JP2007195266A - 多軸モータ位置検出信号伝達装置 - Google Patents

多軸モータ位置検出信号伝達装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数のモータのそれぞれに配置された各位置検出装置から出力されるパラレル信号形態のモータ回転位置を表す検出信号を、少ない本数の配線群を介して、各モータを駆動制御するための各モータドライバに伝達可能な多軸モータ位置検出信号伝達装置を提案すること。
【解決手段】多軸モータ位置検出信号伝達装置６では、送信側変換器１１が各ロータリエンコーダ４（１）、４（２）から供給されるパラレル信号形態の検出信号をシリアル信号に変換してシリアル信号伝送路１３を介して受信側変換器１２に供給し、受信側変換器１２が、受け取ったシリアル信号形態の検出信号をパラレル信号形態に戻して各モータドライバ８（１）、８（２）に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多関節ロボットハンドなどの複数の動作軸を駆動するための複数台のモータを備えた多軸駆動装置に関し、特に、各モータの回転位置を検出する複数の位置検出装置の検出信号を、少ない本数の配線を介して、各モータを駆動制御する各モータドライバに伝達可能な多軸モータ位置検出信号伝達装置に関するものである。
多関節ロボットハンドなどの多軸駆動装置においては、各動作軸を駆動するための複数台のモータ、例えばサーボモータが配置されている。各サーボモータにはその回転位置を検出するための位置検出装置、例えばロータリエンコーダが取り付けられている。各サーボモータを駆動制御するための各モータドライバは、上位のコンピュータなどから供給される位置指令と、各ロータリエンコーダの検出信号に基づく各サーボモータの実際の回転位置とに基づき、各サーボモータを駆動制御する。
このようなモータを複数台備えた多軸駆動装置では、モータおよび位置検出装置が配置されている駆動側の機構と、各モータを駆動制御するための各モータドライバとの間が多数本の配線を介して接続される。例えば、ロータリエンコーダでは、９０度位相の異なるＡ相およびＢ相信号と、原点位置を表すＺ信号とが出力され、これらの信号がパラレル信号伝送路を介してモータドライバの側に伝達される。ロータリエンコーダ一台当り複数本の信号線が必要であるので、複数台のモータを備えた多軸駆動装置では各モータに取り付けられたロータリエンコーダから引き出される配線数の合計が多数となり、それらの引き回しのためのスペースを確保する必要がある。また、配線数が増加すると、それに伴って断線の発生確率も増加する。
かかる配線数を減少するために、下記の特許文献１においては、各ロータリエンコーダの検出信号をシリアル信号形態で出力させ、これによって、従来よりも配線数の少ないシリアル信号伝送路を介してモード駆動制御装置の側に伝送するようにした構成が提案されている。
特開平１１−１７５１１８号公報
本発明の課題は、パラレル信号形態で検出信号を出力するモータの位置検出装置をそのまま用いて、少ない本数の配線で、各モータに配置した位置検出装置の検出信号を各モータドライバの側に伝達可能な多軸モータ位置検出信号伝達装置を提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は、複数のモータのそれぞれに配置された各位置検出装置から出力されるパラレル信号形態のモータ回転位置を表す検出信号を、各モータを駆動制御するための各モータドライバに伝達するために用いる多軸モータ位置検出信号伝達装置において、
シリアル化回路を備えた送信側変換器と、
デシリアル化回路を備えた受信側変換器と、
各位置検出器および前記送信側変換器の間を接続しているエンコーダ側パラレル信号伝送路と、
前記受信側変換器および各モータドライバの間を接続しているドライバ側パラレル信号伝送路と、
前記送信側変換器および前記受信側変換器の間を接続しているシリアル信号伝送路とを有しており、
前記送信側変換器は、各エンコーダ側パラレル信号伝送路を介して、各位置検出装置から供給されるパラレル信号形態の各検出信号をシリアル信号に変換して、前記シリアル信号伝送路を介して前記受信側変換器に供給し、
前記受信側変換器は、受け取ったシリアル信号形態の検出信号をパラレル信号形態に戻して、各ドライバ側パラレル信号伝送路を介して、各モータドライバに供給することを特徴としている。
本発明の多軸モータ位置検出信号伝達装置では、ＳＥＲＤＥＳ（Ｓｅｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ／ｄｅｓｅｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ：シリアル化・デシリアル化）と呼ばれる信号変換器を用いて、各位置検出装置から出力されるパラレル信号をシリアル信号に変換することにより、少ない信号線からなるシリアル信号伝送路を介して、各位置検出装置の検出信号を各モータドライバに伝達するようにしている。したがって、各位置検出装置をそのまま用いて、位置検出装置が配置されている駆動側と、各モータドライバの側との間を接続している信号線の本数を少なくすることができる。
