JP2004318439A - Encoder device and robot system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットなどに使用するエンコーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ロボットは、複数の軸に複数のモータおよび複数のエンコーダ装置をそれぞれ搭載して制御される。複数のエンコーダ装置はバス接続される。バス接続された複数のエンコーダ装置のうち任意のエンコーダ装置を取替える必要が生じる場合がある。このようなときに、取替え後のエンコーダ装置のエンコーダアドレスを設定する方法として、通常使用するエンコーダアドレスとは異なる値の初期エンコーダアドレスをエンコーダ装置に予め設定し、後に、この初期エンコーダアドレスを使用して所望のエンコーダアドレスに設定する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
例えば、取り替えるべき新しいエンコーダ装置に初期エンコーダアドレスを予め設定しておき、そのエンコーダ装置を古いエンコーダ装置と取り替える。その後、取り替えた新しいエンコーダ装置に対して初期エンコーダアドレスを使用してコマンドを送信し、所望のエンコーダアドレスを設定する。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−313299号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来技術の方法では、予め設定する初期エンコーダアドレスは、通常使用しないエンコーダアドレスが割り当てられ、1種類しか使用できない。従って、複数のエンコーダ装置の取替えの必要が生じた場合、まず1個のエンコーダ装置を取り替えて上述した初期エンコーダアドレスを使用したコマンド処理を行う。次に、他のエンコーダ装置をまた1個取り替えて同様の処理を行う。複数のエンコーダ装置を取り替える場合には、このような処理を繰り返さなければならないという問題が生じていた。また、このような方法では、新しくロボットを組み立てるとき、複数のエンコーダ装置を取り付けた後、それぞれのエンコーダアドレスを設定したいという要望にも答えることができないという問題が生じていた。
【0005】
本発明は、バス接続された複数のエンコーダ装置のエンコーダアドレスを任意のエンコーダアドレスに容易に設定することが可能なエンコーダ装置、および、このエンコーダ装置を使用したロボットシステムを提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、エンコーダ装置に適用され、自己のエンコーダアドレスを格納する書き換え可能なエンコーダアドレス格納手段と、固有のエンコーダ識別情報を格納するエンコーダ識別情報格納手段と、外部装置から固有のエンコーダ識別情報と同一のエンコーダ識別情報を受信したとき、受信したエンコーダ識別情報に付帯されたエンコーダアドレスを自己のエンコーダアドレスとしてエンコーダアドレス格納手段に格納するよう処理する処理手段とを備えることを特徴とするものである。
請求項2の発明は、エンコーダ装置に適用され、自己のエンコーダアドレスを格納する書き換え可能なエンコーダアドレス格納手段と、固有のエンコーダ識別情報を格納するエンコーダ識別情報格納手段と、エンコーダ識別情報と設定すべきエンコーダアドレスとを含むエンコーダアドレス設定コマンドを受信するコマンド受信手段と、エンコーダ識別情報格納手段に格納された固有のエンコーダ識別情報とコマンド受信手段により受信したエンコーダアドレス設定コマンドに含まれるエンコーダ識別情報とに基づき自己のエンコーダ装置へのエンコーダアドレス設定コマンドであるかを認識し、自己のエンコーダ装置へのエンコーダアドレス設定コマンドであると認識したとき、受信したエンコーダアドレス設定コマンドに含まれるエンコーダアドレスを自己のエンコーダアドレスとしてエンコーダアドレス格納手段に格納するように処理をする処理手段とを備えることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、複数のエンコーダ装置と、バス手段と、バス手段を介して複数のエンコーダ装置と接続され、複数のエンコーダ装置を制御するとともに複数のエンコーダ装置よりエンコーダデータを受信して所定のロボットに関する制御を行う制御手段とを備えたロボットシステムに適用され、複数のエンコーダ装置の各エンコーダ装置は、自己のエンコーダアドレスを格納する書き換え可能なエンコーダアドレス格納手段と、固有のエンコーダ識別情報を格納するエンコーダ識別情報格納手段と、制御手段から固有のエンコーダ識別情報と同一のエンコーダ識別情報を受信したとき、受信したエンコーダ識別情報に付帯されたエンコーダアドレスを自己のエンコーダアドレスとしてエンコーダアドレス格納手段に格納するよう処理する処理手段とを備え、制御手段は、任意のエンコーダ装置のエンコーダアドレスを任意のエンコーダアドレスに設定するとき、任意のエンコーダ装置の固有のエンコーダ識別情報とともに任意のエンコーダアドレスをバスを介して複数のエンコーダ装置に送信することを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1または2記載のエンコーダ装置において、固有のエンコーダ識別情報は、エンコーダ装置を外部から目視により識別できる情報であることを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項3記載のロボットシステムにおいて、固有のエンコーダ識別情報は、エンコーダ装置を外部から目視により識別できる情報であることを特徴とするものである。
請求項6の発明は、請求項1または2または4記載のエンコーダ装置において、固有のエンコーダ識別情報を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本実施の形態のエンコーダ装置の構成図を示す図である。発光部1からの光は、回転円板2のスリットを経て受光部3に入光する。受光部3からの出力信号は、波形整形回路4で波形整形されて信号処理部5に入力する。信号処理部5は、所定の演算処理を施し位置変位を検出する。回転円板2には微小なスリットが円周方向に形成され、回転により位置変位が生じると光を透過または遮光する。この光の変化を受光部3により検知し、波形整形回路4および信号処理部5を経て、位置変位を検出する。位置変位を検出する方法は、公知な内容である。
【0008】
信号処理部5は、所定の演算処理を施して検出した位置変位を、エンコーダ信号5aとして送受信ドライバ部6に送信する。送受信ドライバ部6は、エンコーダ信号5aをバス通信ライン8を介して外部コントローラ9へ出力する。また、信号処理部5は、外部コントローラ9よりバス通信ライン8を経て送受信ドライバ部6で受信されたコマンド信号6aを入力する。
【0009】
エンコーダ信号5aおよびコマンド信号6aは、デジタルデータでありシリアルデータによって構成される。信号処理部5において、エンコーダ信号5aの出力タイミングは、コマンド信号6aに対して同期(調歩同期)が取られている。
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【0010】
信号処理部5には、不揮発性メモリ7が接続される。不揮発性メモリ7内には、エンコーダアドレス7a、エンコーダ識別コード7b、各種モードデータ7cが保持されている。エンコーダアドレス7aは、バス通信ラインに接続されたn軸(n≧1の整数)のエンコーダ装置においてエンコーダ区分ENC1〜ENCnを自己認識するためのものである。また、エンコーダ識別コード7bは、例えば、エンコーダが取り付けられたモータ製品のラベル(銘板)などに記載されているモータの製造シリアル番号、またはエンコーダの製造シリアル番号などである。これらは、エンコーダ装置の外観から目視で識別可能な製品固有の番号であり、ロボットに取り付けられる前にあらかじめ設定されているものである。各種モードデータ7cについては、後述する。
【0011】
図2は、n軸(n≧1の整数)のエンコーダ装置ENC1〜ENCnと外部コントローラ9から構成されるロボット(ロボットシステム)の構成を示す図である。複数のエンコーダ装置ENC1〜ENCnは、ロボットのn軸を駆動する複数のモータ(不図示)にそれぞれ搭載され、各モータの回転位置変位を検出する。外部コントローラ部9は、エンコーダ装置ENC1〜ENCnから各モータの位置変位であるエンコーダ信号5a(エンコーダデータとも言う)を入力し、それらのデータに基づき各種のロボットに関する制御を行う。例えば、各モータを所定量回転する制御を行う。
【0012】
