JP2006081246A

JP2006081246A - シリアル通信指令方式サーボアンプ装置

Info

Publication number: JP2006081246A
Application number: JP2004259565A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kurosawa; 武志黒澤
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】シリアル通信指令と設定モニタオペレータを自動的に安全に切替えるサーボアンプ装置を提供する。
【解決手段】シリアル通信指令方式サーボアンプ装置において、設定モニタオペレータ２の接続を感知するコネクタ接続認識端子１２と、入出力で夫々一つのＣＰＵのシリアル入出力ポートを共用し真理値が互いに反対の向きとなるシリアル通信指令方式コントローラと設定モニタオペレータ用の３ステートバッファ６、１０を設け、双方の３ステートバッファの制御端子を並列に接続してコネクタ接続認識端子へ接続し、シリアル通信指令信号入出力と設定モニタオペレータを自動的に切換える自動切替装置と、コネクタ接続認識端子をＣＰＵポート１４に接続して設定モニタオペレータが接続された場合は強制的にサーボオフとするオペレータ操作インターロックと、を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリアル通信指令方式のサーボアンプに関し、特に、シリアル指令信号入力と設定モニタオペレータを安全に自動切り換えすることが可能なシリアル通信指令方式サーボアンプ装置に関するものである。

従来より、シリアル通信路のスイッチ回路としては各種の回路があるが、例えば、特許文献１に開示の「携帯情報端末装置」の回路も、シリアル信号の切替回路の１例である。図３は従来の携帯情報端末装置のブロック図であり、先ず、通話を行う場合は、ユーザがＬＣＤ部３１１に表示されたメニューの電話に対応するタッチパネル部３１０上の位置をペン等でタッチするとＰＤＡ−ＣＰＵ部３１３へ通知される。電話番号入力用の画面がＬＣＤ部３１１に表示されると、ユーザはタッチパネル部３１０から相手の電話番号を入力し、発信ボタンを押すと、ＰＤＡ−ＣＰＵ部３１３へ電話番号情報が通知される。
ＰＤＡ−ＣＰＵ部３１３はＣＰＵ間通信制御部３１４経由でＰＨＳブロックに対して発信指示のデータを送信する。ＣＰＵ間通信制御部３１４からのデータが発信要求の場合は、ＰＨＳ−ＣＰＵ部３０８はＰＨＳプロトコル制御部３０６に対して発信要求を行い、ＲＦ部３０２より公衆基地局に対して発信要求信号が送出される。また、網からの着信時には公衆基地局から送られてくる着信信号が受信され、ＰＨＳプロトコル制御部３０６からＰＨＳ−ＣＰＵ部３０８に対して着信通知が行われ、ＰＨＳ−ＣＰＵ部３０８はＰＤＡ−ＣＰＵ部３１３へ着信を知らせるため、ＣＰＵ間通信制御部３１４に対して着信通知のためのデータを送信する。
また、これら装置の工場での出荷テスト等の際には、内部の動作確認のため、ＰＣ−Ｉ／Ｆ部３２５にパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が接続される。コネクタ３２５−１にＰＣ接続ケーブルが接続されると、コネクタ接続検出部３２５−３がこれを検出し、ＰＨＳ−ＣＰＵ部３０８に対して割込みによって通知する。
この割込み信号により、ＰＨＳ−ＣＰＵ部３０８はコネクタ３２５−１にＰＣ接続ケーブルが接続されたことを認識し、ＰＣ−ＩＦ部３２５内のドライバー／レシーバ部３２５−２から入出力されるデータ信号をシリアル通信制御部３１６に入出力するように切換スイッチ３１７を切換える。

