JP2008250997A - センサー用シリアル通信装置およびシリアル通信方法 - Google Patents
センサー用シリアル通信装置およびシリアル通信方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】従来の位置検出器用シリアル通信装置の場合、位置検出器等のセンサーがID番号を持っておくことが必須であり、多軸機械においてセンサー情報をサーボ制御部に与える手段としてシリアル通信を利用する場合、そのID番号の設定や管理、センサー情報のモニタリングやシリアル伝送路の断線箇所推定の手間が大きかった。
【解決手段】複数のシリアルポートを有し複数のサーボ制御部とシリアル伝送路で接続される通信マスタと、複数のシリアルポートを有し複数のセンサーとシリアル伝送路で接続されカスケード接続可能な通信スレーブで、複数のサーボ制御部と複数の位置検出期等のセンサーの間を接続し、センサーとシリアル通信のタイムスロットを対応させたシリアル通信装置を実現する。
【選択図】図1
【解決手段】複数のシリアルポートを有し複数のサーボ制御部とシリアル伝送路で接続される通信マスタと、複数のシリアルポートを有し複数のセンサーとシリアル伝送路で接続されカスケード接続可能な通信スレーブで、複数のサーボ制御部と複数の位置検出期等のセンサーの間を接続し、センサーとシリアル通信のタイムスロットを対応させたシリアル通信装置を実現する。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数のモータに取り付けられた複数のセンサーとコントローラの複数のサーボ制御部間のシリアル伝送を行うセンサー用シリアル通信装置およびシリアル通信方法に関する。
コントローラとモータに取り付けられた位置検出器との間に設けられるシリアル伝送路の数は、位置検出器を個別に接続する場合、位置検出器の個数の本数が必要である。そこで、マルチドロップ接続することによって、省配線化が図られている。
例えば、特許文献1では、シリアル伝送路に分岐部を設けることでコントローラに接続されるシリアル伝送路の本数を抑えている。
また、特許文献2と特許文献3では、位置検出器とコントローラ間のシリアル伝送路をマルチドロップ接続することで省配線化を図っている。
例えば、特許文献1では、シリアル伝送路に分岐部を設けることでコントローラに接続されるシリアル伝送路の本数を抑えている。
また、特許文献2と特許文献3では、位置検出器とコントローラ間のシリアル伝送路をマルチドロップ接続することで省配線化を図っている。
従来の位置検出器用シリアル通信装置を図20に示す。
複数のモータ61〜62の位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を処理するコントローラ1と、前記モータ毎に設けられ、前記モータの位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を検出し、この位置データ若しくは単位時間当たりの変化量をコントローラに送信するデータ送信部を有する位置検出器51〜52と、この位置検出器と前記コントローラとを接続するシリアル伝送路S7とを備え、このシリアル伝送路に分岐部30を設け、各位置検出器に接続するとともに、前記コントローラより送信指令を受けた位置検出器の位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を、前記データ送信部よりシリアル信号で前記コントローラに伝送するよう構成している。
そして、分岐部からアドレスで選択された位置検出器が、自己のアドレスと位置データを送信する。
複数のモータ61〜62の位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を処理するコントローラ1と、前記モータ毎に設けられ、前記モータの位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を検出し、この位置データ若しくは単位時間当たりの変化量をコントローラに送信するデータ送信部を有する位置検出器51〜52と、この位置検出器と前記コントローラとを接続するシリアル伝送路S7とを備え、このシリアル伝送路に分岐部30を設け、各位置検出器に接続するとともに、前記コントローラより送信指令を受けた位置検出器の位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を、前記データ送信部よりシリアル信号で前記コントローラに伝送するよう構成している。
そして、分岐部からアドレスで選択された位置検出器が、自己のアドレスと位置データを送信する。
他の構成の従来の位置検出器用シリアル通信装置を図21に示す。
アーム等の複数の動作軸を駆動する複数のモータ61〜63に対し、それぞれの回転位置を検出する位置検出器51〜53を設ける。この位置検出器は、位置検出器情報をシリアルデータによって出力する。コントローラ1と複数の位置検出器との間は、一つのシリアル伝送路S5により接続され、コントローラから位置検出器にリクエスト信号を送信することにより、位置検出器がそのリクエスト信号の内容に応じて位置検出器情報をコントローラに送信するよう構成している。
たとえば、個別モードでは、駆動装置がリクエスト信号とともに位置検出器ID番号を送信し、該位置検出器ID番号に一致した位置検出器がデータを送信する。
連続モードでは、リクエスト信号を送信するとともに全ての位置検出器を指定するID番号を送信する。位置検出器は、予め設定された順番(ID番号の並び順)でデータを送信する。なお、ID番号は、位置検出器の外部から設定されるものであり、EEPROMに記憶されている。
アーム等の複数の動作軸を駆動する複数のモータ61〜63に対し、それぞれの回転位置を検出する位置検出器51〜53を設ける。この位置検出器は、位置検出器情報をシリアルデータによって出力する。コントローラ1と複数の位置検出器との間は、一つのシリアル伝送路S5により接続され、コントローラから位置検出器にリクエスト信号を送信することにより、位置検出器がそのリクエスト信号の内容に応じて位置検出器情報をコントローラに送信するよう構成している。
たとえば、個別モードでは、駆動装置がリクエスト信号とともに位置検出器ID番号を送信し、該位置検出器ID番号に一致した位置検出器がデータを送信する。
連続モードでは、リクエスト信号を送信するとともに全ての位置検出器を指定するID番号を送信する。位置検出器は、予め設定された順番(ID番号の並び順)でデータを送信する。なお、ID番号は、位置検出器の外部から設定されるものであり、EEPROMに記憶されている。
他の構成の従来の位置検出器用シリアル通信装置を図22に示す。
位置検出器51側に検出505からのパラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル/シリアル変換手段501と、該パラレル/シリアル変換手段により変換されたシリアル信号を送信する送信手段503と、コントローラ1側からの制御信号を受信する受信手段504と、位置検出器側の送受信を制御する送受信制御手段502と、コントローラ側に位置検出器側へ制御信号を送信する送信手段103と、位置検出器側からの信号を受信する受信手段104と、該受信手段からのシリアル信号をパラレル信号に変換するシリアル/パラレル変換手段101と、コントローラ側の送受信を制御する送受信制御手段102と、前記位置検出器側と前記コントローラ側との間の信号伝達用の一対のシリアル伝送路S5とを備え、複数の位置検出器から構成されるものである。
制御装置は位置検出器のデータが必要なとき、位置検出器番号の情報を含むデータリクエスト信号を送信する。各位置検出器は、自分にあらかじめ与えられている位置検出器番号と、データリクエスト信号に含まれる位置検出器番号とが一致すると、一連のデータの送受信動作を行う。
位置検出器51側に検出505からのパラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル/シリアル変換手段501と、該パラレル/シリアル変換手段により変換されたシリアル信号を送信する送信手段503と、コントローラ1側からの制御信号を受信する受信手段504と、位置検出器側の送受信を制御する送受信制御手段502と、コントローラ側に位置検出器側へ制御信号を送信する送信手段103と、位置検出器側からの信号を受信する受信手段104と、該受信手段からのシリアル信号をパラレル信号に変換するシリアル/パラレル変換手段101と、コントローラ側の送受信を制御する送受信制御手段102と、前記位置検出器側と前記コントローラ側との間の信号伝達用の一対のシリアル伝送路S5とを備え、複数の位置検出器から構成されるものである。
制御装置は位置検出器のデータが必要なとき、位置検出器番号の情報を含むデータリクエスト信号を送信する。各位置検出器は、自分にあらかじめ与えられている位置検出器番号と、データリクエスト信号に含まれる位置検出器番号とが一致すると、一連のデータの送受信動作を行う。
他の構成の従来の位置検出器用シリアル通信装置を図23に示す。電源線600あるいはグランド線602が断線したした時に点灯する通電表示用LED605を設けるとともにクロック線601あるいはデータ線603の断線を検出する断線検出手段604及びこの断線検出手段604の出力に基づいて、クロック線601あるいはデータ線603の断線に応じて点灯するクロック断線表示用LED606及びデータ断線表示用LED607を設けて、断線等によるシリアル伝送路異常を検知できるようにしている。
このように従来の位置検出器用シリアル通信装置の場合、いずれの例においても、位置検出器がID番号を持っておくことが必須である。