外部コントローラ部9とエンコーダ装置ENC1〜ENCnは、図2のようなバスライン構成をとっている。バス通信ライン8は、一対のSD+8aとSD−8bの差動伝送信号(RS485規格準拠)によって構成され、SD+8aとSD−8b間には終端抵抗10が接続される。また、外部コントローラ部9より一対の電源線VCCとGNDが各エンコーダに対し接続されている。すなわち、エンコーダ装置ENC1〜ENCnの電源は、外部コントローラ部9が供給する。
【0013】
本エンコーダ装置は、外部コントローラ部9との通信において、通常のエンコーダの位置情報を出力するエンコーダデータに関する通信方式の他に、エンコーダのモードデータ7cの読出し及び書込みが可能なモードデータに関する通信方式の2種類の通信方式を有している。モードデータ7cは、エンコーダ装置の通信フォーマット、分解能、伝送速度などのエンコーダ装置の性能・仕様を決定するデータである。モードデータ7cは、外部コントローラ部9から所定の値に設定可能である。モードデータ7cについては、後にさらに詳述する。
【0014】
両通信方式ともに、バス通信ライン8を介してシリアル伝送を行う。伝送速度は、両者の間で異なるように設定されている。本実施の形態においては、エンコーダデータの場合は2.5Mbps(又は4Mbps)の伝送速度、モードデータの場合は100Kbpsの伝送速度に設定される。シリアル伝送信号の周波数帯域を異ならせることにより、両者の間でシリアルデータを誤認識しないように構成すると同時に、エンコーダに重要なモードデータに関しては周波数帯域を下げることにより、外乱ノイズ等に対してより堅牢な構成をとっている。
【0015】
図3は、信号処理部5の内部構成を示すブロック図である。エンコーダデータ用通信回路101、モードデータ用通信回路102、エンコーダデータ計数演算部103、不揮発性メモリ用インターフェース部104とが設けられている。エンコーダデータ用通信回路101は、DLPF(デジタルローパスフィルタ)105、受信部106、送信部107、制御部108とから構成される。モードデータ用通信回路102は、DLPF(デジタルローパスフィルタ)109、受信部110、送信部111、制御部112とから構成される。エンコーダデータ用通信回路101の制御部108は、エンコーダデータ計数演算部103および不揮発性メモリ用インターフェース部104と接続されている。モードデータ用通信回路102の制御部112は、不揮発性メモリ用インターフェース部104と接続されている。
【0016】
DLPF109のカットオフ周波数は、例えば上述の2.5Mbpsのエンコーダデータ用コマンド信号は遮断し、100Kbpsモードデータ用コマンド信号は通過できるような値が設定されている。DLPF105のカットオフ周波数は、2.5Mbpsのエンコーダデータ用コマンド信号が通過できるような値が設定されている。従って、DLPF105のカットオフ周波数の方がDLPF109のカットオフ周波数より高い。
【0017】
このことは、モードデータ用通信回路102の受信部110では、エンコーダデータ用コマンド信号は除去されモードデータ用コマンド信号のみが入力されるが、エンコーダデータ用通信回路101の受信部106では、エンコーダデータ用コマンド信号およびモードデータ用コマンド信号の双方が入力される。しかし、両者の周波数が異なり、フレーム長が異なるため、受信部106では、モードデータ用のコマンド信号はフレミングエラー等として検出される。従って、エンコーダデータ用通信回路101の受信部106が、誤ってモードデータ用のコマンドを検出することはない。このような構成により、エンコーダデータ用コマンドとモードデータ用コマンドとの区別を行う。
【0018】
−エンコーダアドレスの設定−
次にエンコーダデータに関する通信方式を使用して、エンコーダ装置にエンコーダアドレスを設定する制御について説明する。ここでのコマンド信号6aは、エンコーダデータに関するコマンド信号であり、上述したように例えば2.5Mbpsのボーレートを有する。従って、図3のエンコーダデータ用通信回路101が、コマンド信号6aを検出し、解析し、各コマンドに応じた処理をする。
【0019】
図4は、このコマンド信号6aのフレームフォーマットの構成図である。外部コントローラ部9からのコマンド信号6aは、コマンドデータフレームCDF、メモリデータフレーム0MDF0、メモリデータフレーム1MDF1、メモリデータフレーム2MDF2の最大4つのフレームで構成される。各フレーム間はアイドルH状態を保つ。
【0020】
図5は、コマンドデータフレームの構成図である。図6は、メモリデータフレームの構成図である。各フレーム内にはフレーム毎に異なるフレームコード2ビット23が存在し、どのフレームかの識別が可能となっている。また、図5のコマンドデータフレーム内のコマンドコード21の種類によって、コマンドの機能、及びフレームの構成が異なっている。図7は、コマンドデータフレームのコマンドコード21の構成図である。図7において、通常のエンコーダデータのやり取りのコマンドの機能として、データ要求コマンド、クリア要求コマンド、メモリ読出要求コマンド、メモリ書込要求コマンドがある。その他の機能として、エンコーダアドレス設定Iコマンド21a、及びエンコーダアドレス設定IIコマンド21bがある。
【0021】
エンコーダアドレス設定Iコマンド21aは、1つのコマンドデータフレームによって構成された従来のエンコーダ装置で利用されているエンコーダアドレスの設定コマンドである。このコマンド信号21aを受信したエンコーダ装置は、不揮発性メモリ7に保持しているエンコーダアドレス7aを、図5のコマンドデータフレーム内で設定されるエンコーダアドレス20に書き換える。このエンコーダアドレス設定Iコマンド21aは、エンコーダアドレスでエンコーダ装置を選択することができないため、エンコーダ装置と1対1接続しているときに使用されるコマンドである。
【0022】
エンコーダアドレス設定IIコマンド21bは、図7に示すように、1つのコマンドデータフレームと3つのメモリデータフレームで構成されたエンコーダ装置に対するエンコーダアドレスの設定コマンドである。図8は、メモリデータフレームのフレームコード23およびデータビット22の構成図である。メモリデータフレームMDF0〜MDF2には、図8に示すように、各フレーム内のデータビットD0[0〜7]、D1[0〜7]、D2[0〜7]、合計24ビットに所定のエンコーダ識別コード(24ビット)22を設定する。
【0023】
バスライン接続されたエンコーダ装置ENC1〜ENCnは、このコマンド信号21bを受信すると、各々のエンコーダ装置は不揮発性メモリ7に保持しているエンコーダ識別コード7bと、メモリデータフレーム内で設定されたエンコーダ識別コード22とを比較する。比較の結果一致したエンコーダ装置のみが、自己のエンコーダ装置へのエンコーダアドレス設定IIコマンド21bであると認識し、不揮発性メモリ7に保持しているエンコーダアドレス7aを、図5のコマンドデータフレーム内で設定されたエンコーダアドレス20に書き換える。図9は、コマンドデータフレームのエンコーダアドレス20の構成図である。
【0024】
図10は、エンコーダ装置におけるエンコーダアドレス設定処理に関するフローチャートを示す図である。信号処理部5はASICで構成され、各回路はロジック回路で構成されている。図10のフローチャートは、ロジック回路の処理の流れを理解するために記載するものである。具体的には、エンコーダデータ用通信回路101の処理の流れである。
【0025】
外部コントローラ部9では、コントローラ制御パネル(不図示)等を通して、マニュアル操作により、エンコーダアドレスを設定したいエンコーダ装置のエンコーダ識別コードとエンコーダアドレスを設定して送信する。外部コントローラ部9は、エンコーダアドレスの送信指示がなされると、設定されたエンコーダ識別コードとエンコーダアドレスに基づきエンコーダアドレス設定IIコマンド21bを生成し、該コマンドをバス通信ライン8に送信する。このときの、通信速度は、前述のように2.5Mbpsに設定される。
【0026】
エンコーダ装置では、電源がオンされると、図10のステップS1において、初期化処理がなされる。ステップS2では、コマンド信号6aを受信したかどうかを判定する。受信したと判定すると、ステップS3に進み、受信していない場合はステップS2の判定を繰り返す。ステップS3では、コマンド信号6aのコマンドコードに基づきコマンドの種類を判定する。エンコーダアドレス設定IIコマンド21bであると判定するとステップS4に進む。ステップS4では、エンコーダアドレス設定IIコマンド21bのメモリデータフレームのデータビットに設定されたエンコーダ識別コードと不揮発性メモリ7に予め格納されているエンコーダ識別コードとが一致するかどうか判定する。ステップS4で一致しないと判定するとステップS2に戻り処理を繰り返す。ステップS4で一致すると判定するとステップS5に進む。
【0027】
