JP2756212B2 - 制御装置 - Google Patents

制御装置

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JP2756212B2
JP2756212B2 JP17205492A JP17205492A JP2756212B2 JP 2756212 B2 JP2756212 B2 JP 2756212B2 JP 17205492 A JP17205492 A JP 17205492A JP 17205492 A JP17205492 A JP 17205492A JP 2756212 B2 JP2756212 B2 JP 2756212B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被制御体の機械的回転
角度をエンコーダで検出しながら被制御体の機械的回転
角度を制御するための制御装置に関するもので、例えば
ロボットアームの制御装置等として適用可能なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えばロボットアームを制御する制御装
置では、被制御体であるロボットアームの回転角度をエ
ンコーダで検出し、この検出信号が目標値と一致するよ
うに、コントローラが被制御体の回転角度を制御する。
上記検出信号はデジタル信号に変換されて制御に供され
る。また、ロボットアーム等の被制御体が所定の回転範
囲を越えて回転しようとしたときこれを検出して回転を
停止させるためのオーバーランセンサや、温度センサ、
圧力センサなど、被制御体や制御装置全体を保護するた
めの周辺センサが用いられている。図3、図4はこのよ
うな従来の制御装置の例を示す。
【0003】図3において、符号1は被制御体としての
ロボットを示している。ロボット1は制御装置5を有
し、この制御装置5がコントローラ4で制御されること
によりロボットアームの回転角度等が制御される。ロボ
ット1は複数のアームとこれらのアームをつなぐ関節を
もっており、各アームごとにその回転角度を検出するた
めのエンコーダ2を有し、また、各アームが所定の回転
範囲を越えて回転しようとしたときこれを検出するため
のオーバーランセンサ3を各アームごとに有している。
上記各エンコーダ2による検出信号はそれぞれの検出信
号に対応する信号線14を経てコントローラ4に入力さ
れ、同様に、上記各オーバーランセンサ3による検出信
号はそれぞれの検出信号に対応する信号線15を経てコ
ントローラ4に入力される。各オーバーランセンサ3
は、ロボット1の物理的状態を検出する周辺センサの一
つである。
【0004】上記の装置をさらに具体的に示したのが図
4である。図4において、各エンコーダ2は、ロボット
アーム等の被制御体の回転角度を磁気的、光学的、その
他適宜の手段によって検出する回転検出部2aを有する
と共に、この回転検出部2aからの電気信号をデジタル
信号に変換して出力する変換回路2bを有し、また、変
換回路2bから出力されたデジタル信号を伝送するに必
要な信号に処理する信号伝送処理回路2cを有してい
る。各エンコーダ2内の信号伝送処理回路2cの出力信
号は信号線14を経てコントローラ4内の信号処理回路
11aに入力される。コントローラ4は電源回路を有し
ていて、この電源回路から各エンコーダ2に対応した電
力線18を通じて各エンコーダ2に電力が供給される。
【0005】各オーバーランセンサ3は、ロボットアー
ム等の被制御体の回転角度範囲を磁気的、光学的、その
他適宜の手段によって監視し、被制御体が所定の範囲を
越えて回転しようとしたときこれを検出するオーバーラ
ン検出部3aを有し、このオーバーラン検出部3aによ
る検出信号は信号線15を経てコントローラ4内の信号
処理回路11bに入力される。コントローラ4内の電源
回路からは各オーバーランセンサ3に対応した電力線2
0を通じて各オーバーランセンサ3に電力が供給され
る。上記各エンコーダ2に対応した信号線14と電力線
18とで一つのケーブル16が構成され、各オーバーラ
ンセンサ3に対応した信号線15と電力線20とで一つ
のケーブル17が構成されている。上記信号処理回路1