しかし、あらかじめID番号を設定した位置検出器をサーボ制御部との対応を間違えないように組み込む作業には、人為的なミスが入り込み易い。また、あらかじめID番号を設定してない位置検出器をモータが機器に組み込まれた後から、ID番号を設定することは難しい。シリアル伝送路に接続された、ID番号が設定されていない位置検出器を特定して該位置検出器と通信することが難しいからである。
その結果、実際の多軸機械の構築にシリアル通信を利用することは難しく、省配線化の期待は大きいものの、あまり普及していない。
また、断線検出にはシリアル伝送路上のデータをモニタする専用のハードウエアを別個に設ける必要や、各ノード毎に表示用LEDを設ける必要があり、装置が複雑化、大型化するといった問題があった。
しかし、あらかじめID番号を設定した位置検出器をサーボ制御部との対応を間違えないように組み込む作業には、人為的なミスが入り込み易い。また、あらかじめID番号を設定してない位置検出器をモータが機器に組み込まれた後から、ID番号を設定することは難しい。シリアル伝送路に接続された、ID番号が設定されていない位置検出器を特定して該位置検出器と通信することが難しいからである。
その結果、実際の多軸機械の構築にシリアル通信を利用することは難しく、省配線化の期待は大きいものの、あまり普及していない。
また、断線検出にはシリアル伝送路上のデータをモニタする専用のハードウエアを別個に設ける必要や、各ノード毎に表示用LEDを設ける必要があり、装置が複雑化、大型化するといった問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、センサーがID番号を持たなくても、複数のサーボ制御部と、複数のモータに取り付けられた複数のセンサーの対応付けが容易であって、該センサーが出力するセンサー情報をモニタし、シリアル伝送路の断線箇所を容易に推定可能なセンサー用シリアル通信装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、1または複数のサーボ制御部と前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを、1つの通信マスタと1以上の通信スレーブを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置において、
前記通信マスタは、1または複数の前記サーボ制御部を接続するための1または複数のサーボ用シリアルポートと、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートを備え、
前記通信スレーブは、前記通信マスタまたは他の前記通信スレーブとカスケード接続するためのカスケード接続用シリアルポートと、1または複数のセンサーを1:1で接続するための1または複数のセンサー用シリアルポートとを備えることを特徴としたものである。
請求項1に記載の発明は、1または複数のサーボ制御部と前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを、1つの通信マスタと1以上の通信スレーブを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置において、
前記通信マスタは、1または複数の前記サーボ制御部を接続するための1または複数のサーボ用シリアルポートと、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートを備え、
前記通信スレーブは、前記通信マスタまたは他の前記通信スレーブとカスケード接続するためのカスケード接続用シリアルポートと、1または複数のセンサーを1:1で接続するための1または複数のセンサー用シリアルポートとを備えることを特徴としたものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記通信マスタが、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、前記センサー情報を受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号を昇順または降順に対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信する手段を備えることを特徴としたものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1において、前記通信マスタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポート番号を対応表に従って対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信する手段を備えることを特徴としたものである。
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信マスタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1において、前記通信スレーブは、自己より後段からの前記センサー情報を自己より前段へ送信し、その後、自己の前記センサー情報を前段へ送信する手段を備えることを特徴としたものである。
請求項6に記載の発明は、1または複数のサーボ制御部と1または複数の前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを1つの通信マスタと1以上の通信スレーブを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置の通信方法おいて、
前記通信マスタが、センサー情報要求コマンドをカスケード接続用シリアルポートを介して前記通信スレーブに送信するステップM1と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップM2と、前記センサー情報をサーボ用シリアルポートから対応する前記サーボ制御部に送信するステップM3を有し、
前記通信スレーブが、前記センサー情報要求コマンドを受信するとともに後段の前記通信スレーブへ転送するステップS1と、前記センサー情報要求コマンドを自己の前記センサーに同時に送信し前記センサーからの前記センサー情報を受信するステップS2と、後段からの前記センサー情報を前段の前記通信スレーブまたは前記通信マスタへ転送するステップS3と、その後自己の前記センサー情報を前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブへ送信するステップS4を有することを特徴としたものである。
前記通信マスタが、センサー情報要求コマンドをカスケード接続用シリアルポートを介して前記通信スレーブに送信するステップM1と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップM2と、前記センサー情報をサーボ用シリアルポートから対応する前記サーボ制御部に送信するステップM3を有し、
前記通信スレーブが、前記センサー情報要求コマンドを受信するとともに後段の前記通信スレーブへ転送するステップS1と、前記センサー情報要求コマンドを自己の前記センサーに同時に送信し前記センサーからの前記センサー情報を受信するステップS2と、後段からの前記センサー情報を前段の前記通信スレーブまたは前記通信マスタへ転送するステップS3と、その後自己の前記センサー情報を前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブへ送信するステップS4を有することを特徴としたものである。
請求項7に記載の発明は、請求項6において、前記テップM3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号と昇順または降順に対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信するものであることを特徴としたものである。
請求項8に記載の発明は、請求項6において、前記ステップM3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号を対応表に従って対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信するものであることを特徴としたものである。
請求項9に記載の発明は、請求項8において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信マスタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。
請求項10に記載の発明は、請求項6において、前記ステップS4は、自己より後段からの前記センサー情報を自己より前段へ送信し、その後、自己の前記センサー用シリアルポートに接続されている前記センサーからの前記センサー情報を前記センサー用シリアルポートの番号の降順または昇順に前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブに送信するものであることを特徴としたものである。
請求項11に記載の発明は、1または複数のサーボ制御部と前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを、1つの通信マスタと1以上の通信スレーブと1つの通信モニタを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置において、
