、
   前記第１アームに対して回動可能に配置されている第２アームと、
   第３アームと、
   前記第３アームに対して回動可能に配置されている第４アームと、
   前記第１アームに対して回動する駆動力を前記第２アームに伝達する第１駆動装置と、
   前記第３アームに対して回動する駆動力を前記第４アームに伝達する第２駆動装置と、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御部と、
   を有し、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記制御部に対してバス型と環状のデイジーチェーン型との両方で接続され、
   前記制御部は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置にＩＤを設定するコマンドを送信し、
   前記第１駆動装置は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記ＩＤに変更する応答コマンドを前記第２駆動装置に送信し、
   前記第２駆動装置は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記応答コマンドを前記制御部に送信し、
   前記制御部は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第２駆動装置に前記第１駆動装置の前記ＩＤとは異なるＩＤを設定するコマンドを送信することを特徴とするロボット。
2. 前記第２アームと前記第３アームとは、一体であることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記ＩＤは、前記制御部の起動時に付与されることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
4. 前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記ＩＤが記録された記録部を有することを特徴とする請求項１又は３に記載のロボット。
5. 前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記第２アーム及び前記第４アームの位置を検出するエンコーダーを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボット。
6. 前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記第２アーム及び前記第４アームを駆動するモーターと、前記モーターを制御するモーター制御部と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボット。
7. 第１アームと、
   前記第１アームに対して回動可能に配置されている第２アームと、
   第３アームと、
   前記第３アームに対して回動可能に配置されている第４アームと、
   前記第１アームに対して回動する駆動力を前記第２アームに伝達する第１駆動装置と、
   前記第３アームに対して回動する駆動力を前記第４アームに伝達する第２駆動装置と、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御部と、
   を有し、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記制御部に対してバス型とデイジーチェーン型との両方で接続され、
   前記制御部は、前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置毎に異なるＩＤを付与し、
   前記制御部は、前記ＩＤが付与された後に、前記バス型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置に指示を指令し、
   前記制御部は、前記ＩＤが付与された後に、前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置から周期的な位置情報を取得することを特徴とするロボット。
8. 第１駆動装置と、
   第２駆動装置と、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御部と、
   を有し、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記制御部に対してバス型と環状のデイジーチェーン型との両方で接続され、
   前記制御部は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置にＩＤを設定するコマンドを送信し、
   前記第１駆動装置は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記ＩＤに変更する応答コマンドを前記第２駆動装置に送信し、
   前記第２駆動装置は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記応答コマンドを前記制御部に送信し、
   前記制御部は、環状の前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第２駆動装置に前記第１駆動装置とは異なるＩＤを設定するコマンドを送信することを特徴とする駆動装置。
9. 第１駆動装置と、
   第２駆動装置と、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御部と、
   を有し、
   前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は、前記制御部に対してバス型とデイジーチェーン型との両方で接続され、
   前記制御部は、前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置毎に異なるＩＤを付与し、
   前記制御部は、前記ＩＤが付与された後に、前記バス型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置に指示を指令し、
   前記制御部は、前記ＩＤが付与された後に、前記デイジーチェーン型の接続を用いて、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置から周期的な位置情報を取得することを特徴とする駆動装置。
10. 請求項８又は９に記載の駆動装置を有することを特徴とする印刷装置。

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