1aは、各エンコーダ2からの信号や指令信号等に基づ
いて演算その他の処理を行い、被制御体の回転角度を制
御するのに必要な信号を出力する。また、他方の信号処
理回路11bは、各オーバーランセンサ3からの信号や
予め設定された信号等に基づいて演算その他の処理を行
い、被制御体が所定の回転範囲を越えることのないよう
に制御するのに必要な信号を出力する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の制御装置によれば、各エンコーダ2は各エンコー
ダ2の内部の信号をコントローラ4に対して伝送するだ
けであり、エンコーダ2の周辺にある各オーバーランセ
ンサ3は、それぞれ個別にコントローラ4に対して信号
を伝達し、また、コントローラ4から個別に電源の供給
を受けるようになっていた。そのため、各エンコーダ2
とコントローラ4との間に、そして、各オーバーランセ
ンサ3等の周辺センサとコントローラ4との間に信号線
と電力線が必要であり、配線の本数が多く、総延長が長
くなり、配線のコストが高く、被制御体がロボットの場
合は、ロボットアーム内の限られたスペースに配線を通
す必要があり、ロボット設計上の問題点となっていた。
【0007】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、エンコーダの信号と周
辺のセンサの信号をコントローラに伝送するに際し、伝
送信号を工夫することにより、配線の本数を少なくする
ことができ、これによって、配線コストを安くすること
ができるとともに、ノイズに対して強く、被制御体が例
えばロボットの場合は、配線本数が少なくなる分、配線
に必要なスペースが減少してロボットアーム等の太さを
小さくすることができる制御装置を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ために本発明は、被制御体の回転角度を検出するエンコ
ーダと、上記被制御体の動作領域の限界点を検出する
ーバーランセンサと、上記エンコーダおよび上記オーバ
ーランセンサの出力信号を入力して上記被制御体を制御
するコントローラとを備えた制御装置であって、上記エ
ンコーダは、被制御体の機械的回転角度を所定の電気信
号として出力する回転検出部と、この回転検出部からの
電気信号を入力し第1のデジタル信号に変換して出力す
るとともに前記オーバーランセンサからの電気信号を入
力し第2のデジタル信号に変換して出力する変換回路
と、上記第1および第2のデジタル信号を多重化して上
記コントローラへ出力する信号伝送処理回路とを備え、
上記コントローラは、上記信号伝送処理回路の出力信号
に含まれる第1および第2のデジタル信号を識別する信
号処理回路を有し、識別したこれらの信号に基づいて被
制御体を制御することを特徴とする。
【0009】
【作用】 エンコーダ内の変換回路は、エンコーダ内の
回転検出部で検出された回転信号を入力としてこれをデ
ジタル信号に変換すると共に、オーバーランセンサで検
出された被制御体の動作領域の限界点検出信号をデジタ
ル信号に変換する。上記回転信号と被制御体の動作領域
の限界点検出信号は信号伝送処理回路によって多重化さ
れ、コントローラへ出力される。コントローラでは回転
信号と被制御体の動作領域の限界点検出信号とを識別
し、識別された信号に基づいて被制御体の回転を制御す
る。電力は、コントローラからエンコーダへ、さらに
ーバーランセンサへと供給される。
【0010】
【実施例】以下、図1、図2を参照しながら本発明にか
かる制御装置の実施例について説明する。なお、図3、
図4に示す従来例の構成と同じ構成部分には共通の符号
を付してある。まず、本発明の実施例の概要について図
2を参照しながら説明する。図2において、符号1は被
制御体としてのロボットを示している。ロボット1は制
御装置5を有し、この制御装置5がコントローラ4で制
御されることによりロボットアームの回転角度等が制御
される。ロボット1は複数のアームとこれらのアームを
つなぐ関節をもっており、各アームごとにその回転角度
を検出するためのエンコーダ2を有し、また、各アーム