前記通信モニタは、前記通信マスタ、及び、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートと前記通信スレーブから受信したセンサー情報を格納するための受信バッファを備えることを特徴としたものである。
前記通信モニタは、前記通信マスタ、及び、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートと前記通信スレーブから受信したセンサー情報を格納するための受信バッファを備えることを特徴としたものである。
請求項12に記載の発明は、請求項11において、前記通信モニタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、前記センサー情報を受信した順番と前記受信バッファの番号を昇順又は降順に対応させた上で格納する手段を備えることを特徴としたものである。
請求項13に記載の発明は、請求項11において、前記通信モニタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、その受信した順番と受信バッファの番号を対応表に従って対応させた上で格納する手段を備えることを特徴としたものである。
請求項14に記載の発明は、請求項13において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信モニタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。
請求項15に記載の発明は、1または複数のサーボ制御部と1または複数の前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを1つの通信マスタと1以上の通信スレーブと1つの通信モニタを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置の通信方法おいて、
前記通信モニタが、前記通信マスタからのセンサー情報要求コマンドを受信するステップMN1と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップMN2と、前記センサー情報を前記受信バッファに格納するステップMN3を有することを特徴としたものである。
前記通信モニタが、前記通信マスタからのセンサー情報要求コマンドを受信するステップMN1と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップMN2と、前記センサー情報を前記受信バッファに格納するステップMN3を有することを特徴としたものである。
請求項16に記載の発明は、請求項15において、前記ステップMN3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記受信バッファの番号と昇順または降順に対応させたうえで格納することを特徴としたものである。
請求項17に記載の発明は、請求項15において、前記ステップNM3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記受信バッファの番号を対応表に従って対応させたうえで格納することを特徴としたものである。
請求項18に記載の発明は、請求項15において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信モニタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。
請求項19に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5において、前記通信マスタと前記通信スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブと前記1または複数のセンサー間のシリアル伝送路が断線した場合、あるいは3者組み合わせによるすべての断線の場合、前記通信マスタは、予め設定されたセンサーの数だけ受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信する手段を備えたことを特徴としたものである。
請求項20に記載の発明は、請求項11、請求項12、請求項13または請求項14において、前記通信マスタと前記通信モニタ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記通信マスタと前記通信スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブと前記1または複数のセンサー間のシリアル伝送路が断線した場合、あるいは4者組み合わせによるすべての断線の場合、前記通信モニタは、予め設定されたセンサーの数だけ受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信する手段を備えたことを特徴としたものである。
請求項1、請求項2および請求項5に記載の発明によれば、また、請求項6、請求項7および請求項10に記載の発明によれば、位置検出器等のセンサーにID番号を設定しなくても、多軸機械に組み込まれた複数のモータをサーボ制御する複数のサーボ制御部が、該サーボ制御部に対応した位置検出器等のセンサーからの情報をシリアル通信によって得ることができる。従って、多軸機械にセンサーを組み込むときにID番号を設定したり、センサーを交換するときにそのID番号を引き継ぐ等の手間が不要なので、多軸機械のサーボ制御システムにおいて、サーボ制御部にセンサー情報を与える手段としてシリアル通信を容易に利用することができる。
請求項3および請求項4に記載の発明または請求項8および請求項9に記載の発明によれば、上記の効果に加え、サーボ制御部とセンサーの対応の変更を論理的に行うことができるので、本センサー用シリアル通信装置を利用する上での利便性が増す。
請求項11、請求項12に記載の発明によれば、また、請求項15、請求項16に記載の発明によれば、上記の効果に加え、シリアル通信により授受されるセンサー情報を監視するためのモニタ装置を構成することができる。
請求項13および請求項14に記載の発明または請求項17および請求項18に記載の発明によれば、上記の効果に加え、モニタ装置にてサーボ制御部とセンサーの対応を論理的に行うことができるので、本センサー用シリアル通信装置を利用する上での利便性が増す。
請求項19および請求項20に記載の発明によれば、通信モニタは、予め設定されたセンサーの数だけセンサー情報を受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信するようにしたため、通信マスタが受信した通信スレーブからのセンサー情報に本来あるべきセンサー情報がないとき(タイムスロットにセンサー情報がないとき)該センサー情報のない個所が断線個所と特定ができ、シリアル伝送路上のデータをモニタする専用のハードウエアを別個に設ける必要や、各ノード毎に表示用LEDを設ける必要がなく、装置が複雑化、大型化するといった問題がない。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図1は本発明の第1実施例のセンサー用シリアル通信装置のシステム構成図である。
1はコントローラ、11〜14はコントローラ1に備えられたサーボ制御部、19はコントローラ1と通信マスタ2が同期して動作するための共通のクロックである。
2はサーボ制御部11〜14とシリアル伝送路S1〜S4で接続された通信マスタ、3は通信マスタ2にシリアル伝送路S5で接続された通信スレーブ、4は通信スレーブ3にシリアル伝送路S6で接続された通信スレーブ、5はターミネータ、61〜64はモータであり、51〜54はモータ61〜64に取り付けられた位置検出器等のセンサーであり、シリアル伝送路S7〜S10によって通信スレーブ3〜4と接続されている。
図1は本発明の第1実施例のセンサー用シリアル通信装置のシステム構成図である。
1はコントローラ、11〜14はコントローラ1に備えられたサーボ制御部、19はコントローラ1と通信マスタ2が同期して動作するための共通のクロックである。
2はサーボ制御部11〜14とシリアル伝送路S1〜S4で接続された通信マスタ、3は通信マスタ2にシリアル伝送路S5で接続された通信スレーブ、4は通信スレーブ3にシリアル伝送路S6で接続された通信スレーブ、5はターミネータ、61〜64はモータであり、51〜54はモータ61〜64に取り付けられた位置検出器等のセンサーであり、シリアル伝送路S7〜S10によって通信スレーブ3〜4と接続されている。
なお、通信スレーブは必要な段数だけカスケード接続することができるが、ここでは、簡単のため2段だけカスケード接続した例を示している。また、各通信スレーブのセンサーポートも任意の数だけ設けることができるが、簡単のため、センサーポート数が2の例を示している。また、サーボ制御部11〜14が、モータ61〜64に電力を供給するための電力線やセンサー51〜54に制御電源を供給するケーブルも、簡単のため、記述を省略している。
通信マスタ2は、サーボ制御部を接続するためのシリアルポートを複数個持っているが、以降、そのシリアルポートをサーボポートという。また、個々のサーボポートを識別するための番号をサーボポート番号という。サーボポート番号は、あらかじめ決められているものであり、たとえば、sp1、sp2、sp3、sp4のように表記する。
通信スレーブ3、通信スレーブ4は、センサーをシリアル伝送路で接続するためのシリアルポートを持っているが、以降、そのシリアルポートをセンサーポートという。また、そのセンサーポートを識別する番号をセンサーポート番号という。センサーポート番号は、あらかじめ決められているものであり、例えば、p1、p2のように表記する。