ステップS5では、不揮発性メモリ用インターフェース部104を介して、不揮発性メモリ7に保持しているエンコーダアドレス7aを、図5のコマンドデータフレーム内で設定されたエンコーダアドレス20に書き換える。ステップS6では、外部コントローラ部9へのエンコーダ装置のステータス情報のデータ送信処理を行う。
【0028】
ステップS3で、コマンド信号6aがエンコーダアドレス設定Iコマンド21aであると判定するとステップS5に進む。この場合は、外部コントローラ部9あるいはそれに代わる装置とエンコーダ装置とが1対1接続されている場合である。ステップS3で、コマンド信号6aがデータ要求1コマンド、データ要求2コマンド等と判定するとそれぞれのコマンドに対応したエンコーダに関する処理を行う。このコマンドには、コマンドデータフレームにエンコーダアドレスが挿入されているため、不揮発性メモリ7に格納された自己のエンコーダアドレスと比較して、自己のエンコーダ装置へのコマンドであるかを認識する。自己のエンコーダ装置へのコマンドであると認識すると、各コマンドに基づく処理を行う。
【0029】
図11は、ロボットの組み立て時のエンコーダ装置の取り付け作業の流れについて説明するフローチャートである。ロボットは、複数のエンコーダ装置を取り付け、バス接続する。
【0030】
ステップS11では、取り付けるべきエンコーダ装置にエンコーダ識別コードを設定する。一般的には、エンコーダ識別コードは、エンコーダ装置の取り付け作業時よりも前の上流工程において、モータの容量、シリアル番号等が、エンコーダ識別コードとしてあらかじめエンコーダに設定されているため、この工程は必要ない。ステップS12において、ロボットの各軸にエンコーダ装置を取り付ける。取り付けた複数のエンコーダ装置はバスラインで接続される。ステップS13で、外部コントローラ部9に、特定軸に設置されたエンコーダ装置のエンコーダ識別コードを入力する。外部コントローラ部9では、ロボットの各軸に設置されたエンコーダ装置との関連付けをエンコーダ識別コードを用いて行っている。例えば、外部コントローラ部9の内部に関連付けのテーブルを持つ。
【0031】
ステップS14において、外部コントローラ部9から該エンコーダ装置に対して、所定のコマンド信号(エンコーダアドレス設定II)を送る。コマンド信号には、該エンコーダ装置のエンコーダ識別コードと、変更したいエンコーダアドレスが指定される。ステップS15では、該エンコーダ装置のエンコーダアドレスが正しく設定できているかどうかの確認をする。例えば、該エンコーダ装置とデータ通信が可能かどうかを確認する。取り付けた複数のエンコーダ装置すべてに対して、ステップS13〜S15を繰り返す。このようにして、エンコーダ装置の取り付け作業が完了する。
【0032】
−モードデータの設定−
次にモードデータに関する通信方式を使用して、エンコーダ装置にモードデータを設定する制御について説明する。ここでのコマンド信号6aは、モードデータに関するコマンド信号であり、上述したように例えば100Kbpsのボーレートを有する。従って、図3のモードデータ用通信回路102が、コマンド信号6aを検出し、解析し、各コマンドに応じた処理をする。
【0033】
図12は、モードデータ用コマンド信号6aのフレームフォーマットの構成図である。コマンド信号6aは、コマンドデータフレームCDF、メモリデータフレームMDF、メモリアドレスフレームMAFの3つのフレームで構成される。各フレーム間はアイドルH状態を保つ。
【0034】
図13は、コマンドデータフレームCDFの構成図である。図14は、メモリデータフレームの構成図である。図15は、メモリアドレスフレームの構成図である。各フレーム内にはフレーム毎に異なるフレームコード2ビット31が存在し、どのフレームかの識別が可能となっている。図16は、コマンドデータフレームのコマンドコード32の構成図である。図16において、コマンドデータフレーム内のコマンドコード32の種類によって、モードデータ読出コマンド、およびモードデータ書込コマンド32aなどがある。
【0035】
モードデータ書込コマンド32aは、コマンドデータフレーム、メモリデータフレーム、メモリアドレスフレームで構成された、エンコーダ装置に対するモードデータの設定コマンドである。コマンドデータフレーム内のエンコーダアドレス33のビットには、バスライン接続されたエンコーダ装置の中でモード設定の対象となるエンコーダのエンコーダ区分ENC1〜ENCn(図9)を指定する。
【0036】
メモリアドレスフレーム内のアドレスビット35およびメモリデータフレーム内のデータビット34には、エンコーダ装置の各種モードデータを格納している不揮発性メモリ7の、所定のモードデータに対応したEEPROMのアドレス(Da0〜Da7)と、そのアドレスへの書込データ(Dd0〜Dd7)を指定する。バスライン接続されたENC1〜ENCnのエンコーダ装置は、このコマンド信号32aを受信すると、各々のエンコーダ装置は不揮発性メモリ7に保持しているエンコーダアドレス7aと、コマンドデータフレーム内で指定されたエンコーダアドレス33とを比較する。比較の結果一致したエンコーダ装置のみが、メモリデータフレーム、メモリアドレスフレーム内で指定されたデータ及びアドレスに基づき、不揮発性メモリに保持している所定のモードデータを書き換える。
【0037】
バス通信ライン8に接続されたn軸(n≧1の整数)のエンコーダENC1〜ENCnに対して個別にモードデータを設定する場合、エンコーダ装置それぞれが保持している固有のエンコーダアドレス7aをコマンド信号のコマンドデータフレームで指定し、所定のモードデータをメモリデータフレーム、メモリアドレスフレームに指定する。これにより、バスライン接続された複数のエンコーダ装置のモードデータを自由に書き換えられることができる。
【0038】
図17は、エンコーダ装置におけるモードデータ設定処理に関するフローチャートを示す図である。信号処理部5はASICで構成され、各回路はロジック回路で構成されている。図17のフローチャートは、ロジック回路の処理の流れを理解するために記載するものである。具体的には、モードデータ用通信回路102の処理の流れである。
【0039】
外部コントローラ部9では、コントローラ制御パネル(不図示)等を通して、マニュアル操作により、モードデータ指示される。モードデータは、例えば、エンコーダ装置の通信フォーマットの種類、分解能、伝送速度などである。通信フォーマットの種類は、フレームのビット構成やビット数の違いによるものや、コマンド体系の違いによるものなどがある。すなわち、モードデータは、エンコーダ装置の性能や仕様を決定するデータである。エンコーダ装置の性能や仕様は、エンコーダ装置の動作環境を決定するものであり、代表してエンコーダ装置の仕様と言う。外部コントローラ部9は、指示されたモードデータに応じて、モードデータ書き込みコマンド32aを生成して、該コマンドをバス通信ライン8に送信する。このときの通信速度は、前述のように100Kbpsに設定される。
【0040】
エンコーダ装置では、電源がオンされると、図17のステップS21において、初期化処理がなされる。ステップS22では、コマンド信号6aを受信したかどうかを判定する。受信したと判定すると、ステップS23に進み、受信していない場合はステップS22の判定を繰り返す。ステップS23では、コマンド信号6aで指定されたエンコーダアドレスと不揮発性メモリ7に格納されているエンコーダアドレスとの一致不一致を判定する。不一致と判定するとステップS22に戻り処理を繰り返す。一致すると判定するとステップS24に進む。一致することは、自己のエンコーダ装置へのコマンドであると認識することである。
【0041】
ステップS24では、コマンド信号6aのコマンドコードに基づきコマンドの種類を判定する。モードデータ書き込みコマンド32aであると判定するとステップS25に進む。ステップS25では、モードデータ書き込みコマンド32aのメモリデータフレーム、メモリアドレスフレーム内で指定されたデータ及びアドレスに基づき、不揮発性メモリ7に保持している所定のモードデータを書き換える。
【0042】
ステップS24でモードデータ読み出しコマンドであると判定するとステップS26に進む。ステップS26では、モードデータ読み出しコマンドのメモリアドレスフレーム内で指定されたアドレスに基づき、不揮発性メモリ7に保持している所定のモードデータを読み出す。ステップS27では、読み出したモードデータの送信処理を行う。
【0043】
図18は、不揮発性メモリ7のモードデータ7cと信号処理部5の各機能ブロックとの関係を説明する図である。符号201は、不揮発性メモリ7内のモードデータ7cのアドレス0xFFに格納されたモードデータを示す。ビット0,1には分解能SRES202が格納される。ビット2,3には、伝送速度SBPS203が格納される。ビット4−7には、通信フォーマットSMFT204が格納される。アドレス0xFFは、図15のアドレスフレームのアドレスビット35により指定される。モードデータ201は、図14のデータフレームのデータビット34に対応する。