以下に、図面を参照して、本発明を適用した多軸駆動装置の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した多関節ロボットハンドなどに適用可能な多軸駆動装置を示す概略構成図である。本例の多軸駆動装置１は、駆動側機構２に、複数台のサーボモータ３（１）、３（２）・・・と、各サーボモータ３（１）、３（２）・・・に取り付けられたロータリエンコーダ４（１）、４（２）・・・を有している。また、各サーボモータ３（１）、３（２）・・・を駆動制御するためのモータ駆動制御装置５を有している。さらに、各ロータリエンコーダ４（１）、４（２）・・・から出力されるパラレル信号形態の検出信号をモータ駆動制御装置５の側に伝達するための多軸モータ位置検出信号伝達装置６を有している。
モータ駆動制御装置５は、コントローラ７と、各サーボモータ３（１）、３（２）・・・に対応した個数のモータドライバ８（１）、８（２）・・・を備えている。各モータドライバ８（１）、８（２）・・・は、コントローラ７の制御の下で、各ロータリエンコーダ４（１）、４（２）・・・によって検出される各サーボモータ３（１）、３（２）・・・の回転位置が、不図示の上位の装置から供給される位置指令による回転位置に一致するように、各モータドライバ８（１）、８（２）・・・からモータ駆動用の配線９（１）、９（２）・・・を介して各サーボモータ３（１）、３（２）・・・に駆動電力を供給して、これらを駆動制御する。
多軸モータ位置検出信号伝達装置６は、シリアル化回路を備えた送信側変換器１１と、デシリアル化回路を備えた受信側変換器１２と、送信側変換器１１および受信側変換器１２の間を接続しているシリアル信号伝送路１３とを有している。また、受信側変換器１２および各モータドライバ８（１）、８（２）・・・の間は、それぞれ、ドライバ側パラレル信号伝送路１５（１）、１５（２）・・・を介して接続されている。送信側変換器１１および各ロータリエンコーダ４（１）、４（２）・・・の間も、それぞれ、エンコーダ側パラレル信号伝送路１４（１）、１４（２）・・・を介して接続されている。
送信側変換器１１は、各エンコーダ側パラレル信号伝送路１４（１）、１４（２）・・・を介して、各ロータリエンコーダ４（１）、４（２）・・・から出力されるパラレル信号形態の検出信号を受け取ると、これらを纏めてシリアル信号形態に変換して、シリアル信号伝送路１３を介して受信側変換器１２に供給する。受信側変換器１２では、受け取ったシリアル信号形態の検出信号をパラレル信号形態に戻して、各ドライバ側パラレル信号伝送路１５（１）、１５（２）・・・を介して各モータドライバ８（１）、８（２）・・・に供給する。
本例では、モータ駆動用の配線９（１）、９（２）・・・が３本、各ロータリエンコーダ４（１）、４（２）・・・と送信側変換器１１の間の各エンコーダ側パラレル信号伝送路１４（１）、１４（２）・・・および受信側変換器１２とモータドライバ８（１）、８（２）・・・の間の各ドライバ側パラレル信号伝送路１５（１）、１５（２）・・・の信号線がそれぞれ１４本となっている。また、シリアル信号伝送路１３の配線数は、信号線が一対と電力線が一対の合計４本となっている。なお、これらの本数は一例であり、異なる本数とすることも可能である。
また、本例ではモータの位置検出装置としてロータリエンコーダを用いているが、リニアエンコーダでも同様に可能である。また、磁気センサ、ポテンショメータなどであっても、それらの検出信号をデジタル信号に変換することにより、位置検出装置として用いることができる。
さらに、本例では、シリアル化された検出信号の伝送路として電線を用いているが、デジタル信号を光信号に変換して、光ファイバを用いた光通信、あるいは赤外線、レーザーを用いた無線通信を行うことも可能である。
本発明を適用した多軸駆動装置の概略構成図である。
符号の説明
１ 多軸駆動装置
２ 駆動側機構
３（１）、３（２） サーボモータ
４（１）、４（２） ロータリエンコーダ
５ モータ駆動制御装置
６ 多軸モータ位置検出信号伝達装置
７ コントローラ
８（１）、８（２） モータドライバ
９（１）、９（２） 配線
１１ 送信側変換器
１２ 受信側変換器
１３ シリアル信号伝送路
１４（１）、１４（２） エンコーダ側パラレル信号伝送路
１５（１）、１５（２） ドライバ側パラレル信号伝送路

Claims (1)

  1. 複数のモータのそれぞれに配置された各位置検出装置から出力されるパラレル信号形態のモータ回転位置を表す検出信号を、各モータを駆動制御するための各モータドライバに伝達するために用いる多軸モータ位置検出信号伝達装置において、
    シリアル化回路を備えた送信側変換器と、
    デシリアル化回路を備えた受信側変換器と、
    各位置検出器および前記送信側変換器の間を接続しているエンコーダ側パラレル信号伝送路と、
    前記受信側変換器および各モータドライバの間を接続しているドライバ側パラレル信号伝送路と、
    前記送信側変換器および前記受信側変換器の間を接続しているシリアル信号伝送路とを有しており、
    前記送信側変換器は、各エンコーダ側パラレル信号伝送路を介して、各位置検出装置から供給されるパラレル信号形態の各検出信号をシリアル信号に変換して、前記シリアル信号伝送路を介して前記受信側変換器に供給し、
    前記受信側変換器は、受け取ったシリアル信号形態の検出信号をパラレル信号形態に戻して、各ドライバ側パラレル信号伝送路を介して、各モータドライバに供給することを特徴とする多軸モータ位置検出信号伝達装置。
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