さらに、以降、有効センサーポートとは、センサーが実際に接続されているセンサーポートのことをいうものとする。
後段有効センサーポート数とは、自己の通信スレーブより後段の通信スレーブの有効センサーポートの総数をいうものとする。
タイムスロットとは、各通信スレーブが有効センサーポートを介して受信したセンサー情報を通信マスタへ送信するときに、シリアル伝送路を時分割で使用するが、その時分割の単位のことをいうものとする。
後段有効センサーポート数とは、自己の通信スレーブより後段の通信スレーブの有効センサーポートの総数をいうものとする。
タイムスロットとは、各通信スレーブが有効センサーポートを介して受信したセンサー情報を通信マスタへ送信するときに、シリアル伝送路を時分割で使用するが、その時分割の単位のことをいうものとする。
図1の構成において、コントローラ1のモーション制御部(図示せず)は、多軸機械を制御するために、外部からダウンロードされた作業プログラム(図示せず)を解釈して、サーボ制御部11〜14に与える指令を生成する。サーボ制御部11〜14は、その指令に基づいて、モータ61〜64をサーボ制御するが、そのサーボ制御に必要なセンサー51〜54からのセンサー情報を、通信スレーブ3、通信スレーブ4、通信マスタ2を介して得ることができる。
図6は、通信マスタ2が通信スレーブ3へセンサー情報要求を送信し、通信スレーブ3がセンサー51へセンサー情報要求を送信し、センサー51がセンサー情報331を通信スレーブ3へ送信し、通信スレーブ3が通信マスタ2へセンサー情報331をタイムスロットt4を利用して送信する様子を示している。ただし、図6では、通信マスタ2へタイムスロットt1〜t3を利用して送信されるセンサー情報が、それぞれシリアル伝送路S8〜S10を介して通信スレーブ3〜4へ送信される様子については省略している。また、シリアル伝送路S5の伝送速度は、シリアル伝送路S7の2倍である場合の例として記載している。
まず、通信マスタ2は、センサー情報要求310をシリアル伝送路S5へ送信し、通信スレーブ3は該センサー情報要求310を受信して、シリアル伝送路S7を介してセンサー51へ転送する。センサー51は、該センサー情報要求310に応答して、センサー情報331をシリアル伝送路S7を介して通信スレーブ3へ送信する。
通信スレーブ3は、後段からのセンサー情報333〜334を先に前段へ転送した後、自己の有効検出器ポートから受信したセンサー情報331〜332を、センサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で前段へ送信する。
通信スレーブ3は、後段からのセンサー情報333〜334を先に前段へ転送した後、自己の有効検出器ポートから受信したセンサー情報331〜332を、センサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で前段へ送信する。
シリアル伝送路上の通信は時分割多重化され、タイムスロット番号は、より後段の通信スレーブのセンサーポート番号に対応するものから順番に、また、同一の通信スレーブ内においては、センサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)に、空きがないように、t1、t2、t3、t4のように割り当てられる。
タイムスロットの長さはセンサー情報の送信時間と、符号化に基づいて増えたビット数分の送信時間および伝送路長や伝送回路に依存した遅延時間を吸収するためのギャップ時間との和であり予め決められるものであり、タイムスロットの総数は、センサーが実際に接続されている有効センサーポートの総数となる。
なお、タイムスロット数は、通信マスタまたは各通信スレーブの送受信処理部に備えられたタイマ(図示せず)にタイムスロット長の時間を設定し、その時間がタイムアップする毎にカウントするものとする。
また、通信マスタ2においてタイムスロットをカウントする基準点は、各通信スレーブに対してセンサー情報要求310の送信を完了した時点であり、通信スレーブ3においてタイムスロットをカウントする基準点は、通信スレーブ3が通信マスタからセンサー情報要求310の受信を完了した時点である。
タイムスロットの長さはセンサー情報の送信時間と、符号化に基づいて増えたビット数分の送信時間および伝送路長や伝送回路に依存した遅延時間を吸収するためのギャップ時間との和であり予め決められるものであり、タイムスロットの総数は、センサーが実際に接続されている有効センサーポートの総数となる。
なお、タイムスロット数は、通信マスタまたは各通信スレーブの送受信処理部に備えられたタイマ(図示せず)にタイムスロット長の時間を設定し、その時間がタイムアップする毎にカウントするものとする。
また、通信マスタ2においてタイムスロットをカウントする基準点は、各通信スレーブに対してセンサー情報要求310の送信を完了した時点であり、通信スレーブ3においてタイムスロットをカウントする基準点は、通信スレーブ3が通信マスタからセンサー情報要求310の受信を完了した時点である。
図6に示すようなタイムスロットを利用した通信を実現するために、各通信スレーブ3〜4は、初期化の段階において、自己の有効センサーポート、および、後段有効センサーポートの数を把握しておかなければならない。また、通信マスタ2は、全ての有効センサーポートの数を把握しておかなければならない。
以下、初期化の手順について説明する。
まず、各通信スレーブ3、4は、パワーオンリセット(図示せず)により、シリアル伝送路をON/OFFするためのカスケードスイッチSW1、SW2をOFFに設定する。また、自己の有効センサーポートのセンサーポート番号を検出し、スレーブセンサーポート表32、42の有効位置検出ポート番号欄(図3−a、3−b)に記憶しておく。
カスケードスイッチSW1、SW2がOFFのとき、通信マスタ2に接続されている通信スレーブは、通信マスタ2に最も近い通信スレーブ3のみとなる。この状態で、通信マスタ2は、図7に示すフローチャートに従って通信スレーブ3、4の通信スレーブ番号の設定と有効センサーポート数の把握を行う。
まず、各通信スレーブ3、4は、パワーオンリセット(図示せず)により、シリアル伝送路をON/OFFするためのカスケードスイッチSW1、SW2をOFFに設定する。また、自己の有効センサーポートのセンサーポート番号を検出し、スレーブセンサーポート表32、42の有効位置検出ポート番号欄(図3−a、3−b)に記憶しておく。
カスケードスイッチSW1、SW2がOFFのとき、通信マスタ2に接続されている通信スレーブは、通信マスタ2に最も近い通信スレーブ3のみとなる。この状態で、通信マスタ2は、図7に示すフローチャートに従って通信スレーブ3、4の通信スレーブ番号の設定と有効センサーポート数の把握を行う。
通信マスタ2は、通信スレーブ3へ、通信スレーブ番号#1と有効センサーポート数要求からなる通信スレーブ番号設定コマンドを送信する。
通信スレーブ番号設定コマンドを受信した通信スレーブ3は、図8に示すフローチャートに従って応答する。すなわち、カスケードスイッチSW1がOFFである場合、通信スレーブ番号#1をスレーブセンサーポート表32の通信スレーブ番号欄(図3−a)に記憶し、スレーブセンサーポート表32に記憶されている通信スレーブ3の有効センサーポート数を通信マスタ2へ返信し、その後、カスケードスイッチSW1をONにする。
通信マスタ2は、返信されてきた通信スレーブ3のセンサーポート数を通信マスタ有効センサーポート表22の有効センサーポート数欄(図2)に記憶する。
通信スレーブ番号設定コマンドを受信した通信スレーブ3は、図8に示すフローチャートに従って応答する。すなわち、カスケードスイッチSW1がOFFである場合、通信スレーブ番号#1をスレーブセンサーポート表32の通信スレーブ番号欄(図3−a)に記憶し、スレーブセンサーポート表32に記憶されている通信スレーブ3の有効センサーポート数を通信マスタ2へ返信し、その後、カスケードスイッチSW1をONにする。
通信マスタ2は、返信されてきた通信スレーブ3のセンサーポート数を通信マスタ有効センサーポート表22の有効センサーポート数欄(図2)に記憶する。
通信マスタ2は、上記と同様の初期化の手順を、通信スレーブ番号をインクリメントしながら、最後段の通信スレーブ4からのセンサーポート数を受信するまで繰り返す。最後段の通信スレーブ4からのセンサーポート数であることは、有効センサーポート要求コマンドを送信した後にタイマがタイムアップした場合に、先回の返信が最終段の通信スレーブ4からのものだったというようにして判断することができる。
なお、このタイムアップは、通信マスタ2の送受信処理部に備えられたシリアル通信監視用のタイマ(図示せず)に設定したタイマ値がタイムアップしたことによって発生するものである。
なお、このタイムアップは、通信マスタ2の送受信処理部に備えられたシリアル通信監視用のタイマ(図示せず)に設定したタイマ値がタイムアップしたことによって発生するものである。
次に、通信マスタ2は、図9に示すフローチャートに従って、通信スレーブ3、4それぞれに、後段有効センサーポート数を送信する。まず、通信スレーブ3に、図5−bに示すような後段有効センサーポート数を設定するコマンドを送信する。この場合、通信スレーブ番号には“1”が、後段有効ポート数には、通信スレーブ3の後段である通信スレーブ4の有効センサーポート数“2”が設定される。
通信スレーブ3は、このコマンドを受信したら、図10に示すフローチャートに従って処理を行い、後段センサーポート数を通信スレーブセンサーポート表32の後段センサーポート数欄(図3−a)に記憶する。その後、その応答を通信マスタ2に返信する。
