駆動軸共有装置および駆動軸共有方法
【課題】専用の制御装置を用いることなく、１つの共有駆動軸を複数の制御装置によって駆動制御することができ、構造が簡単であるとともに、低コストで実現することが可能な、駆動軸共有装置および駆動軸共有方法を提供する。
【解決手段】駆動軸共有装置１０は、共有駆動軸２０と、共有駆動軸２０に連結され、共有駆動軸２０を駆動する第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２とを備えている。第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２は、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０によってそれぞれ制御される。第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。
【解決手段】駆動軸共有装置１０は、共有駆動軸２０と、共有駆動軸２０に連結され、共有駆動軸２０を駆動する第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２とを備えている。第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２は、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０によってそれぞれ制御される。第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸共有装置および駆動軸共有方法に係り、とりわけ１つの共有駆動軸を複数の制御装置によって駆動制御することが可能な駆動軸共有装置および駆動軸共有方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のロボットおよびそれらを制御する複数のロボットコントローラが、互いに干渉し合って動作を行う技術として、「協調動作」や「同期動作」と呼ばれる技術が存在する。
【０００３】
特許文献１には、通信路を介して互いに接続された複数の制御装置によって共有軸を制御する技術であって、同時に複数の制御装置が共有軸を制御することがないように排他制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７３８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、共有軸を駆動するために専用の制御装置が設けられているので、コスト面で不利になるという問題が存在する。また、排他制御を行うために同期通信などを行う必要があり、複雑なやり取りが必要となる。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、専用の制御装置を用いることなく、１つの共有駆動軸を複数の制御装置によって駆動制御することができ、構造が簡単であるとともに、低コストで実現することが可能な、駆動軸共有装置および駆動軸共有方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、駆動軸共有装置において、共有駆動軸と、前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第１の駆動装置と、前記第１の駆動装置に接続され、前記第１の駆動装置を制御する第１の制御装置と、前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第２の駆動装置と、前記第２の駆動装置に接続され、前記第２の駆動装置を制御する第２の制御装置とを備え、前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【０００８】
本発明は、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、信号線により互いに接続され、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、前記信号線を介して互いに使用権ステータスを入出力することが可能であり、前記第１の制御装置は、前記第１の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、前記第２の制御装置は、前記第２の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【０００９】
本発明は、前記第１の制御装置に接続された第３の駆動装置と、前記第３の駆動装置によって駆動される非共有駆動軸とを更に備え、前記第１の制御装置は、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１０】
本発明は、前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されている間、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１１】
本発明は、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置はそれぞれサーボモータからなり、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置は、それぞれ駆動ベルトを介して前記共有駆動軸に連結されていることを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１２】
本発明は、前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第１の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御し、前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第２の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１３】
本発明は、駆動軸共有装置を用いて、前記共有駆動軸を駆動する駆動軸共有方法において、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程と、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程とを備えたことを特徴とする駆動軸共有方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の制御装置は、第２の駆動装置によって共有駆動軸が駆動されていない場合、第１の駆動装置により共有駆動軸を排他的に駆動する。また、第２の制御装置は、第１の駆動装置によって共有駆動軸が駆動されていない場合、第２の駆動装置により共有駆動軸を排他的に駆動する。このことにより、共有駆動軸を駆動するための専用の制御装置を別途設ける必要が無く、駆動軸共有装置の構造を簡単なものとすることができるとともに、駆動軸共有装置を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置における、共有駆動軸、第１の駆動装置および第２の駆動装置を有する１軸駆動装置を示す平面図。
【図３】本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置における、共有駆動軸、第１の駆動装置および第２の駆動装置を有する１軸駆動装置を示す概略斜視図。
【図４】本発明の一実施の形態による駆動軸共有方法を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。図１乃至図４は、本発明の一実施の形態を示す図である。
【００１７】
まず、図１乃至図３により、本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置の構成について説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態による駆動軸共有装置１０の全体構成を示す概略図である。
【００１９】
図１に示すように、駆動軸共有装置１０は、共有駆動軸２０と、共有駆動軸２０に連結され、それぞれ共有駆動軸２０を駆動する第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２と、第１の駆動装置３１に接続された第１の制御装置４０と、第２の駆動装置３２に接続された第２の制御装置５０とを備えている。
【００２０】
このうち共有駆動軸２０と、第１の駆動装置３１と、第２の駆動装置３２とにより、１軸駆動装置１５が構成されている。
【００２１】
また、第１の制御装置４０には第１の直交２軸駆動装置６０が接続され、第２の制御装置５０には第２の直交２軸駆動装置７０が接続されている。
【００２２】