一方、サーボアンプ等におけるシリアル通信指令方式においても、図２に示す従来のシリアル通信指令入出力／設定モニタオペレータの切換装置のブロック図のようなシリアル通信切換装置が用いられている。
図２において、１０１はシリアル通信指令方式コントローラあり、シリアル通信を使い、サーボアンプ１０３に対して位置、速度、トルク指令を与える。この指令はシリアル通信トランシーバ１１０によりＣＰＵ１０７のシリアルポートが認識できるアシンクロナス・シリアル信号（非同期のスタート、ストップビット使用の調歩同期、又はキャラクタ同期信号等）に変換され、シリアルポートセレクタ１０６を通りサーボアンプ１０３内部のＣＰＵ１０７のシリアルポートに入力して信号処理後、サーボモータ１１２に動作指令を与える。
また、１０２はサーボアンプのパラメータ設定、調整、速度やトルクをモニタする補助装置の設定モニタオペレータである。この信号はＲＳ２３２Ｃトランシーバ部１１１によりＣＰＵ１０７のシリアルポートが認識できるアシンクロナス・シリアル信号（非同期の調歩同期信号方式等）に変換され、シリアルポートセレクタ１０６を通りサーボアンプ１０３内部のＣＰＵ１０７のシリアルポートに接続される。従来は、このシリアルポートセレクタ１０６の操作をジャンパーピンの切換、又はスイッチ切換により行っていた。なお、１０４はシリアル指令方式コントローラ接続コネクタ、１０５は設定モニタオペレータコネクタである。
特開平１１−３５５８５５号公報（図１）

しかしながら、従来の装置では特許文献１の場合の図３に示す携帯情報端末装置では、シリアル通信制御部３１６へのＣＰＵ間通信制御部３１４からの発信要求と、ＰＣ−Ｉ／Ｆ部３２５からのＰＣの信号の切換えを切替えスイッチ３１７によっているので、ノイズによる影響が大きく信頼性が低下すると言った問題がある。
図２に示すサーボアンプの場合も、シリアル通信指令信号と設定モニタオペレータをジャンパーピン切替え、あるいはスイッチ切替えによるシリアルポートセレクタ１０６によって切替えているので、同様な問題がある上に、特にサーボアンプの場合は、サーボ動作中に切替え操作を行うとシリアル通信指令コントローラ１０１からの指令がサーボアンプ１０３に入力されなくなり、サーボ操作不能となって非常に危険な状態になるという問題があった。

そこで、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、シリアル通信指令と設定モニタオペレータのＣＰＵシリアルポートへの入出力を自動的に判別して、シリアル入出力の切替え時には、サーボの動作を安全なモードへ切替えることによって、サーボ操作不能状態に陥るような事態の回避が可能で信頼性を向上させるシリアル通信指令方式サーボアンプ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、請求項１記載の発明は、シリアル通信指令方式サーボアンプ装置に係り、シリアル通信指令方式コントローラとサーボアンプの設定モニタオペレータとサーボアンプとを備えたシリアル通信指令方式サーボアンプ装置において、設定モニタオペレータの接続を感知するコネクタ接続認識端子と、入出力で夫々一つのＣＰＵシリアル入出力ポートを共用し真理値が互いに反対の向きとなるシリアル通信指令方式コントローラ用と設定モニタオペレータ用の３ステートバッファを設け、前記双方の３ステートバッファの制御端子を夫々並列に接続して前記コネクタ接続認識端子へ接続し前記シリアル通信指令信号入出力と設定モニタオペレータを自動的に切換えるシリアル通信指令信号入出力／設定モニタオペレータ自動切替装置と、前記コネクタ接続認識端子をＣＰＵポートに接続して前記設定モニタオペレータが接続された場合は強制的にサーボオフとするオペレータ操作インターロックと、を備えたことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載のシリアル通信指令方式サーボアンプ装置において、前記オペレータ操作インターロックは、サーボオン信号および前記コネクタ接続認識端子の反転信号を入力し、出力がサーボオンポートへ接続されるＡＮＤゲートで構成したことを特徴としている。