通信スレーブ3は、このコマンドを受信したら、図10に示すフローチャートに従って処理を行い、後段センサーポート数を通信スレーブセンサーポート表32の後段センサーポート数欄(図3−a)に記憶する。その後、その応答を通信マスタ2に返信する。
次に、通信マスタ2は、通信スレーブ4に対して同様に、後段有効センサーポート数を設定する手順を行うが、通信スレーブ4は最後段なので、有効センサーポート数“0”を設定するためのコマンドを送信する。通信スレーブ数が任意の場合は、通信マスタセンサーポート表22から記憶されている通信スレーブ数の分だけ、後段有効センサーポート数の設定手順を繰り返す。
以上のような初期化手順が終了したとき、通信マスタ2は通信マスタ有効センサーポート表22に図2に示すような情報を記憶し、通信スレーブ3、4は通信スレーブ有効センサーポート表33、34に図3−a、3−bに示すような情報を記憶し、カスケードスイッチSW1、SW2は全てONになっている。
以上のような初期化手順が終了したとき、通信マスタ2は通信マスタ有効センサーポート表22に図2に示すような情報を記憶し、通信スレーブ3、4は通信スレーブ有効センサーポート表33、34に図3−a、3−bに示すような情報を記憶し、カスケードスイッチSW1、SW2は全てONになっている。
次に、図11、12を用いて、サーボ制御時の通信マスタ2と通信スレーブ3、4との通信について説明する。
まず、通信マスタ2は、コントローラ1のサーボ制御部11〜14のいずれかからのセンサー情報要求に同期してまたはクロック19に同期して、図5−dに示すようなセンサー情報要求コマンドを通信スレーブ3、4へ送信する。
センサー情報要求コマンドを受信した通信スレーブ3、4は、該センサー情報要求コマンドを各々の有効センサーポートp1、p2、シリアル伝送路S7〜10を介してセンサー51〜54へ送信する。センサー51〜54はセンサー情報を、シリアル伝送路S7〜10、有効センサーポートp1、p2を介して、通信スレーブ3、4へ送信する。
まず、通信マスタ2は、コントローラ1のサーボ制御部11〜14のいずれかからのセンサー情報要求に同期してまたはクロック19に同期して、図5−dに示すようなセンサー情報要求コマンドを通信スレーブ3、4へ送信する。
センサー情報要求コマンドを受信した通信スレーブ3、4は、該センサー情報要求コマンドを各々の有効センサーポートp1、p2、シリアル伝送路S7〜10を介してセンサー51〜54へ送信する。センサー51〜54はセンサー情報を、シリアル伝送路S7〜10、有効センサーポートp1、p2を介して、通信スレーブ3、4へ送信する。
通信スレーブ4は、後段有効センサーポート数が0なので後段からのセンサー情報の送信を待つことなく、センサー53、54からのセンサー情報をセンサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で、通信スレーブ3へ送信する。
通信スレーブ3は、タイムスロットが後段有効センサーポート数分経過した後、センサー51、52からのセンサー情報をセンサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で通信マスタ2へ送信する。
通信マスタ2は、タイムスロットが全てのセンサーポート数分経過したら、全ての有効センサーポートからのセンサー情報を受信しているので、該センサー情報を受信した順番、すなわち、タイムスロット番号t1〜t4の順番とサーボポート番号sp1〜sp4の昇順(降順にすることも可能である)を対応させて、該センサー情報をサーボポートsp1〜sp4へ送信する。
通信スレーブ3は、タイムスロットが後段有効センサーポート数分経過した後、センサー51、52からのセンサー情報をセンサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で通信マスタ2へ送信する。
通信マスタ2は、タイムスロットが全てのセンサーポート数分経過したら、全ての有効センサーポートからのセンサー情報を受信しているので、該センサー情報を受信した順番、すなわち、タイムスロット番号t1〜t4の順番とサーボポート番号sp1〜sp4の昇順(降順にすることも可能である)を対応させて、該センサー情報をサーボポートsp1〜sp4へ送信する。
図13は、サーボ制御時の通信マスタ2と通信スレーブ3、4との通信のタイミング図で、シリアル伝送路S1〜S4、S5、S6、S7〜S10上を流れるセンサー情報要求とセンサー情報を示している。本タイミング図は、シリアル伝送路S5、S6の通信速度は、シリアル伝送路S1〜S4、S7〜S10の通信速度の2倍であるものとして記述している。
初期化が完了してサーボ制御が始まった後、サーボ制御部11〜14からのセンサー情報要求コマンド311〜314はシリアル伝送路S1〜S4に、同じタイミングで送信される。サーボ制御部11〜14は、共通のクロック19に同期して動作するからである。
通信マスタ2は、任意の一つのセンサー情報要求コマンドを通信スレーブ3、4へ送信するが、図13では、サーボ制御部11からのセンサー情報要求コマンド311を通信スレーブ3、4へシリアル通信路S5、S6を介して送信している。
このセンサー情報要求コマンド311を受信した通信スレーブ3は、センサー51〜52のセンサー情報を得るために、センサー情報要求コマンド311をシリアル伝送路S7〜S8を介してセンサー51〜52へ送信する。センサー51〜52は同時にセンサー情報要求コマンド311を受信して、それに対する応答であるセンサー情報331〜332をシリアル伝送路S7〜S8を介して通信スレーブ3へ送信する。
通信マスタ2は、任意の一つのセンサー情報要求コマンドを通信スレーブ3、4へ送信するが、図13では、サーボ制御部11からのセンサー情報要求コマンド311を通信スレーブ3、4へシリアル通信路S5、S6を介して送信している。
このセンサー情報要求コマンド311を受信した通信スレーブ3は、センサー51〜52のセンサー情報を得るために、センサー情報要求コマンド311をシリアル伝送路S7〜S8を介してセンサー51〜52へ送信する。センサー51〜52は同時にセンサー情報要求コマンド311を受信して、それに対する応答であるセンサー情報331〜332をシリアル伝送路S7〜S8を介して通信スレーブ3へ送信する。
同様に、このセンサー情報要求コマンド311を受信した通信スレーブ4は、センサー53〜54のセンサー情報を得るために、センサー情報要求コマンド311をシリアル伝送路S9〜S10を介してセンサー53〜54へ送信する。センサー53〜54は同時にセンサー情報要求コマンド311を受信して、それに対する応答であるセンサー情報333〜334をシリアル伝送路S9〜S10を介して通信スレーブ4へ送信する。
通信スレーブ4は、後段有効センサーポート数が0に設定されているので、後段からのセンサー情報を受信することなく、自己のセンサー情報をセンサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で前段へ送信する。すなわち、まず、センサー情報334をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信し、次に、センサー情報333をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信する。
通信スレーブ4は、後段有効センサーポート数が0に設定されているので、後段からのセンサー情報を受信することなく、自己のセンサー情報をセンサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で前段へ送信する。すなわち、まず、センサー情報334をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信し、次に、センサー情報333をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信する。
通信スレーブ3は、後段有効センサーポート数が2に設定されているので、後段からのセンサー情報をシリアル伝送路S6を介して、タイムスロット数“2”個分カウントして、シリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ転送する。その後、自己のセンサー情報332をシリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ送信し、その次にセンサー情報331をシリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ送信する。
通信マスタ2は、これらのセンサー情報331〜334を、受信した順番と逆の順番、すなわちタイムスロット番号t1〜t4の降順を、サーボポート番号sp1〜sp4の昇順(昇順にすることも可能である)に対応させて、サーボポートsp1〜sp4出力する。各タイムスロットで受信されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかが分かっているので、このサーボポートに出力されるセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかが分かっている。従って、その情報に基づいてサーボポートsp1〜sp4とサーボ制御部11〜14をシリアル伝送路S1〜S4で接続しておけば、各サーボ制御部11〜14は、自己が必要とするセンサー情報を受信することができる。
サーボ制御部11〜14とサーボポートsp1〜sp4を個別のシリアル伝送路S1〜S4で接続できる場合は、サーボ制御部11〜14とサーボポートsp1〜sp4を適切に対応させることは容易である。