図２は、共有駆動軸２０と、第１の駆動装置３１と、第２の駆動装置３２とを有する１軸駆動装置１５を示す平面図であり、図３は、図２に示す１軸駆動装置１５の構成を簡略化して示した概略斜視図である。
【００２３】
図２および図３に示すように、共有駆動軸２０は、長尺状の駆動軸本体２１と、駆動軸本体２１の長手方向に延びるボールねじ２２と、ボールねじ２２に沿って直線移動自在のスライダ２３とを有している。このうちボールねじ２２の一端にはプーリ２４が固着され、プーリ２４には、第１のタイミングベルト（駆動ベルト）２５および第２のタイミングベルト（駆動ベルト）２６が巻き掛けられている。
【００２４】
図３に示すように、第１の駆動装置３１の駆動軸にはプーリ２７が固着されており、このプーリ２７には、第１のタイミングベルト２５が巻き掛けられている。この場合、第１の駆動装置３１の駆動軸からの動力は、プーリ２７、第１のタイミングベルト２５、およびプーリ２４を順次介してボールねじ２２に伝えられ、スライダ２３がボールねじ２２に沿って直動するようになっている。
【００２５】
同様に、第２の駆動装置３２の駆動軸にはプーリ２８が固着されており、プーリ２８には、第２のタイミングベルト２６が巻き掛けられている。この場合、第２の駆動装置３２の駆動軸からの動力は、プーリ２８、第２のタイミングベルト２６、およびプーリ２４を順次介してボールねじ２２に伝えられ、スライダ２３がボールねじ２２に沿って直動するようになっている。
【００２６】
第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２は、それぞれサーボモータからなっている。図３に示すように、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２には、それぞれその駆動軸の位置を検出するためのエンコーダ３３、３４が取り付けられている。また、第１の駆動装置３１は、エンコーダ３３および信号線３５を介して第１の制御装置４０に接続され、第２の駆動装置３２は、エンコーダ３４および信号線３６を介して第２の制御装置５０に接続されている。なお、信号線３５、３６は、サーボモータを駆動する動力線やエンコーダの信号線を全て含んだ形で図示している。
【００２７】
再度図１を参照すると、第１の制御装置４０は、第１の駆動装置３１を駆動するものであって、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができる。
【００２８】
第１の制御装置４０は、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部４１と、動作プログラム・メモリ部４２と、動作プログラム解析部４３と、動作プログラム指令部４４と、駆動制御部４５と、Ｉ／Ｏ部４６とを有している。
【００２９】
ＨＭＩ部４１は、ユーザーが第１の制御装置４０を制御する際に使用するものであり、例えば、表示装置やティーチングペンダント等を含んでいる。
【００３０】
動作プログラム・メモリ部４２は、１軸駆動装置１５および第１の直交２軸駆動装置６０を駆動するための動作プログラムを記憶しておくものである。この動作プログラムは、ＨＭＩ部４１においてユーザーによって登録されたものである。
【００３１】
動作プログラム解析部４３は、動作プログラム・メモリ部４２に記憶された動作プログラムを解析し、各駆動装置（第１の駆動装置３１、第１の直交２軸駆動装置６０）を駆動する際の移動速度等を含む解析情報を、動作プログラム指令部４４に対して出力する。
【００３２】
動作プログラム指令部４４は、動作プログラム解析部４３によって解析された解析情報に基づいて、各駆動装置（第１の駆動装置３１、第１の直交２軸駆動装置６０）の動作指令を出力するものである。
【００３３】
駆動制御部４５は、動作プログラム指令部４４からの動作指令に基づき、各駆動装置（第１の駆動装置３１、第１の直交２軸駆動装置６０）に対して指令を出力するものである。
【００３４】
Ｉ／Ｏ部４６は、信号線４８により、後述する第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して接続されている。このＩ／Ｏ部４６は、動作プログラム指令部４４からの指令に基づいて、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６との間で互いに使用権ステータスを入出力するものである。
【００３５】
ここで使用権ステータスとは、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０のうち、どちらが共有駆動軸２０を使用（駆動制御）する権利を有するかを示すものである。具体的には、第１の制御装置４０が使用権ステータスを有する場合、第１の制御装置４０は、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができ、この間、第２の駆動装置３２は共有駆動軸２０を駆動することができない。他方、第２の制御装置５０が使用権ステータスを有する場合、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができ、この間、第１の駆動装置３１は共有駆動軸２０を駆動することができない。
【００３６】
なお、使用権ステータスは、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０のうちどちらか一方が必ず有している必要はない。共有駆動軸２０を全く駆動する必要がないときは、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０がともに使用権ステータスを有していなくても良い。
【００３７】
一方、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２を駆動するものであり、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができる。
【００３８】
第２の制御装置５０は、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部５１と、動作プログラム・メモリ部５２と、動作プログラム解析部５３と、動作プログラム指令部５４と、駆動制御部５５と、Ｉ／Ｏ部５６とを有している。
【００３９】
これらＨＭＩ部５１、動作プログラム・メモリ部５２、動作プログラム解析部５３、動作プログラム指令部５４、駆動制御部５５およびＩ／Ｏ部５６の機能は、第１の制御装置４０のＨＭＩ部４１、動作プログラム・メモリ部４２、動作プログラム解析部４３、動作プログラム指令部４４、駆動制御部４５およびＩ／Ｏ部４６の機能と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
なお、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０により共有駆動軸２０を駆動制御する方法の詳細については後述する。
【００４１】
ところで、図１に示すように、第１の直交２軸駆動装置６０は、２つの駆動装置（第３の駆動装置）６１、６２と、駆動装置６１、６２によってそれぞれ駆動される非共有駆動軸６３、６４とを有している。
【００４２】
このうち非共有駆動軸６４は、非共有駆動軸６３に対して直交する向きに連結されており、非共有駆動軸６３の長手方向に沿って移動可能となっている。さらに、非共有駆動軸６４は、非共有駆動軸６４の長手方向に沿って移動可能なスライダ部６５を有している。
【００４３】
また、駆動装置６１、６２は、それぞれ信号線６６、６７を介して、第１の制御装置４０の駆動制御部４５に接続されている。そして第１の制御装置４０は、駆動装置６１、６２により非共有駆動軸６３、６４を駆動するようになっている。なお、信号線６６、６７は、モータを駆動する動力線やエンコーダの信号線を全て含んだ形で図示している。
【００４４】
一方、第２の直交２軸駆動装置７０は、２つの駆動装置７１、７２と、駆動装置７１、７２によってそれぞれ駆動される非共有駆動軸７３、７４とを有している。
【００４５】
このうち非共有駆動軸７４は、非共有駆動軸７３に対して直交する向きに連結されており、非共有駆動軸７３の長手方向に沿って移動可能となっている。さらに、非共有駆動軸７４は、非共有駆動軸７４の長手方向に沿って移動可能なスライダ部７５を有している。
【００４６】
また、駆動装置７１、７２は、それぞれ信号線７６、７７を介して、第２の制御装置５０の駆動制御部５５に接続されている。そして第２の制御装置５０は、駆動装置７１、７２により非共有駆動軸７３、７４を駆動するようになっている。なお、信号線７６、７７は、モータを駆動する動力線やエンコーダの信号線を全て含んだ形で図示している。
【００４７】
なお、第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０としては、それぞれ一般的な２軸直交ロボットを用いることができる。