【0044】
レジスタ205は、信号処理部5に設けられたレジスタであり、モードデータ書き込みコマンド32aにより不揮発性メモリ7にモードデータが書き込まれると同時にこのレジスタ205にも書き込まれる。図17の初期化ステップS21においても、不揮発性メモリ7のモードデータ201がこのレジスタ205に書き込まれる。初期化するときには、不揮発性メモリ7内の他のモードデータも同様に信号処理部5内の対応するレジスタに書き込まれる。レジスタ205の分解能SRES206、伝送速度SBPS207、通信フォーマットSMFT208は、モードデータ201の分解能SRES202、伝送速度SBPS203、通信フォーマットSMFT204に対応する。
【0045】
本実施の形態では、通信フォーマットは例えば4種類設けられている。各通信フォーマットブロック209〜212は独立した回路として設けられ、セレクタ213により選択される。セレクタ213には、通信フォーマットSMFT208のビットデータが接続され、ビット構成に応じて通信フォーマットが選択される。各通信フォーマットブロック209〜212は、図3のエンコーダデータ用通信回路101に対応し、それぞれの通信フォーマットの種類に応じた図3のエンコーダデータ用通信回路101が4個あると考えればよい。
【0046】
通信フォーマットブロック209〜212には、伝送速度SBPS207のビットデータが接続され、シリアル通信の伝送速度を選択することができる。本実施の形態では、前述したように、2.5Mbpsと4Mbpsの2種類のボーレートが選択可能である。これは、エンコーダデータの伝送速度であり、モードデータの伝送速度は、上述の通り100Kbpsに固定されている。
【0047】
分解能SRES206のビットデータは、エンコーダデータ計数演算部103(図3)に接続される。本実施の形態の形態では、例えば17ビット分解能と20ビット分解能が選択可能である。図1の受光部3から波形整形回路4を経て信号処理部5に入力される擬似正弦波A相、B相の信号は、エンコーダデータ計数演算部103で、A/D変換、細分化処理(内挿処理)等を施されて、所定のビット数のエンコーダデータが生成される。このとき、分解能として17ビットデータとするか20ビットデータとするかを選択することが可能である。
【0048】
以上説明した本実施の形態のエンコーダ装置やロボットシステムでは、次のようなすぐれた効果を奏する。
(1)複数のn軸のエンコーダ装置がバスライン接続された状態において、各々のエンコーダ装置のエンコーダアドレスを任意に設定できるため、ロボットにエンコーダを取り付けた後に所定のエンコーダアドレスの設定ができる。これにより、ロボットへのエンコーダ装置の取り付け作業を従来よりも大幅に容易化することができる。その結果、ロボットを組み立てるときに、ロボットの組み立て作業が容易になる。
(2)このことは、複数のエンコーダ装置を取り替える場合にも有効である。複数のエンコーダ装置を取り替えた後に、各エンコーダ装置のエンコーダアドレスを後から任意に設定することができる。これにより、エンコーダ装置の取替え作業も容易になる。
(3)エンコーダ識別コードをエンコーダ装置を外部から目視により識別できるものとしているので、いつでもエンコーダ識別コードを確認することができる。これにより、どのようなエンコーダ識別コードをエンコーダ装置に格納したかを忘れてしまっても、すぐに確認することができる。すなわち、どのようなエンコーダ識別コードを格納したかを記憶したり記録したりする必要がない。
(4)エンコーダ識別コードを、例えばモータの製造シリアル番号やエンコーダ装置の製造シリアル番号とすることも可能である。これにより、モータの製造工場で、エンコーダ装置を取り付けたときなどに、エンコーダ識別コードを設定することができる。すなわち、エンコーダ装置が使用される工程にかかわらず、任意の工程で、特に上流の工程でエンコーダ識別コードを設定することができる。(5)エンコーダ識別コードはモータの製造番号などを使用するため、実質的に重複がなく無制限の数が設定できる。上記実施の形態の例では、24ビットで指定できる数の組み合わせが可能となり、実質的に無制限である。一方、通常のエンコーダデータのやりとりに使用するエンコーダアドレスは、上記の実施の形態では3ビットしか使用していない。エンコーダアドレスの設定時のみ、長いビット数のエンコーダ識別コードを使用するが、その後の通常の処理では短いエンコーダアドレスを使用するので、長いビット数のエンコーダ識別コードはエンコーダ装置のスループットにはなんら影響をおよぼさない。
(6)複数のn軸のエンコーダがバスライン接続された状態において、各々のエンコーダのモードデータを任意に設定できる。このため、ロボット組み立て時にエンコーダ装置を取り付けた後に、あるいは、取替え時に取替用のエンコーダ装置を取り付けた後に所定の動作モードに設定変更できる。これにより、ロボットへのエンコーダ取り付け作業や取替作業を従来よりも大幅に容易化することができる。
(7)ロボットに取り付ける前に、エンコーダ装置の仕様を確定する必要がない。
(8)ロボット完成状態においても本発明のモード設定を利用することにより、ロボットの分離・解体することなくエンコーダの性能・仕様を変更することが可能となる。
(9)本エンコーダ装置は、外部コントローラ部9との通信において、通信速度の速い通常のエンコーダの位置情報を出力するエンコーダデータに関する通信方式と、通信速度の遅いモードデータに関する通信方式の2種類の通信方式を採用している。これにより、通常の処理は高速に行うことが可能になり、モードデータの設定という重要な処理については、ノイズの影響を受けない信頼性の高い処理が可能となる。
(10)上記2つの通信方式の区別は、フィルター等の簡易な回路で行っているので、コストアップやエンコーダ装置が大きくなるというような問題が生じない。
【0049】
上記実施の形態では、モータの回転位置を求めるエンコーダ装置の例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。直線位置を求めるエンコーダ装置であってもよい。すなわち、あらゆるエンコーダ装置およびそのエンコーダ装置を使用するロボットシステムに適用することができる。
【0050】
上記実施の形態では、信号処理部5の内部にデジタルフィルタを使用する例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。アナログフィルタであってもよい。
【0051】
上記実施の形態では、信号処理部5はASICによるロジック回路の例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。マイクロCPUなどを使用したものであってもよい。その場合、前述した図10や図17の処理が、プログラムにより実行される。
【0052】
上記実施の形態では、シリアルラインのバス接続の例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。複数のラインからなるパラレルラインのバスであってもよい。また、デージーチェーンなどの接続も、本実施の形態では、バス接続とみなす。
【0053】
上記実施の形態では、エンコーダ識別コードとしてモータの製造シリアル番号またはエンコーダの製造シリアル番号などの例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。複数のエンコーダ装置をそれぞれ特定できる固有のものであればどのようなものでもよい。この場合、複数のモータやエンコーダ装置が外観から目視で区別して識別できる情報であればより好ましい。
【0054】
上記実施の形態では、モードデータとして、通信フォーマットの種類、分解能、伝送速度などの例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。例えば、オーバースピード検出速度を選択するようにしてもよい。また、温度異常を出力するかしないかを選択するようにしてもよい。すなわち、エンコーダ装置の性能・仕様を決定するデータであればどのようなものでもよい。通信フォーマットの種類についても、フレームのビット構成やビット数の違いによるものや、コマンド体系の違いによるもを例として説明したが、その他の違いによるものであってもよい。通信フォーマットは、通信プロトコルを含む概念である。
【0055】
上記実施の形態では、通信フォーマットは4種類、エンコーダデータの伝送速度は2.5Mbpsと4Mbpsの2種類、分解能は17ビット分解能と20ビット分解能の2種類の例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。通信フォーマットの種類の数は5個以上であってもよいし、4個未満であってもよい。エンコーダデータの伝送速度は3種類以上であってもよいし、その他の伝送速度の値であってもよい。分解能も3種類以上であってもよいし、分解能ビット数もその他の値であってもよい。