しかし、サーボ制御部11〜14とサーボポートsp1〜sp4が、リボンケーブルまたはプリント配線で接続される場合、サーボ制御部11〜14とサーボポートsp1〜sp4の対応が固定され、サーボ制御部がそのサーボ制御部によって制御されるモータに取り付けられたセンサーからのセンサー情報を受信できない状態が発生する恐れがある。
そのような場合には、通信マスタ2は、タイムスロット/サーボポート対応表23、すなわち図4に示すようなタイムスロット番号とサーボポート番号の対応表を持ち、そのタイムスロット番号に対応したサーボポートへ、該タイムスロット番号において受信したセンサー情報を送信する。(第2実施例)
なお、タイムスロット/サーボポート対応表23の設定は、たとえば、外部のエンジニアリングツール等からコントローラ1のシリアルポート(図示せず)、サーボ制御部11、シリアル伝送路S1を介して通信マスタ2へ容易にダウンロードすることができる。
しかし、サーボ制御部11〜14とサーボポートsp1〜sp4が、リボンケーブルまたはプリント配線で接続される場合、サーボ制御部11〜14とサーボポートsp1〜sp4の対応が固定され、サーボ制御部がそのサーボ制御部によって制御されるモータに取り付けられたセンサーからのセンサー情報を受信できない状態が発生する恐れがある。
そのような場合には、通信マスタ2は、タイムスロット/サーボポート対応表23、すなわち図4に示すようなタイムスロット番号とサーボポート番号の対応表を持ち、そのタイムスロット番号に対応したサーボポートへ、該タイムスロット番号において受信したセンサー情報を送信する。(第2実施例)
なお、タイムスロット/サーボポート対応表23の設定は、たとえば、外部のエンジニアリングツール等からコントローラ1のシリアルポート(図示せず)、サーボ制御部11、シリアル伝送路S1を介して通信マスタ2へ容易にダウンロードすることができる。
次に、センサーへのパラメータの書込みについて、図14を用いて説明する。センサーへの個別の書込みは該センサーが接続されているセンサーポートへの書込みのみを有効にして、センサー情報の読出しと同様に、タイムスロット方式で行う。そのために、図5−cに示すようなセンサーポートマスク要求341を各通信スレーブに対して送信し、当該センサーポートへの書込みのみを有効にして他のセンサーポートへの書込みを無効にする。
その後、通信マスタは2、パラメータ等のデータを書込むためのセンサー書込み要求352を送信する。図14では、センサー52向けにンサー書込み要求352が伝送される。なお、センサー52からの応答を通信マスタ2へ送信する方法は、センサー情報を送信する場合と同様であるので説明を省略する。
その後、通信マスタは2、パラメータ等のデータを書込むためのセンサー書込み要求352を送信する。図14では、センサー52向けにンサー書込み要求352が伝送される。なお、センサー52からの応答を通信マスタ2へ送信する方法は、センサー情報を送信する場合と同様であるので説明を省略する。
次に、本発明の第3実施例のセンサー用シリアル通信装置の動作について図15を用いて説明する。図15は本発明の第3実施例のセンサー用シリアル通信装置のシステム構成図である。図15において図1と同じものに関しては説明を省略する。8は通信モニタであり、通信マスタ2と通信スレーブ3間のシリアル伝送路S5に接続されている。通信モニタ8は通信マスタ2から送信されるセンサー情報要求310、及び、通信スレーブ3から送信されるセンサー情報331〜334を受信するための通信モニタ受信処理部81と、センサー情報331〜334を格納するための受信バッファ84〜87から構成されている。
なお、通信モニタ8の受信バッファは任意の数だけ設けることができるが、簡単のため、センサー数が4の例を示している。
なお、通信モニタ8の受信バッファは任意の数だけ設けることができるが、簡単のため、センサー数が4の例を示している。
図6に示すようなタイムスロットを利用した通信でデータの監視を実現するために、通信モニタ8は全ての有効センサーポートの数を把握しておかなければならない。
以下、通信モニタ8の初期化手順について説明する。
通信マスタ2は通信スレーブ3へ、通信スレーブ番号#1と有効センサーポート数要求からなる通信スレーブ番号設定コマンドを送信する。
通信スレーブ番号設定コマンドを受信した通信モニタ8は、図16に示すフローチャートに従って動作を行う。すなわち、スレーブ番号#1を通信モニタ有効センサーポート表82の通信スレーブ番号欄(図17)に記憶する。その後、通信スレーブ3から送信される有効センサーポート数を受信したら通信モニタ有効センサーポート表82の有効センサーポート数欄(図17)に記憶する。
通信マスタ2は通信スレーブ3へ、通信スレーブ番号#1と有効センサーポート数要求からなる通信スレーブ番号設定コマンドを送信する。
通信スレーブ番号設定コマンドを受信した通信モニタ8は、図16に示すフローチャートに従って動作を行う。すなわち、スレーブ番号#1を通信モニタ有効センサーポート表82の通信スレーブ番号欄(図17)に記憶する。その後、通信スレーブ3から送信される有効センサーポート数を受信したら通信モニタ有効センサーポート表82の有効センサーポート数欄(図17)に記憶する。
通信マスタ2は、上記と同様の初期化の手順を、通信スレーブ番号をインクリメントしながら、最終段の通信スレーブ4からのセンサーポート数を受信するまで繰り返す。通信モニタ8も図16に示すフローチャートに従い、最終段の通信スレーブ4からのセンサーポート数を受信するまで繰り返す。最終段の通信スレーブ4からのセンサーポート数であることは、有効センサーポート数要求コマンドを受信した後にタイマがタイムアップした場合に、前回の有効センサーポート数が最終段の通信スレーブ4からのものだったというようにして判断することができる。
なお、このタイムアップは、通信モニタ8の通信モニタ受信処理部81に備えられたシリアル通信監視用のタイマ(図示せず)に設定したタイマ値がタイムアップすることによって発生するものである。
以上のような初期化手順が終了したとき、通信モニタ8は通信モニタ有効センサーポート表82に図17のような情報を記憶される。
なお、このタイムアップは、通信モニタ8の通信モニタ受信処理部81に備えられたシリアル通信監視用のタイマ(図示せず)に設定したタイマ値がタイムアップすることによって発生するものである。
以上のような初期化手順が終了したとき、通信モニタ8は通信モニタ有効センサーポート表82に図17のような情報を記憶される。
次に、図19を用いてサーボ制御時の通信モニタ8の動作について説明する。通信モニタ8は、タイムスロットが全てのセンサーポート数分経過したら、全ての有効センサーポートからのセンサー情報を受信しているので、該センサー情報を受信した順番、すなわち、タイムスロット番号t1〜t4の順番と受信バッファ番号の昇順(降順にすることも可能である)を対応させて、該センサー情報を受信バッファ番号#1〜#4を有する受信バッファ84〜87に格納する。
通信モニタ8は、これらのセンサー情報331〜334を、受信した順番(または逆の順番)で、すなわちタイムスロット番号t1〜t4の昇順(または降順)で受信バッファ84〜87に格納する。
あるいは、センサー情報331〜334を、タイムスロット番号t1〜t4と受信バッファ番号の対応表(図18)に基いて受信バッファ84〜87に格納することもできる。
受信バッファ84〜87に格納されたセンサー情報はセンサー情報監視用のCPU(図示せず)等により読み出すことが可能である。
そして、各タイムスロットで受信されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかが分かっているので、この受信バッファ84〜87に格納されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかを判断することが可能である。
あるいは、センサー情報331〜334を、タイムスロット番号t1〜t4と受信バッファ番号の対応表(図18)に基いて受信バッファ84〜87に格納することもできる。
受信バッファ84〜87に格納されたセンサー情報はセンサー情報監視用のCPU(図示せず)等により読み出すことが可能である。
そして、各タイムスロットで受信されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかが分かっているので、この受信バッファ84〜87に格納されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかを判断することが可能である。
なお、タイムスロット/受信バッファ番号対応表83の設定は、通信マスタ2のタイムスロット/サーボポート対応表23設定時に、例えば、外部のエンジニアリングツール等からコントローラ1のシリアルポート(図示せず)、サーボ制御部11、シリアル伝送路S1、通信マスタ2を介して通信モニタ8へ容易にダウンロードすることができる。
次に、本発明の第4の実施例のセンサー用シリアル通信装置の動作について図24を用いて説明する。図24は、第3実施例のセンサー用シリアル通信装置に、断線検出の動作を説明するために断線個所1 610と断線個所2 611を付加したのみのシステム構成図である。まず図24において初期化終了後、シリアル伝送路S8のみに断線個所1 610が発生した場合を説明する。
初期化が完了してサーボ制御が始まった後、図25に示されるセンサー情報要求コマンド311を受信した通信スレーブ4は、センサー53〜54のセンサー情報を得るために、センサー情報要求コマンド311をシリアル伝送路S9〜S10を介してセンサー53〜54へ送信する。センサー53〜54は同時にセンサー情報要求コマンド311を受信して、それに対する応答であるセンサー情報333〜334をシリアル伝送路S9〜S10を介して通信スレーブ4へ送信する。