【００４８】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、図４を用いて説明する。
【００４９】
まず、第１の制御装置４０の動作プログラム解析部４３が、動作プログラム・メモリ部４２に記憶された動作プログラムを解析し、第１の制御装置４０が共有駆動軸２０を駆動制御する予定があるか否かを判断する（図４のステップＳａ１）。
【００５０】
仮に、第１の制御装置４０が共有駆動軸２０を駆動制御する予定がない場合、第１の制御装置４０は使用権ステータスを有さない（以下、第１の制御装置４０の使用権ステータスを「使用権ステータス１」ともいう）。このため、第１の制御装置４０は使用権ステータス１をＯＦＦにした状態のままである。この場合、第１の制御装置４０は、共有駆動軸２０を駆動することはできないが、第１の直交２軸駆動装置６０を駆動することは可能である。
【００５１】
第１の制御装置４０が共有駆動軸２０を駆動制御する予定がある場合、第１の制御装置４０は、使用権ステータス１をＯＮにする（図４のステップＳａ２）。
【００５２】
続いて、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して使用権ステータス１（ＯＮ）を出力（送信）する（図４のステップＳａ３）。
【００５３】
次に、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６から第２の制御装置５０の使用権ステータスを読み取る（図４のステップＳａ４）（以下、第２の制御装置５０の使用権ステータスを「使用権ステータス２」ともいう）。
【００５４】
次いで、第１の制御装置４０は、第２の制御装置５０の使用権ステータス２がＯＦＦであるか否かを判断する（図４のステップＳａ５）。
【００５５】
仮に、使用権ステータス２がＯＮであると、第２の制御装置５０との間で使用権ステータスが競合してしまうため、第１の制御装置４０は使用権ステータス１を有することができない。したがって、第１の制御装置４０は、使用権ステータス１をＯＦＦとする（図４のステップＳａ８）。この場合、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して使用権ステータス１（ＯＦＦ）を出力（送信）する（図４のステップＳａ９）。
【００５６】
一方、図４のステップＳａ５において、使用権ステータス２がＯＦＦであると判断される場合、すなわち、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第１の駆動装置３１が共有駆動軸２０を排他的に駆動する。
【００５７】
この際、第１の制御装置４０の駆動制御部４５は、信号線３５を介して第１の駆動装置３１に対して動作指令を出力する。次に、第１の駆動装置３１の駆動軸が駆動され、この駆動軸からの動力は、プーリ２７、第１のタイミングベルト２５、およびプーリ２４を順次介してボールねじ２２に伝えられ、スライダ２３がボールねじ２２に沿って直動する（図３参照）。このようにして、共有駆動軸２０が駆動される（図４のステップＳａ６）。
【００５８】
このように第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第２の制御装置５０の駆動制御部５５は、第２の駆動装置３２に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御を行う。
【００５９】
また、このとき第２の駆動装置３２に接続されたエンコーダ３４は、第２の駆動装置３２の回転位置（パルス）に関する情報を、信号線３６を介して第２の制御装置５０に対して送信している。したがって、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２を駆動していない間も、共有駆動軸２０のスライダ２３の位置を常時把握することができる。
【００６０】
同時に、第１の制御装置４０の駆動制御部４５は、各信号線６６、６７を介して、第１の直交２軸駆動装置６０の各駆動装置６１、６２に対して、それぞれ動作指令を出力する。この場合、各駆動装置６１、６２は非共有駆動軸６３、６４を駆動する。このようにして、第１の制御装置４０により、共有駆動軸２０（１軸駆動装置１５）とともに、非共有駆動軸６３、６４（第１の直交２軸駆動装置６０）が駆動される。
【００６１】
この間、第２の制御装置５０は、共有駆動軸２０を駆動することはできないが、第２の直交２軸駆動装置７０を駆動しても良い。すなわち、第２の制御装置５０の駆動制御部５５は、各信号線７６、７７を介して、第２の直交２軸駆動装置７０の各駆動装置７１、７２に対してそれぞれ動作指令を出力し、各駆動装置７１、７２が非共有駆動軸７３、７４を駆動しても良い。
【００６２】
その後、共有駆動軸２０の駆動が終了し、共有駆動軸２０が停止する（図４のステップＳａ７）。
【００６３】
次に、第１の制御装置４０は、使用権ステータス１をＯＦＦにする（図４のステップＳａ８）。その後、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して使用権ステータス１（ＯＦＦ）を出力（送信）する（図４のステップＳａ９）。
【００６４】
このようにして、第１の制御装置４０による共有駆動軸２０の駆動制御が行われる。
【００６５】
一方、図４において、第２の制御装置５０におけるステップＳｂ１〜Ｓｂ９については、それぞれ第１の制御装置４０におけるステップＳａ１〜Ｓａ９と同様である。以下では、第２の制御装置５０におけるステップＳｂ１〜Ｓｂ９の概要のみを簡単に説明する。
【００６６】
すなわち、まず第２の制御装置５０が共有駆動軸２０を駆動制御する場合、第２の制御装置５０は、使用権ステータス２をＯＮとし、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６に対して使用権ステータス２（ＯＮ）を出力（送信）する（図４のステップＳｂ１〜Ｓｂ３）。
【００６７】
次いで、第２の制御装置５０は、第１の制御装置４０の使用権ステータス１がＯＦＦであり、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第２の駆動装置３２が共有駆動軸２０を排他的に駆動する（図４のステップＳｂ４〜Ｓｂ６）。
【００６８】
このように第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第１の駆動装置３１は、第１の駆動装置３１に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御を行う。この間、第１の制御装置４０は、共有駆動軸２０を駆動することはできないが、第１の直交２軸駆動装置６０を駆動しても良い。
【００６９】
その後、第２の制御装置５０による共有駆動軸２０の駆動が終了し、共有駆動軸２０が停止する（図４のステップＳｂ７）。次に、第２の制御装置５０は、使用権ステータス２をＯＦＦにし、第１の制御装置４０に対して使用権ステータス２（ＯＦＦ）を出力（送信）する（図４のステップＳｂ８〜Ｓｂ９）。
【００７０】
このように本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。また、第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。このことにより、共有駆動軸２０を駆動するための専用の制御装置を設ける必要が無いので、駆動軸共有装置１０の全体構造を簡単なものとすることができる。また、駆動軸共有装置１０を低コストで実現することができる。
【００７１】
また本実施の形態によれば、第１の制御装置４０と第２の制御装置５０とは、信号線４８により接続されているので、第１の制御装置４０と第２の制御装置５０との間で信号線４８を介して互いに使用権ステータスを入出力することができるようになっている。この場合、第１の制御装置４０は、第１の制御装置４０が使用権ステータスを有する場合に第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動し、第２の制御装置５０は、第２の制御装置５０が使用権ステータスを有する場合に第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。このことにより、第１の制御装置４０と第２の制御装置５０との間で、共有駆動軸２０の使用権が競合することを防止し、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２の両方が同時に共有駆動軸２０を駆動することがないようになっている。
【００７２】