【0056】
上記実施の形態では、エンコーダ装置と外部コントローラ部9との通信において、通信速度(伝送速度)の速い通常のエンコーダの位置情報を出力するエンコーダデータに関する通信方式と、通信速度の遅いモードデータに関する通信方式の2種類の通信方式を採用する例を説明した。このような内容は、必ずしもエンコーダ装置やロボットシステムにおける応用に限定する必要はない。他のシステムにも適用することは可能である。すなわち、バスを介して接続される複数の装置が接続されるシステムにおいて、通常のデータのやり取りは速い伝送速度の通信で行い、各装置の仕様の設定のような大事なデータのやり取りは遅い伝送速度の通信で行う。これにより、通常の処理は高速に行うことが可能になり、仕様の設定という重要な処理については、ノイズの影響を受けない信頼性の高い処理が可能となる。
【0057】
上記実施の形態では、エンコーダアドレスで対象エンコーダ装置を特定し、モードデータを送信する例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。例えば、エンコーダアドレスの設定に使用したエンコーダ識別コードを使用して対象エンコーダ装置を特定し、モードデータを送信するようにしてもよい。すなわち、バス接続された複数のエンコーダ装置の中から任意のエンコーダ装置を特定あるいは識別できる情報であればどのようなものでもよい。
【0058】
上記実施の形態では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【0059】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成しているので、次のような効果を奏する。複数のエンコーダ装置がバスライン接続された状態において、各々のエンコーダ装置のエンコーダアドレスを任意に設定できる。このため、例えば、ロボット組み立て時にエンコーダ装置を取り付けた後、所定のエンコーダアドレスの設定ができ、ロボットへのエンコーダ装置取り付け作業を従来よりも大幅に容易化することができる。また、エンコーダ装置取替え時に取替用のエンコーダ装置を取り付けた後に所定のエンコーダアドレスの設定ができ、ロボットのエンコーダ装置取替作業も従来よりも大幅に容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態のエンコーダ装置の構成図を示す図である。
【図2】n軸のエンコーダ装置と外部コントローラから構成されるロボットの構成を示す図である。
【図3】信号処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図4】コマンド信号のフレームフォーマットの構成図である。
【図5】コマンドデータフレームの構成図である。
【図6】メモリデータフレームの構成図である。
【図7】コマンドデータフレームのコマンドコードの構成図である。
【図8】メモリデータフレームのフレームコードおよびデータビットの構成図である。
【図9】コマンドデータフレームのエンコーダアドレスの構成図である。
【図10】エンコーダ装置におけるエンコーダアドレス設定処理に関するフローチャートを示す図である。
【図11】ロボットのエンコーダ装置の取り付け作業の流れについて説明するフローチャートである。
【図12】モードデータ用コマンド信号のフレームフォーマットの構成図である。
【図13】コマンドデータフレームの構成図である。
【図14】メモリデータフレームの構成図である。
【図15】メモリアドレスフレームの構成図である。
【図16】コマンドデータフレームのコマンドコード32の構成図である。
【図17】エンコーダ装置におけるモードデータ設定処理に関するフローチャートを示す図である。
【図18】不揮発性メモリのモードデータと信号処理部の各機能ブロックとの関係を説明する図である。
【符号の説明】
1 発光部
2 回転円板
3 受光部
4 波形整形回路
5 信号処理部
5a エンコーダ信号
6 送受信ドライバ部
6a コマンド信号
7 不揮発性メモリ
8 バス通信ライン
9 外部コントローラ
10 終端抵抗
ENC1〜ENCn エンコーダ装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an encoder device used for a robot or the like.
[0002]
[Prior art]
The robot is controlled by mounting a plurality of motors and a plurality of encoder devices on a plurality of axes. The plurality of encoder devices are connected by a bus. In some cases, it is necessary to replace an arbitrary encoder device among a plurality of encoder devices connected to the bus. In such a case, as a method of setting the encoder address of the encoder device after replacement, an initial encoder address different from the normally used encoder address is set in the encoder device in advance, and this initial encoder address is used later. There is known a method of setting a desired encoder address (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
For example, an initial encoder address is set in advance for a new encoder device to be replaced, and the encoder device is replaced with an old encoder device. Thereafter, a command is transmitted to the replaced new encoder device using the initial encoder address, and a desired encoder address is set.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-313299
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described method of the related art, an encoder address that is not normally used is assigned to a preset initial encoder address, and only one type can be used. Therefore, when it is necessary to replace a plurality of encoder devices, first, one encoder device is replaced and the command processing using the above-described initial encoder address is performed. Next, another encoder device is replaced again and the same processing is performed. When replacing a plurality of encoder devices, there has been a problem that such processing must be repeated. Further, in such a method, when assembling a new robot, there has been a problem that it is not possible to answer a request to set each encoder address after attaching a plurality of encoder devices.