本発明によれば、サーボ指令信号シリアル入出力と、設定モニタオペレータシリアル入出力で、１つのＣＰＵシリアル入出力ポートを共用して自動で、且つ、安全にシリアリ入出力の切替えが可能になり、切替え用スイッチまたはジャンパーピンが不要になって信頼性および操作性が向上し、切替え時にサーボ操作不能に陥るような事態を回避できてシステムの安全性を向上させる効果がある。

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は本発明のシリアル通信指令方式サーボアンプ装置のブロック図である。
図１において、１は上位コントローラ、２は設定モニタオペレータ、３はサーボアンプ、４はシリアル指令方式コントローラ接続コネクタ、５は設定モニタオペレータコネクタ、６はシリアル指令コントローラ側の入出力用３ステートバッファ、７はＣＰＵであり、８はパワー回路部、９はＡＮＤゲート、１０は設定モニタオペレータ側の入出力用３ステートバッファ、１１はシリアル通信トランシーバ部、１２はコネクタ接続認識端子、１３はプルダウン抵抗、１４はコネクタ接続認識ポート、１５はサーボオンポート、１６はサーボモータ、１７は制御回路部、１８はオペレータの電源である。

図１で、従来例の図２と異なる構成は、設定モニタオペレータ２の接続を検出するために検出用電源１８をプルアップ抵抗１３に印加するコネクタ接続認識端子１２と、夫々の制御端子の極性を逆向きにして真理値表が反対になるように構成した３ステートバッファ６と、３ステートバッファ１０の制御端子を並列に接続してコネクタ接続認識端子１２に接続することにより構成したシリアルポートセレクタに代わるシリアル指令信号／設定モニタオペレータ自動切替装置と、コネクタ接続認識端子１２をＣＰＵ７のコネクタ接続認識ポート１４へ接続して構成するオペレータ操作インターロックと、又、別のコネクタ接続認識端子１２とサーボオン信号を入力してＣＰＵ７のサーボオンポート１５に接続されるＡＮＤゲート９による、オペレータ操作インターロックである。

つぎに動作について説明する。
上位のシリアル通信指令方式コントローラ１によりサーボアンブ３へ、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５、ＲＳ４２２、ＵＳＢ等により指令がコネクタ４を通して入出力される。この信号はＲＳ２３２Ｃトランシーバ、ＲＳ４８５トランシーバ、ＲＳ４２２トランシーバ、シリアル出力方式ＵＳＢコントローラ等のシリアル通信トランシーバ部１１によりＣＰＵ７のシリアルポートが認識できるアシンクロナス・シリアル信号（非同期信号）に変換されて３ステートバッファ６を通りＣＰＵ７へ接続される。
一方、設定モニタオペレータ２よりサーボアンプ３へ、サーボアンプ操作／モニタ信号ＲＳ２３２Ｃによりコネクタ５を通して入出力される。この信号はＲＳ２３２ＣトランシーバによりＣＰＵ７のＵＡＲＴ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＲｅｃｅｉｖｅｒＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）ポートが認識できるアシンクロナス・シリアル信号（非同期信号）に変換され、３ステートバッファ１０を通りＣＰＵ７へ接続される。
設定モニタオペレータ２がコネクタ５に接続されていない場合は、コネクタ接続認識端子１２がプルダウン抵抗１３によりロウレベルとなり、ここでは真理値表として制御端子のレベル状態で３状態の出力を決定する３Ｄステートバッファ６、１０の制御端子を、極性を逆にして真理値を反対にしているので、３ステートバッファ６がイネーブルとなり、オペレータ側の３ステートバッファ１０がディセーブルとなるために、サーボアンプ３内部のＣＰＵ７のＵＡＲＴポートにはシリアル通信指令コントローラ１の指令信号が入力される。