また本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を駆動するのと同時に、駆動装置６１、６２により非共有駆動軸６３、６４を駆動するので、１軸駆動装置１５と第１の直交２軸駆動装置６０とを、１つのロボットのように一体的に駆動制御することができる。同様に、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を駆動するのと同時に、駆動装置７１、７２により非共有駆動軸７３、７４を駆動するので、１軸駆動装置１５と第２の直交２軸駆動装置７０とを、１つのロボットのように一体的に駆動制御することができる。
【００７３】
さらに本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されている間、駆動装置６１、６２により非共有駆動軸６３、６４を駆動することができるので、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されている間も、非共有駆動軸６３、６４によって別の作業を実行することができる。同様に、第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されている間、駆動装置７１、７２により非共有駆動軸７３、７４を駆動することができるので、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されている間も、非共有駆動軸７３、７４によって別の作業を実行することができる。
【００７４】
さらに本実施の形態によれば、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２はそれぞれサーボモータからなり、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２は、それぞれタイミングベルト（駆動ベルト）２５、２６を介して共有駆動軸２０に連結されているので、複数の駆動装置（第１の駆動装置３１、第２の駆動装置３２）により１つの共有駆動軸２０を駆動するための構造が簡単なものとなる。
【００７５】
さらに本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第１の駆動装置３１に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御する。また、第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第２の駆動装置３２に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御する。このことにより、片方の駆動装置により共有駆動軸２０を駆動している間は、他方の駆動装置の動力的影響を極力除くことができる。
【００７６】
なお、上述した実施の形態においては、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【００７７】
すなわち本実施の形態においては、共有駆動軸２０に２つの駆動装置（第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２）が連結されている。しかしながら、これに限らず、共有駆動軸２０に対して３つ以上の駆動装置が連結されていても良い。例えば、共有駆動軸２０に対して更に第３の駆動装置が連結され、この第３の駆動装置によって共有駆動軸２０が駆動されるようになっていても良い。この場合、第３の駆動装置は第３の制御装置によって駆動され、第３の制御装置は、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第３の駆動装置により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。
【００７８】
また本実施の形態においては、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０に、それぞれ第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０が接続されているが、これに限られるものではない。例えば、第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０に代えて、それぞれ１軸または３軸以上の直交ロボットを用いても良い。あるいは、第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０に代えて、垂直多関節ロボットまたは水平多関節ロボットを用いても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１０ 駆動軸共有装置
１５ １軸駆動装置
２０ 共有駆動軸
２１ 駆動軸本体
２２ ボールねじ
２３ スライダ
２４ プーリ
２５ 第１のタイミングベルト（駆動ベルト）
２６ 第２のタイミングベルト（駆動ベルト）
２７、２８ プーリ
３１ 第１の駆動装置
３２ 第２の駆動装置
３３、３４ エンコーダ
３５、３６ 信号線
４０ 第１の制御装置
４１、５１ ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部
４２、５２ 動作プログラム・メモリ部
４３、５３ 動作プログラム解析部
４４、５４ 動作プログラム指令部
４５、５５ 駆動制御部
４６、５６ Ｉ／Ｏ部
４８ 信号線
５０ 第２の制御装置
６０ 第１の直交２軸駆動装置
６１、６２、７１、７２ 駆動装置
６３、６４、７３、７４ 非共有駆動軸
６５、７５ スライダ部
６６、６７、７６、７７ 信号線
７０ 第２の直交２軸駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸共有装置および駆動軸共有方法に係り、とりわけ１つの共有駆動軸を複数の制御装置によって駆動制御することが可能な駆動軸共有装置および駆動軸共有方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のロボットおよびそれらを制御する複数のロボットコントローラが、互いに干渉し合って動作を行う技術として、「協調動作」や「同期動作」と呼ばれる技術が存在する。
【０００３】
特許文献１には、通信路を介して互いに接続された複数の制御装置によって共有軸を制御する技術であって、同時に複数の制御装置が共有軸を制御することがないように排他制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７３８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、共有軸を駆動するために専用の制御装置が設けられているので、コスト面で不利になるという問題が存在する。また、排他制御を行うために同期通信などを行う必要があり、複雑なやり取りが必要となる。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、専用の制御装置を用いることなく、１つの共有駆動軸を複数の制御装置によって駆動制御することができ、構造が簡単であるとともに、低コストで実現することが可能な、駆動軸共有装置および駆動軸共有方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、駆動軸共有装置において、共有駆動軸と、前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第１の駆動装置と、前記第１の駆動装置に接続され、前記第１の駆動装置を制御する第１の制御装置と、前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第２の駆動装置と、前記第２の駆動装置に接続され、前記第２の駆動装置を制御する第２の制御装置とを備え、前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【０００８】
本発明は、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、信号線により互いに接続され、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、前記信号線を介して互いに使用権ステータスを入出力することが可能であり、前記第１の制御装置は、前記第１の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、前記第２の制御装置は、前記第２の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【０００９】
本発明は、前記第１の制御装置に接続された第３の駆動装置と、前記第３の駆動装置によって駆動される非共有駆動軸とを更に備え、前記第１の制御装置は、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１０】