[0005]
The present invention provides an encoder device capable of easily setting an encoder address of a plurality of bus-connected encoder devices to an arbitrary encoder address, and a robot system using the encoder device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, a plurality of encoder devices, bus means, and a plurality of encoder devices are connected via the bus means to control the plurality of encoder devices and to receive the encoder data from the plurality of encoder devices and to perform a predetermined operation. Applied to a robot system having control means for controlling the robot of each of the plurality of encoder devices, each encoder device of the plurality of encoder devices, rewritable encoder address storage means for storing its own encoder address, and unique encoder identification information When receiving the same encoder identification information as the unique encoder identification information from the control means, the encoder address attached to the received encoder identification information is stored in the encoder address storage means as its own encoder address. Process to store Control means, when setting an encoder address of an arbitrary encoder device to an arbitrary encoder address, a plurality of encoder addresses via a bus together with an arbitrary encoder address together with unique encoder identification information of the arbitrary encoder device. The data is transmitted to the device.
According to a fourth aspect of the present invention, in the encoder device according to the first or second aspect, the unique encoder identification information is information capable of visually identifying the encoder device from the outside.
According to a fifth aspect of the present invention, in the robot system according to the third aspect, the unique encoder identification information is information capable of visually identifying the encoder device from the outside.
A sixth aspect of the present invention is the encoder device according to the first, second or fourth aspect, further comprising a display unit for displaying unique encoder identification information.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration diagram of an encoder device according to the present embodiment. The light from the
[0008]
The
[0009]
The encoder signal 5a and the command signal 6a are digital data and are composed of serial data. In the
_
[0010]
The
[0011]
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a robot (robot system) including n-axis (n ≧ 1 integer) encoder devices ENC <b> 1 to ENCn and an external controller 9. The plurality of encoder devices ENC1 to ENCn are respectively mounted on a plurality of motors (not shown) that drive the n-axis of the robot, and detect rotational displacement of each motor. The external controller unit 9 receives an encoder signal 5a (also referred to as encoder data), which is a position displacement of each motor, from the encoder devices ENC1 to ENCn, and controls various robots based on the data. For example, control is performed to rotate each motor by a predetermined amount.
[0012]
The external controller unit 9 and the encoder devices ENC1 to ENCn have a bus line configuration as shown in FIG. The
[0013]
In the communication with the external controller unit 9, the present encoder device uses a communication method relating to mode data capable of reading and writing mode data 7 c of the encoder, in addition to a communication method relating to encoder data for outputting position information of a normal encoder. It has two types of communication systems. The mode data 7c is data that determines the performance and specifications of the encoder device such as the communication format, resolution, and transmission speed of the encoder device. The mode data 7c can be set to a predetermined value from the external controller unit 9. The mode data 7c will be described later in more detail.
[0014]
In both communication systems, serial transmission is performed via the
[0015]
FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
[0016]
The cutoff frequency of the DLPF 109 is set to a value such that, for example, the above-mentioned 2.5 Mbps encoder data command signal is cut off and the 100 Kbps mode data command signal can pass. The cutoff frequency of the
[0017]
This means that the receiving
[0018]
−Setting of encoder address−
Next, control for setting an encoder address in an encoder device by using a communication method related to encoder data will be described. The command signal 6a here is a command signal relating to encoder data, and has a baud rate of, for example, 2.5 Mbps as described above. Therefore, the encoder
[0019]
FIG. 4 is a configuration diagram of the frame format of the command signal 6a. The command signal 6a from the external controller unit 9 is composed of a maximum of four frames of a command data frame CDF, a memory data frame 0MDF0, a memory data frame 1MDF1, and a memory data frame 2MDF2. The idle H state is maintained between each frame.
[0020]
FIG. 5 is a configuration diagram of the command data frame. FIG. 6 is a configuration diagram of a memory data frame. In each frame, a
[0021]
The encoder address setting I command 21a is a command for setting an encoder address used in a conventional encoder device constituted by one command data frame. The encoder device that has received the
[0022]
As shown in FIG. 7, the encoder address setting II command 21b is a command for setting an encoder address for the encoder device including one command data frame and three memory data frames. FIG. 8 is a configuration diagram of the
[0023]
When the encoder devices ENC1 to ENCn connected to the bus line receive this command signal 21b, each encoder device determines the encoder identification code 7b held in the
[0024]
FIG. 10 is a diagram showing a flowchart relating to an encoder address setting process in the encoder device. The
[0025]
The external controller unit 9 sets and transmits an encoder identification code and an encoder address of an encoder device to which an encoder address is to be set by manual operation through a controller control panel (not shown) or the like. When the transmission of the encoder address is instructed, the external controller unit 9 generates an encoder address setting II command 21b based on the set encoder identification code and the encoder address, and transmits the command to the
[0026]
In the encoder device, when the power is turned on, an initialization process is performed in step S1 of FIG. In step S2, it is determined whether the command signal 6a has been received. If it is determined that it has been received, the process proceeds to step S3, and if it has not been received, the determination of step S2 is repeated. In step S3, the type of command is determined based on the command code of the command signal 6a. If it is determined that the command is the encoder address setting II command 21b, the process proceeds to step S4. In step S4, it is determined whether or not the encoder identification code set in the data bit of the memory data frame of the encoder address setting II command 21b matches the encoder identification code stored in the
[0027]
In step S5, the encoder address 7a held in the
[0028]
If it is determined in step S3 that the command signal 6a is the encoder address setting I command 21a, the process proceeds to step S5. In this case, the external controller unit 9 or an alternative device and the encoder device are connected one-to-one. In step S3, when the command signal 6a determines that the command is a
[0029]
FIG. 11 is a flowchart illustrating a flow of an operation of mounting the encoder device when assembling the robot. The robot attaches a plurality of encoder devices and connects them with a bus.
[0030]
In step S11, an encoder identification code is set in an encoder device to be attached. Generally, the encoder identification code is necessary because the motor capacity, serial number, etc. are set in the encoder in advance in the upstream process before the mounting work of the encoder device. Absent. In step S12, an encoder device is attached to each axis of the robot. The plurality of mounted encoder devices are connected by a bus line. In step S13, an encoder identification code of the encoder device installed on the specific axis is input to the external controller unit 9. The external controller unit 9 associates with the encoder device installed on each axis of the robot using the encoder identification code. For example, an association table is provided inside the external controller 9.
[0031]
In step S14, a predetermined command signal (encoder address setting II) is sent from the external controller unit 9 to the encoder device. The command signal specifies an encoder identification code of the encoder device and an encoder address to be changed. In step S15, it is confirmed whether or not the encoder address of the encoder device has been correctly set. For example, it checks whether data communication with the encoder device is possible. Steps S13 to S15 are repeated for all of the plurality of attached encoder devices. Thus, the mounting operation of the encoder device is completed.
[0032]
−Setting of mode data−
Next, control for setting mode data in the encoder device by using a communication method for mode data will be described. The command signal 6a here is a command signal relating to mode data, and has a baud rate of, for example, 100 Kbps as described above. Therefore, the mode
[0033]
FIG. 12 is a configuration diagram of a frame format of the mode data command signal 6a. The command signal 6a is composed of three frames: a command data frame CDF, a memory data frame MDF, and a memory address frame MAF. The idle H state is maintained between each frame.