設定モニタオペレータ２がコネクタ５に接続されると、コネクタ接続認識端子１２がハイレベルとなり、３ステートバッファ６がディセーブルとなり、３ステートバッファ１０がイネーブルとなるためサーボアンプ３内部のＣＰＵ７のＵＡＲＴポートに設定モニタオペレータ２からの設定モニタ信号が入力される。また、設定モニタオペレータ２がコネクタ５に接続されると、コネクタ接続認識端子１２の信号はＣＰＵ７のポート１４にも入力して、ここのレベルがハイレベルになるとサーボモータ１６が動作中の場合は強制的にサーボオフさせて、従来のようにシリアル通信指令コントローラからの指令信号が遮断されることによって、例えば、モータに過大な回生電流が流れたり、脱調状態に陥ったりして機器を破損させるようなサーボ操作不能状態を回避させる、オペレータ操作インターロックを構成できる。

次に、オペレータ操作インターロックの別の例として、ＣＰＵ７のサーボオンポート１５に論理回路（ＡＮＤ）９を追加する例を示す。
ここではサーボオン信号とコネクタ接続認識端子１２の信号をＡＮＤ回路９に入力して、出力をＣＰＵ７のサーボオンポート１５へ接続している。なお、サーボオン信号はアクティブロウであり、コネクタ接続認識端子１２の信号はアクティブハイなので、コネクタ接続認識端子１２の信号をインバータで反転して使用する。
このようにＡＮＤ９を使用すれば、コネクタ接続認識端子１２の信号をＣＰＵ７のポート１４に直接入力して判断する回路のように、ＣＰＵ７に入力ポートを追加する必要がないという利点がある。

シリアル通信指令方式サーボアンプにおいて、サーボの設定やモニタを行う設定モニタオペレータ入出力と上位のシリアル通信指令用入出力でＣＰＵポートを共用する必要が生ずることがある。これはＣＰＵ入出力ポートに空きが無い場合である。従来はセレクトスイッチによりこの操作を行っていたが、本発明は設定モニタオペレータを接続した時、自動でこれを認識させ安全に切替えるので、通常動作モードと設定モニタオペレータによる保守モードを切替える用途に好適である。

本発明のシリアル通信指令方式サーボアンプ装置のブロック図である。従来のシリアル通信指令方式サーボアンプ装置のブロック図である。従来の携帯情報端末装置のブロック図である。

符号の説明

１上位コントローラ
２設定モニタオペレータ
３サーボアンプ
４シリアル指令方式コントローラ接続コネクタ
５設定モニタオペレータコネクタ
６、１０３ステートバッファ
７ＣＰＵ
８パワー回路部
９制御回路部
１１シリアル通信トランシーバー部
１２コネクタ接続認識端子
１３プルダウン抵抗
１４コネクタ接続認識ポート
１５サーボオンポート
１６サーボモータ
１７制御回路部
１８オペレータ電源

Claims

シリアル通信指令方式コントローラとサーボアンプの設定モニタオペレータとサーボアンプとを備えたシリアル通信指令方式サーボアンプ装置において、
設定モニタオペレータの接続を感知するコネクタ接続認識端子と、入出力でそれぞれ一つのＣＰＵシリアル入出力ポートを共用し真理値が互いに反対の向きとなるシリアル通信指令方式コントローラ用と設定モニタオペレータ用の３ステートバッファを設け、前記双方の３ステートバッファの制御端子を夫々並列に接続して前記コネクタ接続認識端子へ接続し前記シリアル通信指令信号入出力と設定モニタオペレータを自動的に切換えるシリアル通信指令信号入出力／設定モニタオペレータ自動切替装置と、前記コネクタ接続認識端子をＣＰＵポートに接続して前記設定モニタオペレータが接続された場合は強制的にサーボオフとするオペレータ操作インターロックと、を備えたことを特徴とするシリアル通信指令方式サーボアンプ装置。
前記オペレータ操作インターロックは、サーボオン信号および前記コネクタ接続認識端子の反転信号を入力し、出力がサーボオンポートへ接続されるＡＮＤゲートで構成したことを特徴とする請求項１記載のシリアル通信指令方式サーボアンプ装置。