通信スレーブ4は、後段有効センサーポート数が0に設定されているので、後段からのセンサー情報を受信することなく、自己のセンサー情報をセンサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で前段へ送信する。すなわち、まず、センサー情報334をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信し、次に、センサー情報333をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信する。
通信スレーブ4は、後段有効センサーポート数が0に設定されているので、後段からのセンサー情報を受信することなく、自己のセンサー情報をセンサーポート番号の降順(昇順にすることも可能である)で前段へ送信する。すなわち、まず、センサー情報334をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信し、次に、センサー情報333をシリアル伝送路S6を介して通信スレーブ3へ送信する。
通信スレーブ3は、後段有効センサーポート数が2に設定されているので、後段からのセンサー情報をシリアル伝送路S6を介して、タイムスロット数“2”個分カウントして、シリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ転送する。また、通信スレーブ3は、前記初期化の手順で説明したとおり、有効センサーポート数が“2”個(有効センサーポート番号p1とp2)が設定されているので、通信マスタに対してタイムスロット数“2”個分の転送を行なう。まず自己のセンサー情報332をシリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ送信しようとするが、断線個所1 610が発生しているためセンサー情報332は、図25に示されるように、例えば断線個所1 610が“0”レベルに固定した断線であればセンサー情報332はすべて“0”を転送する。その次にセンサー情報331をシリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ送信する。
通信マスタ2は、これらのセンサー情報331〜334を、受信した順番と逆の順番、すなわちタイムスロット番号t1〜t4の降順を、サーボポート番号sp1〜sp4の昇順(昇順にすることも可能である)に対応させて、サーボポートsp1〜sp4出力する。
すなわちサーボポートsp1、sp3、sp4からは正常な値が観測され、sp2からは常に“0”の値が観測される。センサー情報332はセンサー52からの情報であり、シリアル伝送路S8の個所が断線していると特定される。
すなわちサーボポートsp1、sp3、sp4からは正常な値が観測され、sp2からは常に“0”の値が観測される。センサー情報332はセンサー52からの情報であり、シリアル伝送路S8の個所が断線していると特定される。
次に図24において初期化終了後、シリアル伝送路S6のみに断線個所2 611が発生した場合を説明する。前記同様に、通信スレーブ3は後段有効センサーポート数が2に設定されているので、後段からのセンサー情報をシリアル伝送路S6を介して、タイムスロット数“2”個分カウントしてシリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ転送する。しかし、図26に示されるように、例えば断線個所2 611が“0”レベルに固定した断線であればセンサー情報331とセンサー情報332はすべて“0”となりサーボポートsp3、sp4からは常に“0”の値が観測される。前記タイムスロット数“2”個分カウントした後、通信スレーブ3のセンサー情報332をシリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ送信し、その次にセンサー情報331をシリアル伝送路S5を介して通信マスタ2へ送信され、サーボポートsp1、sp2からは正常な値が観測される。sp3、sp4が常に“0”にとどまるため、例えば、シリアル伝送路S6が断線している推定される。
また、通信モニタ8を用いた場合も、受信バッファ84〜87に格納されたセンサー情報をCPU(図示しない)から読み出すことにより前記同様、容易に断線個所の特定または推定が可能である。
これまでの説明は、モータに取り付けられている位置検出器等のセンサーが、サーボ制御部と、シリアル伝送路、通信スレーブ、通信マスタを介して1:1に接続される例について説明した。しかし、アプリケーションに応じて、一つのサーボ制御部に複数のセンサーを接続する等の構成をとることは、サーボ制御部とサーボポートの接続を変更することによって容易に実現することができる。
以上、本発明によれば、モータに取り付けられるセンサーとサーボ制御部をシリアル伝送路で接続するにもかかわらず、センサーのID番号を設定する必要がないので、省配線と組み込みや保守の作業の負荷を大幅に軽減することができる。
複数のサーボ制御されるモータを組み込んだ多軸機械の構築に適する。
複数のサーボ制御されるモータを組み込んだ多軸機械の構築に適する。
1 コントローラ
11〜14 サーボ制御部
19 クロック
2 通信マスタ
21 通信マスタ送受信処理部
22 通信マスタ有効センサーポート表
23 タイムスロット/サーボポート対応表
3、4 通信スレーブ
31、41 通信スレーブ送受信処理部
32、42 通信スレーブ有効センサーポート表
311〜314 センサー情報要求コマンド
321〜324 センサー情報要求コマンド
331〜334 センサー情報
341 センサーポートマスク要求
351、353、354 空要求
352 センサー書込み要求
5 ターミネータ
51〜54 センサー
61〜64 モータ
8 通信モニタ
81 通信モニタ受信処理部
82 通信モニタ有効センサーポート表
83 タイムスロット/受信バッファ番号対応表
84〜87 受信バッファ
S1〜S10 シリアル伝送路
sp1〜sp4 サーボポート
p1〜p2 センサーポート
101 シリアル/パラレル変換手段
102 送受信制御手段
103 送信手段
104 受信手段
105 位置検出器選択器
501 シリアル/パラレル変換手段
502 送受信制御手段
503 送信手段
504 受信手段
505 検出器
70 分岐部
600 電源
601 クロック
602 GND
603 データ
604 断線検出手段
605〜607 LED
610 断線個所1
611 断線個所2
11〜14 サーボ制御部
19 クロック
2 通信マスタ
21 通信マスタ送受信処理部
22 通信マスタ有効センサーポート表
23 タイムスロット/サーボポート対応表
3、4 通信スレーブ
31、41 通信スレーブ送受信処理部
32、42 通信スレーブ有効センサーポート表
311〜314 センサー情報要求コマンド
321〜324 センサー情報要求コマンド
331〜334 センサー情報
341 センサーポートマスク要求
351、353、354 空要求
352 センサー書込み要求
5 ターミネータ
51〜54 センサー
61〜64 モータ
8 通信モニタ
81 通信モニタ受信処理部
82 通信モニタ有効センサーポート表
83 タイムスロット/受信バッファ番号対応表
84〜87 受信バッファ
S1〜S10 シリアル伝送路
sp1〜sp4 サーボポート
p1〜p2 センサーポート
101 シリアル/パラレル変換手段
102 送受信制御手段
103 送信手段
104 受信手段
105 位置検出器選択器
501 シリアル/パラレル変換手段
502 送受信制御手段
503 送信手段
504 受信手段
505 検出器
70 分岐部
600 電源
601 クロック
602 GND
603 データ
604 断線検出手段
605〜607 LED
610 断線個所1
611 断線個所2
Claims (20)
- 1または複数のサーボ制御部と前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを、1つの通信マスタと1以上の通信スレーブを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置において、
前記通信マスタは、1または複数の前記サーボ制御部を接続するための1または複数のサーボ用シリアルポートと、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートを備え、