本発明は、前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されている間、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１１】
本発明は、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置はそれぞれサーボモータからなり、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置は、それぞれ駆動ベルトを介して前記共有駆動軸に連結されていることを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１２】
本発明は、前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第１の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御し、前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第２の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御することを特徴とする駆動軸共有装置である。
【００１３】
本発明は、駆動軸共有装置を用いて、前記共有駆動軸を駆動する駆動軸共有方法において、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程と、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程とを備えたことを特徴とする駆動軸共有方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の制御装置は、第２の駆動装置によって共有駆動軸が駆動されていない場合、第１の駆動装置により共有駆動軸を排他的に駆動する。また、第２の制御装置は、第１の駆動装置によって共有駆動軸が駆動されていない場合、第２の駆動装置により共有駆動軸を排他的に駆動する。このことにより、共有駆動軸を駆動するための専用の制御装置を別途設ける必要が無く、駆動軸共有装置の構造を簡単なものとすることができるとともに、駆動軸共有装置を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置における、共有駆動軸、第１の駆動装置および第２の駆動装置を有する１軸駆動装置を示す平面図。
【図３】本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置における、共有駆動軸、第１の駆動装置および第２の駆動装置を有する１軸駆動装置を示す概略斜視図。
【図４】本発明の一実施の形態による駆動軸共有方法を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。図１乃至図４は、本発明の一実施の形態を示す図である。
【００１７】
まず、図１乃至図３により、本発明の一実施の形態による駆動軸共有装置の構成について説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態による駆動軸共有装置１０の全体構成を示す概略図である。
【００１９】
図１に示すように、駆動軸共有装置１０は、共有駆動軸２０と、共有駆動軸２０に連結され、それぞれ共有駆動軸２０を駆動する第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２と、第１の駆動装置３１に接続された第１の制御装置４０と、第２の駆動装置３２に接続された第２の制御装置５０とを備えている。
【００２０】
このうち共有駆動軸２０と、第１の駆動装置３１と、第２の駆動装置３２とにより、１軸駆動装置１５が構成されている。
【００２１】
また、第１の制御装置４０には第１の直交２軸駆動装置６０が接続され、第２の制御装置５０には第２の直交２軸駆動装置７０が接続されている。
【００２２】
図２は、共有駆動軸２０と、第１の駆動装置３１と、第２の駆動装置３２とを有する１軸駆動装置１５を示す平面図であり、図３は、図２に示す１軸駆動装置１５の構成を簡略化して示した概略斜視図である。
【００２３】
図２および図３に示すように、共有駆動軸２０は、長尺状の駆動軸本体２１と、駆動軸本体２１の長手方向に延びるボールねじ２２と、ボールねじ２２に沿って直線移動自在のスライダ２３とを有している。このうちボールねじ２２の一端にはプーリ２４が固着され、プーリ２４には、第１のタイミングベルト（駆動ベルト）２５および第２のタイミングベルト（駆動ベルト）２６が巻き掛けられている。
【００２４】
図３に示すように、第１の駆動装置３１の駆動軸にはプーリ２７が固着されており、このプーリ２７には、第１のタイミングベルト２５が巻き掛けられている。この場合、第１の駆動装置３１の駆動軸からの動力は、プーリ２７、第１のタイミングベルト２５、およびプーリ２４を順次介してボールねじ２２に伝えられ、スライダ２３がボールねじ２２に沿って直動するようになっている。
【００２５】
同様に、第２の駆動装置３２の駆動軸にはプーリ２８が固着されており、プーリ２８には、第２のタイミングベルト２６が巻き掛けられている。この場合、第２の駆動装置３２の駆動軸からの動力は、プーリ２８、第２のタイミングベルト２６、およびプーリ２４を順次介してボールねじ２２に伝えられ、スライダ２３がボールねじ２２に沿って直動するようになっている。
【００２６】
第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２は、それぞれサーボモータからなっている。図３に示すように、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２には、それぞれその駆動軸の位置を検出するためのエンコーダ３３、３４が取り付けられている。また、第１の駆動装置３１は、エンコーダ３３および信号線３５を介して第１の制御装置４０に接続され、第２の駆動装置３２は、エンコーダ３４および信号線３６を介して第２の制御装置５０に接続されている。なお、信号線３５、３６は、サーボモータを駆動する動力線やエンコーダの信号線を全て含んだ形で図示している。
【００２７】
再度図１を参照すると、第１の制御装置４０は、第１の駆動装置３１を駆動するものであって、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができる。
【００２８】
第１の制御装置４０は、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部４１と、動作プログラム・メモリ部４２と、動作プログラム解析部４３と、動作プログラム指令部４４と、駆動制御部４５と、Ｉ／Ｏ部４６とを有している。
【００２９】
ＨＭＩ部４１は、ユーザーが第１の制御装置４０を制御する際に使用するものであり、例えば、表示装置やティーチングペンダント等を含んでいる。
【００３０】
動作プログラム・メモリ部４２は、１軸駆動装置１５および第１の直交２軸駆動装置６０を駆動するための動作プログラムを記憶しておくものである。この動作プログラムは、ＨＭＩ部４１においてユーザーによって登録されたものである。
【００３１】
動作プログラム解析部４３は、動作プログラム・メモリ部４２に記憶された動作プログラムを解析し、各駆動装置（第１の駆動装置３１、第１の直交２軸駆動装置６０）を駆動する際の移動速度等を含む解析情報を、動作プログラム指令部４４に対して出力する。
【００３２】
動作プログラム指令部４４は、動作プログラム解析部４３によって解析された解析情報に基づいて、各駆動装置（第１の駆動装置３１、第１の直交２軸駆動装置６０）の動作指令を出力するものである。
【００３３】
駆動制御部４５は、動作プログラム指令部４４からの動作指令に基づき、各駆動装置（第１の駆動装置３１、第１の直交２軸駆動装置６０）に対して指令を出力するものである。
【００３４】
Ｉ／Ｏ部４６は、信号線４８により、後述する第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して接続されている。このＩ／Ｏ部４６は、動作プログラム指令部４４からの指令に基づいて、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６との間で互いに使用権ステータスを入出力するものである。
【００３５】
ここで使用権ステータスとは、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０のうち、どちらが共有駆動軸２０を使用（駆動制御）する権利を有するかを示すものである。具体的には、第１の制御装置４０が使用権ステータスを有する場合、第１の制御装置４０は、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができ、この間、第２の駆動装置３２は共有駆動軸２０を駆動することができない。他方、第２の制御装置５０が使用権ステータスを有する場合、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができ、この間、第１の駆動装置３１は共有駆動軸２０を駆動することができない。