[0034]
FIG. 13 is a configuration diagram of the command data frame CDF. FIG. 14 is a configuration diagram of a memory data frame. FIG. 15 is a configuration diagram of a memory address frame. In each frame, a
[0035]
The mode data write command 32a is a mode data setting command for the encoder device, which is composed of a command data frame, a memory data frame, and a memory address frame. In the bits of the
[0036]
[0037]
When mode data is individually set for the encoders ENC1 to ENCn of n axes (n ≧ 1) connected to the
[0038]
FIG. 17 is a view showing a flowchart relating to mode data setting processing in the encoder device. The
[0039]
In the external controller 9, mode data is instructed by manual operation through a controller control panel (not shown) or the like. The mode data includes, for example, the type of communication format of the encoder device, the resolution, the transmission speed, and the like. The types of communication formats include those depending on the bit configuration and the number of bits of the frame and those based on the command system. That is, the mode data is data that determines the performance and specifications of the encoder device. The performance and specifications of the encoder device determine the operating environment of the encoder device, and are typically referred to as specifications of the encoder device. The external controller 9 generates a mode data write command 32 a according to the instructed mode data, and transmits the command 32 a to the
[0040]
In the encoder device, when the power is turned on, an initialization process is performed in step S21 of FIG. In step S22, it is determined whether the command signal 6a has been received. If it is determined that it has been received, the process proceeds to step S23. If it has not been received, the determination of step S22 is repeated. In step S23, it is determined whether the encoder address specified by the command signal 6a matches the encoder address stored in the
[0041]
In step S24, the type of command is determined based on the command code of the command signal 6a. If it is determined that the command is the mode data write command 32a, the process proceeds to step S25. In step S25, predetermined mode data stored in the
[0042]
If it is determined in step S24 that the command is a mode data read command, the process proceeds to step S26. In step S26, predetermined mode data stored in the
[0043]
FIG. 18 is a diagram for explaining the relationship between the mode data 7c of the
[0044]
The
[0045]
In the present embodiment, for example, four types of communication formats are provided. Each of the communication format blocks 209 to 212 is provided as an independent circuit, and is selected by the
[0046]
Bit data of the
[0047]
The bit data of the
[0048]
The encoder device and the robot system according to the present embodiment described above have the following excellent effects.
(1) In a state where a plurality of n-axis encoder devices are connected to a bus line, an encoder address of each encoder device can be arbitrarily set, so that a predetermined encoder address can be set after an encoder is attached to a robot. Thereby, the work of attaching the encoder device to the robot can be greatly facilitated as compared with the related art. As a result, when assembling the robot, the task of assembling the robot is facilitated.
(2) This is also effective when replacing a plurality of encoder devices. After replacing a plurality of encoder devices, the encoder address of each encoder device can be arbitrarily set later. This also facilitates the replacement work of the encoder device.
(3) Since the encoder identification code allows the encoder device to be visually identified from the outside, the encoder identification code can be confirmed at any time. Thereby, even if the user forgets what encoder identification code is stored in the encoder device, it is possible to immediately confirm it. That is, there is no need to store or record what encoder identification code is stored.
(4) The encoder identification code may be, for example, a production serial number of a motor or a production serial number of an encoder device. This makes it possible to set the encoder identification code, for example, when the encoder device is attached at the motor manufacturing factory. That is, regardless of the process in which the encoder device is used, the encoder identification code can be set in any process, particularly in an upstream process. (5) Since the encoder identification code uses the serial number of the motor, an unlimited number can be set without substantial duplication. In the example of the above embodiment, a combination of numbers that can be specified by 24 bits is possible, and there is practically no limit. On the other hand, the encoder address used for normal exchange of encoder data uses only three bits in the above embodiment. Only when setting the encoder address, the encoder identification code with a longer number of bits is used.However, in the subsequent normal processing, the encoder identification code with a longer number of bits has no effect on the throughput of the encoder device. No effect.
(6) When a plurality of n-axis encoders are connected to a bus line, mode data of each encoder can be set arbitrarily. Therefore, the setting can be changed to a predetermined operation mode after the encoder device is attached at the time of assembling the robot, or after the replacement encoder device is attached at the time of replacement. As a result, the work of attaching and replacing the encoder to the robot can be greatly facilitated as compared with the related art.
(7) There is no need to determine the specifications of the encoder device before attaching it to the robot.
(8) By using the mode setting of the present invention even in the robot completed state, it is possible to change the performance and specifications of the encoder without separating and dismantling the robot.
(9) In the communication with the external controller 9, the present encoder device has two types of communication systems, namely, a communication system relating to encoder data for outputting position information of a normal encoder having a high communication speed and a communication system relating to mode data having a low communication speed. The communication method is adopted. As a result, normal processing can be performed at high speed, and important processing of setting mode data can be performed with high reliability without being affected by noise.
(10) Since the two communication systems are distinguished by a simple circuit such as a filter, problems such as an increase in cost and an increase in the size of the encoder device do not occur.
[0049]
In the above-described embodiment, an example of the encoder device that determines the rotational position of the motor has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this. An encoder device for obtaining a linear position may be used. That is, the present invention can be applied to any encoder device and a robot system using the encoder device.
[0050]
In the above-described embodiment, an example in which a digital filter is used inside the
[0051]
In the above-described embodiment, the example in which the
[0052]
In the above embodiment, the example of the serial line bus connection has been described, but the present invention is not necessarily limited to this. A parallel line bus composed of a plurality of lines may be used. In this embodiment, a connection such as a daisy chain is also regarded as a bus connection.
[0053]
In the above-described embodiment, examples of the encoder serial code such as the motor serial number or the encoder serial number have been described. However, the present invention is not necessarily limited to this example. Any device may be used as long as it can uniquely identify a plurality of encoder devices. In this case, it is more preferable that the information be such that a plurality of motors and encoder devices can be visually distinguished and identified from the appearance.
[0054]
In the above embodiment, examples of the type of communication format, resolution, transmission speed, and the like have been described as mode data, but the present invention is not limited to these contents. For example, an overspeed detection speed may be selected. Alternatively, whether to output a temperature abnormality may be selected. That is, any data may be used as long as the data determines the performance and specifications of the encoder device. The type of the communication format has been described as an example based on the difference in the bit configuration and the number of bits of the frame, and also on the difference in the command system, but may be based on another difference. The communication format is a concept including a communication protocol.
[0055]
In the above embodiment, four types of communication formats, two types of encoder data transmission speeds of 2.5 Mbps and 4 Mbps, and two types of resolutions of 17-bit resolution and 20-bit resolution have been described. There is no need to limit. The number of types of communication formats may be five or more, or may be less than four. The transmission speed of the encoder data may be three or more types, or may be another transmission speed value. The resolution may be three or more, and the number of resolution bits may be another value.
[0056]
In the above embodiment, in the communication between the encoder device and the external controller 9, a communication method relating to encoder data for outputting position information of a normal encoder having a high communication speed (transmission speed) and a communication relating to mode data having a low communication speed are provided. An example in which two types of communication systems are adopted has been described. Such contents do not necessarily need to be limited to applications in encoder devices and robot systems. It is possible to apply to other systems. That is, in a system in which a plurality of devices connected via a bus are connected, normal data exchange is performed by high-speed communication, and important data exchange such as setting of specifications of each device is performed by slow transmission. It is performed by speed communication. As a result, normal processing can be performed at high speed, and important processing of setting specifications can be performed with high reliability without being affected by noise.