前記通信スレーブは、前記通信マスタまたは他の前記通信スレーブとカスケード接続するためのカスケード接続用シリアルポートと、1または複数のセンサーを1:1で接続するための1または複数のセンサー用シリアルポートとを備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。 - 請求項1において、前記通信マスタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、前記センサー情報を受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号を昇順または降順に対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信する手段を備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 請求項1において、前記通信マスタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポート番号を対応表に従って対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信する手段を備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 請求項3において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信マスタへダウンロードされたものであることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 請求項1において、前記通信スレーブは、自己より後段からの前記センサー情報を自己より前段へ送信し、その後、自己の前記センサー情報を前段へ送信する手段を備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 1または複数のサーボ制御部と1または複数の前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを1つの通信マスタと1以上の通信スレーブを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置の通信方法において、
前記通信マスタが、センサー情報要求コマンドをカスケード接続用シリアルポートを介して前記通信スレーブに送信するステップM1と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップM2と、前記センサー情報をサーボ用シリアルポートから対応する前記サーボ制御部に送信するステップM3を有し、
前記通信スレーブが、前記センサー情報要求コマンドを受信するとともに後段の前記通信スレーブへ転送するステップS1と、前記センサー情報要求コマンドを自己の前記センサーに同時に送信し前記センサーからの前記センサー情報を受信するステップS2と、後段からの前記センサー情報を前段の前記通信スレーブまたは前記通信マスタへ転送するステップS3と、その後自己の前記センサー情報を前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブへ送信するステップS4を有することを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。 - 請求項6において、前記ステップM3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号と昇順または降順に対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信するものであることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。
- 請求項6において、前記ステップM3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号を対応表に従って対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信するものであることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。
- 請求項8において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信マスタへダウンロードされたものであることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。
- 請求項6において、前記ステップS4は、自己より後段からの前記センサー情報を自己より前段へ送信し、その後、自己の前記センサー用シリアルポートに接続されている前記センサーからの前記センサー情報を前記センサー用シリアルポートの番号の降順または昇順に前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブに送信するものであることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。
- 1または複数のサーボ制御部と前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを、1つの通信マスタと1以上の通信スレーブと1つの通信モニタを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置において、
前記通信モニタは、前記通信マスタ、及び、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートと前記通信スレーブから受信したセンサー情報を格納するための受信バッファを備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。 - 請求項11において、前記通信モニタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、前記センサー情報を受信した順番と前記受信バッファの番号を昇順又は降順に対応させた上で格納する手段を備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 請求項11において、前記通信モニタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、その受信した順番と受信バッファの番号を対応表に従って対応させた上で格納する手段を備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 請求項13において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信モニタへダウンロードされたものであることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 1または複数のサーボ制御部と1または複数の前記サーボ制御部によって駆動される1または複数のモータに取り付けられた1または複数のセンサーを1つの通信マスタと1以上の通信スレーブと1つの通信モニタを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置の通信方法において、
前記通信モニタが、前記通信マスタからのセンサー情報要求コマンドを受信するステップMN1と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップMN2と、前記センサー情報を前記受信バッファに格納するステップMN3を有することを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。 - 請求項15において、前記ステップMN3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記受信バッファの番号と昇順または降順に対応させたうえで格納することを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。
- 請求項15において、前記ステップNM3は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記受信バッファの番号を対応表に従って対応させたうえで格納することを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。
- 請求項17において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信モニタへダウンロードされたものであることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。
- 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5において、前記通信マスタと前記通信スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブと前記1または複数のセンサー間のシリアル伝送路が断線した場合、あるいは前記3者断線の組み合わせによるすべての断線の場合、前記通信マスタは、予め設定されたセンサーの数だけ受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信する手段を備えたことを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
- 請求項11、請求項12、請求項13または請求項14において、前記通信モニタと前記通信スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記通信マスタと前記通信スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブと前記1または複数のセンサー間のシリアル伝送路が断線した場合、あるいは前記4者断線の組み合わせによるすべての断線の場合、前記通信モニタは、予め設定されたセンサーの数だけ受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信する手段を備えたことを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。
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