【００３６】
なお、使用権ステータスは、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０のうちどちらか一方が必ず有している必要はない。共有駆動軸２０を全く駆動する必要がないときは、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０がともに使用権ステータスを有していなくても良い。
【００３７】
一方、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２を駆動するものであり、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動することができる。
【００３８】
第２の制御装置５０は、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部５１と、動作プログラム・メモリ部５２と、動作プログラム解析部５３と、動作プログラム指令部５４と、駆動制御部５５と、Ｉ／Ｏ部５６とを有している。
【００３９】
これらＨＭＩ部５１、動作プログラム・メモリ部５２、動作プログラム解析部５３、動作プログラム指令部５４、駆動制御部５５およびＩ／Ｏ部５６の機能は、第１の制御装置４０のＨＭＩ部４１、動作プログラム・メモリ部４２、動作プログラム解析部４３、動作プログラム指令部４４、駆動制御部４５およびＩ／Ｏ部４６の機能と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
なお、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０により共有駆動軸２０を駆動制御する方法の詳細については後述する。
【００４１】
ところで、図１に示すように、第１の直交２軸駆動装置６０は、２つの駆動装置（第３の駆動装置）６１、６２と、駆動装置６１、６２によってそれぞれ駆動される非共有駆動軸６３、６４とを有している。
【００４２】
このうち非共有駆動軸６４は、非共有駆動軸６３に対して直交する向きに連結されており、非共有駆動軸６３の長手方向に沿って移動可能となっている。さらに、非共有駆動軸６４は、非共有駆動軸６４の長手方向に沿って移動可能なスライダ部６５を有している。
【００４３】
また、駆動装置６１、６２は、それぞれ信号線６６、６７を介して、第１の制御装置４０の駆動制御部４５に接続されている。そして第１の制御装置４０は、駆動装置６１、６２により非共有駆動軸６３、６４を駆動するようになっている。なお、信号線６６、６７は、モータを駆動する動力線やエンコーダの信号線を全て含んだ形で図示している。
【００４４】
一方、第２の直交２軸駆動装置７０は、２つの駆動装置７１、７２と、駆動装置７１、７２によってそれぞれ駆動される非共有駆動軸７３、７４とを有している。
【００４５】
このうち非共有駆動軸７４は、非共有駆動軸７３に対して直交する向きに連結されており、非共有駆動軸７３の長手方向に沿って移動可能となっている。さらに、非共有駆動軸７４は、非共有駆動軸７４の長手方向に沿って移動可能なスライダ部７５を有している。
【００４６】
また、駆動装置７１、７２は、それぞれ信号線７６、７７を介して、第２の制御装置５０の駆動制御部５５に接続されている。そして第２の制御装置５０は、駆動装置７１、７２により非共有駆動軸７３、７４を駆動するようになっている。なお、信号線７６、７７は、モータを駆動する動力線やエンコーダの信号線を全て含んだ形で図示している。
【００４７】
なお、第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０としては、それぞれ一般的な２軸直交ロボットを用いることができる。
【００４８】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、図４を用いて説明する。
【００４９】
まず、第１の制御装置４０の動作プログラム解析部４３が、動作プログラム・メモリ部４２に記憶された動作プログラムを解析し、第１の制御装置４０が共有駆動軸２０を駆動制御する予定があるか否かを判断する（図４のステップＳａ１）。
【００５０】
仮に、第１の制御装置４０が共有駆動軸２０を駆動制御する予定がない場合、第１の制御装置４０は使用権ステータスを有さない（以下、第１の制御装置４０の使用権ステータスを「使用権ステータス１」ともいう）。このため、第１の制御装置４０は使用権ステータス１をＯＦＦにした状態のままである。この場合、第１の制御装置４０は、共有駆動軸２０を駆動することはできないが、第１の直交２軸駆動装置６０を駆動することは可能である。
【００５１】
第１の制御装置４０が共有駆動軸２０を駆動制御する予定がある場合、第１の制御装置４０は、使用権ステータス１をＯＮにする（図４のステップＳａ２）。
【００５２】
続いて、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して使用権ステータス１（ＯＮ）を出力（送信）する（図４のステップＳａ３）。
【００５３】
次に、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６から第２の制御装置５０の使用権ステータスを読み取る（図４のステップＳａ４）（以下、第２の制御装置５０の使用権ステータスを「使用権ステータス２」ともいう）。
【００５４】
次いで、第１の制御装置４０は、第２の制御装置５０の使用権ステータス２がＯＦＦであるか否かを判断する（図４のステップＳａ５）。
【００５５】
仮に、使用権ステータス２がＯＮであると、第２の制御装置５０との間で使用権ステータスが競合してしまうため、第１の制御装置４０は使用権ステータス１を有することができない。したがって、第１の制御装置４０は、使用権ステータス１をＯＦＦとする（図４のステップＳａ８）。この場合、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して使用権ステータス１（ＯＦＦ）を出力（送信）する（図４のステップＳａ９）。
【００５６】
一方、図４のステップＳａ５において、使用権ステータス２がＯＦＦであると判断される場合、すなわち、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第１の駆動装置３１が共有駆動軸２０を排他的に駆動する。
【００５７】
この際、第１の制御装置４０の駆動制御部４５は、信号線３５を介して第１の駆動装置３１に対して動作指令を出力する。次に、第１の駆動装置３１の駆動軸が駆動され、この駆動軸からの動力は、プーリ２７、第１のタイミングベルト２５、およびプーリ２４を順次介してボールねじ２２に伝えられ、スライダ２３がボールねじ２２に沿って直動する（図３参照）。このようにして、共有駆動軸２０が駆動される（図４のステップＳａ６）。
【００５８】
このように第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第２の制御装置５０の駆動制御部５５は、第２の駆動装置３２に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御を行う。
【００５９】
また、このとき第２の駆動装置３２に接続されたエンコーダ３４は、第２の駆動装置３２の回転位置（パルス）に関する情報を、信号線３６を介して第２の制御装置５０に対して送信している。したがって、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２を駆動していない間も、共有駆動軸２０のスライダ２３の位置を常時把握することができる。
【００６０】
同時に、第１の制御装置４０の駆動制御部４５は、各信号線６６、６７を介して、第１の直交２軸駆動装置６０の各駆動装置６１、６２に対して、それぞれ動作指令を出力する。この場合、各駆動装置６１、６２は非共有駆動軸６３、６４を駆動する。このようにして、第１の制御装置４０により、共有駆動軸２０（１軸駆動装置１５）とともに、非共有駆動軸６３、６４（第１の直交２軸駆動装置６０）が駆動される。
【００６１】
この間、第２の制御装置５０は、共有駆動軸２０を駆動することはできないが、第２の直交２軸駆動装置７０を駆動しても良い。すなわち、第２の制御装置５０の駆動制御部５５は、各信号線７６、７７を介して、第２の直交２軸駆動装置７０の各駆動装置７１、７２に対してそれぞれ動作指令を出力し、各駆動装置７１、７２が非共有駆動軸７３、７４を駆動しても良い。
【００６２】
その後、共有駆動軸２０の駆動が終了し、共有駆動軸２０が停止する（図４のステップＳａ７）。
【００６３】