[0057]
In the above embodiment, an example has been described in which the target encoder device is specified by the encoder address and the mode data is transmitted. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, the target encoder device may be specified using the encoder identification code used for setting the encoder address, and the mode data may be transmitted. That is, any information may be used as long as it can specify or identify an arbitrary encoder device from a plurality of encoder devices connected to the bus.
[0058]
In the above embodiments, various embodiments and modified examples have been described, but the present invention is not limited to these contents. Other embodiments that can be considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
[0059]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. When a plurality of encoder devices are connected to the bus line, the encoder address of each encoder device can be set arbitrarily. For this reason, for example, after the encoder device is attached at the time of assembling the robot, a predetermined encoder address can be set, and the work of attaching the encoder device to the robot can be made much easier than before. Further, when replacing the encoder device, a predetermined encoder address can be set after the replacement encoder device is attached, and the work of replacing the encoder device of the robot can be greatly facilitated as compared with the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration diagram of an encoder device according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a robot including an n-axis encoder device and an external controller.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a signal processing unit.
FIG. 4 is a configuration diagram of a frame format of a command signal.
FIG. 5 is a configuration diagram of a command data frame.
FIG. 6 is a configuration diagram of a memory data frame.
FIG. 7 is a configuration diagram of a command code of a command data frame.
FIG. 8 is a configuration diagram of a frame code and a data bit of a memory data frame.
FIG. 9 is a configuration diagram of an encoder address of a command data frame.
FIG. 10 is a view showing a flowchart relating to an encoder address setting process in the encoder device.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a flow of a mounting operation of the encoder device of the robot.
FIG. 12 is a configuration diagram of a frame format of a mode data command signal.
FIG. 13 is a configuration diagram of a command data frame.
FIG. 14 is a configuration diagram of a memory data frame.
FIG. 15 is a configuration diagram of a memory address frame.
FIG. 16 is a configuration diagram of a
FIG. 17 is a view showing a flowchart relating to mode data setting processing in the encoder device.
FIG. 18 is a diagram illustrating a relationship between mode data of a nonvolatile memory and each functional block of a signal processing unit.
[Explanation of symbols]
1 Light emitting unit
2 rotating disk
3 Receiver
4 Waveform shaping circuit
5 Signal processing unit
5a Encoder signal
6 Transmit / receive driver section
6a Command signal
7 Non-volatile memory
8 Bus communication line
9 External controller
10 Terminating resistor
ENC1 to ENCn encoder device
Claims (6)
固有のエンコーダ識別情報を格納するエンコーダ識別情報格納手段と、
外部装置から前記固有のエンコーダ識別情報と同一のエンコーダ識別情報を受信したとき、前記受信したエンコーダ識別情報に付帯されたエンコーダアドレスを前記自己のエンコーダアドレスとして前記エンコーダアドレス格納手段に格納するよう処理する処理手段とを備えることを特徴とするエンコーダ装置。Rewritable encoder address storage means for storing its own encoder address,
Encoder identification information storage means for storing unique encoder identification information;
When receiving the same encoder identification information as the unique encoder identification information from an external device, processing is performed so as to store the encoder address attached to the received encoder identification information as the own encoder address in the encoder address storage means. An encoder device comprising: processing means.
固有のエンコーダ識別情報を格納するエンコーダ識別情報格納手段と、
エンコーダ識別情報と設定すべきエンコーダアドレスとを含むエンコーダアドレス設定コマンドを受信するコマンド受信手段と、
前記エンコーダ識別情報格納手段に格納された前記固有のエンコーダ識別情報と前記コマンド受信手段により受信したエンコーダアドレス設定コマンドに含まれるエンコーダ識別情報とに基づき自己のエンコーダ装置へのエンコーダアドレス設定コマンドであるかを認識し、自己のエンコーダ装置へのエンコーダアドレス設定コマンドであると認識したとき、受信したエンコーダアドレス設定コマンドに含まれるエンコーダアドレスを前記自己のエンコーダアドレスとして前記エンコーダアドレス格納手段に格納するように処理をする処理手段とを備えることを特徴とするエンコーダ装置。Rewritable encoder address storage means for storing its own encoder address,
Encoder identification information storage means for storing unique encoder identification information;
Command receiving means for receiving an encoder address setting command including encoder identification information and an encoder address to be set,
Based on the unique encoder identification information stored in the encoder identification information storage means and the encoder identification information included in the encoder address setting command received by the command receiving means, is it an encoder address setting command to its own encoder device? And recognizes that the received command is an encoder address setting command to the own encoder device, and stores the encoder address included in the received encoder address setting command as the own encoder address in the encoder address storage means. An encoder device comprising:
バス手段と、
前記バス手段を介して前記複数のエンコーダ装置と接続され、前記複数のエンコーダ装置を制御するとともに前記複数のエンコーダ装置よりエンコーダデータを受信して所定のロボットに関する制御を行う制御手段とを備えたロボットシステムであって、
前記複数のエンコーダ装置の各エンコーダ装置は、
自己のエンコーダアドレスを格納する書き換え可能なエンコーダアドレス格納手段と、
固有のエンコーダ識別情報を格納するエンコーダ識別情報格納手段と、
前記制御手段から前記固有のエンコーダ識別情報と同一のエンコーダ識別情報を受信したとき、前記受信したエンコーダ識別情報に付帯されたエンコーダアドレスを前記自己のエンコーダアドレスとして前記エンコーダアドレス格納手段に格納するよう処理する処理手段とを備え、
前記制御手段は、任意のエンコーダ装置のエンコーダアドレスを任意のエンコーダアドレスに設定するとき、前記任意のエンコーダ装置の固有のエンコーダ識別情報とともに前記任意のエンコーダアドレスを前記バスを介して前記複数のエンコーダ装置に送信することを特徴とするロボットシステム。A plurality of encoder devices;
Bus means,
A control unit that is connected to the plurality of encoder devices via the bus unit, controls the plurality of encoder devices, and receives encoder data from the plurality of encoder devices and performs control related to a predetermined robot. The system
Each encoder device of the plurality of encoder devices,
Rewritable encoder address storage means for storing its own encoder address,
Encoder identification information storage means for storing unique encoder identification information;
When receiving the same encoder identification information as the unique encoder identification information from the control unit, a process of storing the encoder address attached to the received encoder identification information as the own encoder address in the encoder address storage unit. Processing means,
The control means, when setting an encoder address of an arbitrary encoder device to an arbitrary encoder address, transmits the arbitrary encoder address together with the unique encoder identification information of the arbitrary encoder device via the bus to the plurality of encoder devices. A robot system for transmitting to a robot.
前記固有のエンコーダ識別情報は、前記エンコーダ装置を外部から目視により識別できる情報であることを特徴とするエンコーダ装置。The encoder device according to claim 1 or 2,
The encoder device, wherein the unique encoder identification information is information by which the encoder device can be visually identified from the outside.
前記固有のエンコーダ識別情報は、前記エンコーダ装置を外部から目視により識別できる情報であることを特徴とするロボットシステム。The robot system according to claim 3,
The robot system according to claim 1, wherein the unique encoder identification information is information by which the encoder device can be visually identified from outside.
前記固有のエンコーダ識別情報を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とするエンコーダ装置。The encoder device according to claim 1, 2 or 4,
An encoder device further comprising a display unit for displaying the unique encoder identification information.
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