次に、第１の制御装置４０は、使用権ステータス１をＯＦＦにする（図４のステップＳａ８）。その後、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６は、信号線４８を介して、第２の制御装置５０のＩ／Ｏ部５６に対して使用権ステータス１（ＯＦＦ）を出力（送信）する（図４のステップＳａ９）。
【００６４】
このようにして、第１の制御装置４０による共有駆動軸２０の駆動制御が行われる。
【００６５】
一方、図４において、第２の制御装置５０におけるステップＳｂ１〜Ｓｂ９については、それぞれ第１の制御装置４０におけるステップＳａ１〜Ｓａ９と同様である。以下では、第２の制御装置５０におけるステップＳｂ１〜Ｓｂ９の概要のみを簡単に説明する。
【００６６】
すなわち、まず第２の制御装置５０が共有駆動軸２０を駆動制御する場合、第２の制御装置５０は、使用権ステータス２をＯＮとし、第１の制御装置４０のＩ／Ｏ部４６に対して使用権ステータス２（ＯＮ）を出力（送信）する（図４のステップＳｂ１〜Ｓｂ３）。
【００６７】
次いで、第２の制御装置５０は、第１の制御装置４０の使用権ステータス１がＯＦＦであり、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第２の駆動装置３２が共有駆動軸２０を排他的に駆動する（図４のステップＳｂ４〜Ｓｂ６）。
【００６８】
このように第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第１の駆動装置３１は、第１の駆動装置３１に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御を行う。この間、第１の制御装置４０は、共有駆動軸２０を駆動することはできないが、第１の直交２軸駆動装置６０を駆動しても良い。
【００６９】
その後、第２の制御装置５０による共有駆動軸２０の駆動が終了し、共有駆動軸２０が停止する（図４のステップＳｂ７）。次に、第２の制御装置５０は、使用権ステータス２をＯＦＦにし、第１の制御装置４０に対して使用権ステータス２（ＯＦＦ）を出力（送信）する（図４のステップＳｂ８〜Ｓｂ９）。
【００７０】
このように本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。また、第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されていない場合、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。このことにより、共有駆動軸２０を駆動するための専用の制御装置を設ける必要が無いので、駆動軸共有装置１０の全体構造を簡単なものとすることができる。また、駆動軸共有装置１０を低コストで実現することができる。
【００７１】
また本実施の形態によれば、第１の制御装置４０と第２の制御装置５０とは、信号線４８により接続されているので、第１の制御装置４０と第２の制御装置５０との間で信号線４８を介して互いに使用権ステータスを入出力することができるようになっている。この場合、第１の制御装置４０は、第１の制御装置４０が使用権ステータスを有する場合に第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を排他的に駆動し、第２の制御装置５０は、第２の制御装置５０が使用権ステータスを有する場合に第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。このことにより、第１の制御装置４０と第２の制御装置５０との間で、共有駆動軸２０の使用権が競合することを防止し、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２の両方が同時に共有駆動軸２０を駆動することがないようになっている。
【００７２】
また本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第１の駆動装置３１により共有駆動軸２０を駆動するのと同時に、駆動装置６１、６２により非共有駆動軸６３、６４を駆動するので、１軸駆動装置１５と第１の直交２軸駆動装置６０とを、１つのロボットのように一体的に駆動制御することができる。同様に、第２の制御装置５０は、第２の駆動装置３２により共有駆動軸２０を駆動するのと同時に、駆動装置７１、７２により非共有駆動軸７３、７４を駆動するので、１軸駆動装置１５と第２の直交２軸駆動装置７０とを、１つのロボットのように一体的に駆動制御することができる。
【００７３】
さらに本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されている間、駆動装置６１、６２により非共有駆動軸６３、６４を駆動することができるので、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されている間も、非共有駆動軸６３、６４によって別の作業を実行することができる。同様に、第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されている間、駆動装置７１、７２により非共有駆動軸７３、７４を駆動することができるので、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されている間も、非共有駆動軸７３、７４によって別の作業を実行することができる。
【００７４】
さらに本実施の形態によれば、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２はそれぞれサーボモータからなり、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２は、それぞれタイミングベルト（駆動ベルト）２５、２６を介して共有駆動軸２０に連結されているので、複数の駆動装置（第１の駆動装置３１、第２の駆動装置３２）により１つの共有駆動軸２０を駆動するための構造が簡単なものとなる。
【００７５】
さらに本実施の形態によれば、第１の制御装置４０は、第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第１の駆動装置３１に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御する。また、第２の制御装置５０は、第１の駆動装置３１によって共有駆動軸２０が駆動されているとき、第２の駆動装置３２に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御する。このことにより、片方の駆動装置により共有駆動軸２０を駆動している間は、他方の駆動装置の動力的影響を極力除くことができる。
【００７６】
なお、上述した実施の形態においては、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【００７７】
すなわち本実施の形態においては、共有駆動軸２０に２つの駆動装置（第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２）が連結されている。しかしながら、これに限らず、共有駆動軸２０に対して３つ以上の駆動装置が連結されていても良い。例えば、共有駆動軸２０に対して更に第３の駆動装置が連結され、この第３の駆動装置によって共有駆動軸２０が駆動されるようになっていても良い。この場合、第３の駆動装置は第３の制御装置によって駆動され、第３の制御装置は、第１の駆動装置３１および第２の駆動装置３２によって共有駆動軸２０が駆動されていないとき、第３の駆動装置により共有駆動軸２０を排他的に駆動する。
【００７８】
また本実施の形態においては、第１の制御装置４０および第２の制御装置５０に、それぞれ第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０が接続されているが、これに限られるものではない。例えば、第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０に代えて、それぞれ１軸または３軸以上の直交ロボットを用いても良い。あるいは、第１の直交２軸駆動装置６０および第２の直交２軸駆動装置７０に代えて、垂直多関節ロボットまたは水平多関節ロボットを用いても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１０ 駆動軸共有装置
１５ １軸駆動装置
２０ 共有駆動軸
２１ 駆動軸本体
２２ ボールねじ
２３ スライダ
２４ プーリ
２５ 第１のタイミングベルト（駆動ベルト）
２６ 第２のタイミングベルト（駆動ベルト）
２７、２８ プーリ
３１ 第１の駆動装置
３２ 第２の駆動装置
３３、３４ エンコーダ
３５、３６ 信号線
４０ 第１の制御装置
４１、５１ ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェイス）部
４２、５２ 動作プログラム・メモリ部
４３、５３ 動作プログラム解析部
４４、５４ 動作プログラム指令部
４５、５５ 駆動制御部
４６、５６ Ｉ／Ｏ部
４８ 信号線
５０ 第２の制御装置
６０ 第１の直交２軸駆動装置
６１、６２、７１、７２ 駆動装置
６３、６４、７３、７４ 非共有駆動軸
６５、７５ スライダ部
６６、６７、７６、７７ 信号線
７０ 第２の直交２軸駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸共有装置において、
共有駆動軸と、
前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第１の駆動装置と、
前記第１の駆動装置に接続され、前記第１の駆動装置を制御する第１の制御装置と、
前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第２の駆動装置と、
前記第２の駆動装置に接続され、前記第２の駆動装置を制御する第２の制御装置とを備え、
前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、
前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする駆動軸共有装置。
【請求項２】
前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、信号線により互いに接続され、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、前記信号線を介して互いに使用権ステータスを入出力することが可能であり、
前記第１の制御装置は、前記第１の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、
前記第２の制御装置は、前記第２の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする請求項１記載の駆動軸共有装置。
【請求項３】
前記第１の制御装置に接続された第３の駆動装置と、
前記第３の駆動装置によって駆動される非共有駆動軸とを更に備え、
前記第１の制御装置は、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする請求項１または２記載の駆動軸共有装置。
【請求項４】
前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されている間、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする請求項３記載の駆動軸共有装置。
【請求項５】
前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置はそれぞれサーボモータからなり、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置は、それぞれ駆動ベルトを介して前記共有駆動軸に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の駆動軸共有装置。
【請求項６】
前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第１の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御し、
前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第２の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御することを特徴とする請求項５記載の駆動軸共有装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の駆動軸共有装置を用いて、前記共有駆動軸を駆動する駆動軸共有方法において、
前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程と、
前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程とを備えたことを特徴とする駆動軸共有方法。
【請求項１】
駆動軸共有装置において、
共有駆動軸と、
前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第１の駆動装置と、
前記第１の駆動装置に接続され、前記第１の駆動装置を制御する第１の制御装置と、
前記共有駆動軸に連結され、前記共有駆動軸を駆動する第２の駆動装置と、
前記第２の駆動装置に接続され、前記第２の駆動装置を制御する第２の制御装置とを備え、
前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、
前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする駆動軸共有装置。
【請求項２】
前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、信号線により互いに接続され、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置とは、前記信号線を介して互いに使用権ステータスを入出力することが可能であり、
前記第１の制御装置は、前記第１の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第１の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動し、
前記第２の制御装置は、前記第２の制御装置が使用権ステータスを有する場合に前記第２の駆動装置により前記共有駆動軸を排他的に駆動することを特徴とする請求項１記載の駆動軸共有装置。
【請求項３】
前記第１の制御装置に接続された第３の駆動装置と、
前記第３の駆動装置によって駆動される非共有駆動軸とを更に備え、
前記第１の制御装置は、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする請求項１または２記載の駆動軸共有装置。
【請求項４】
前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されている間、前記第３の駆動装置により前記非共有駆動軸を駆動することを特徴とする請求項３記載の駆動軸共有装置。
【請求項５】
前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置はそれぞれサーボモータからなり、前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装置は、それぞれ駆動ベルトを介して前記共有駆動軸に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の駆動軸共有装置。
【請求項６】
前記第１の制御装置は、前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第１の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御し、
前記第２の制御装置は、前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されているとき、前記第２の駆動装置に対してトルク指令値がゼロとなるようサーボ制御することを特徴とする請求項５記載の駆動軸共有装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の駆動軸共有装置を用いて、前記共有駆動軸を駆動する駆動軸共有方法において、
前記第２の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第１の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程と、
前記第１の駆動装置によって前記共有駆動軸が駆動されていないとき、前記第２の駆動装置が前記共有駆動軸を排他的に駆動する工程とを備えたことを特徴とする駆動軸共有方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４３０９０（Ｐ２０１２−２４３０９０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２６０５（Ｐ２０１１−１１２６０５）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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