が規定の限界位置に達したときこれを検出するためのオ
ーバーランセンサ3を各アームごとに適宜数有してい
る。各エンコーダ2に対応して適宜数設けられた上記オ
ーバーランセンサ3による検出信号は、それぞれの検出
信号に対応する信号線9を経てそれぞれのオーバーラン
センサ3に対応するエンコーダ2に入力される。各エン
コーダ2内では、各エンコーダ2で検出したロボットア
ームの回転角度信号とオーバーランセンサ3から入力さ
れたオーバーラン検出信号とをコード化して多重化す
る。多重化された信号は、信号線8を経てコントローラ
4に入力される。コントローラ4では、上記多重化され
た信号から回転角度信号とオーバーラン検出信号とを識
別し、識別されたこれらの信号に基づいて各ロボットア
ームの回転角度を制御する。各オーバーランセンサ3
は、ロボット1の物理的状態を検出する周辺センサの一
つである。
【0011】次に、上記実施例をさらに具体的に示した
図1を参照しながら本発明の実施例をより詳細に説明す
る。図1において、各エンコーダ2は、ロボットアーム
等の被制御体の回転角度を磁気的、光学的、その他適宜
の手段によって検出する回転検出部2aを有すると共
に、この回転検出部2aからの電気信号を第1のデジタ
ル信号に変換して出力する変換回路2bを有し、また、
変換回路2bから出力されたデジタル信号を伝送するに
必要な信号に処理する信号伝送処理回路2cを有してい
る。各エンコーダ2内の信号伝送処理回路2cの出力信
号は信号線8を伝送されてロボットコントローラ4内の
信号処理回路11に入力される。ロボットコントローラ
4は電源回路を有していて、この電源回路から各エンコ
ーダ2に対応した電力線18を通じて各エンコーダ2に
電力が供給される。
【0012】各エンコーダ2に対応して設けられた各オ
ーバーランセンサ3は、ロボットアーム等の被制御体が
規定位置に到達したことを検出するセンサであり、被制
御体の回転角度範囲を監視し、被制御体が規定位置に達
したときこれを検出するオーバーラン検出部3aを有す
る。オーバーラン検出部3aは例えば光遮蔽型スイッチ
等で構成することができるし、磁気的手段、その他適宜
の手段によって構成することができる。各オーバーラン
検出部3aによる検出信号は信号線9を経てそのオーバ
ーラン検出部3aが属するエンコーダ2内の変換回路2
bに入力され、第2のデジタル信号に変換される。この
変換された第2のデジタル信号と前記回転検出部2aか
ら変換回路2bを経てデジタル化された第1のデジタル
信号である回転角度信号は、上記エンコーダ2内の信号
伝送処理回路2cによってコード化されて多重化され、
上記信号線8を伝送されてロボットコントローラ4内の
信号処理回路11に入力される。信号処理回路11は、
伝送されてきた信号のコードに基づいて第1のデジタル
信号である回転角度信号と第2のデジタル信号である
ーバーラン検出信号とを識別し、回転角度信号と指令信
号等に基づいて演算その他の処理を行い、被制御体の回
転角度を制御するのに必要な信号を出力し、これによっ
てロボットとアームの回転角度を制御するとともに、オ
ーバーラン検出信号や予め設定された信号等に基づいて
演算その他の処理を行い、被制御体が規定された範囲を
越えて回転することのないように制御するのに必要な信
号を出力する。
【0013】各エンコーダ2には、前述のように各エン
コーダ2に対応して設けられた電力線7を経てコントロ
ーラ4から電力が供給される。そして、各エンコーダ2
からは、各エンコーダ2の周辺に設けられた適宜数のオ
ーバーランセンサ3に電力線10が引き込まれ、この電
力線10を経て各オーバーランセンサ3に電力が供給さ
れる。他のエンコーダ2とコントローラ4との間および
他のエンコーダ2とその周辺に設けられたオーバーラン
センサ3との間も同様に接続されている。一つのエンコ
ーダ2とコントローラ4とを結ぶ一対の信号線8と電力
線7とで一つのケーブル6が構成されている。
【0014】以上説明した実施例によれば、エンコーダ
2内の回転検出部2aで検出した被制御体1の機械的回
転角度信号をエンコーダ2内の変換回路2bでデジタル
信号に変換して出力するとともに、エンコーダ2周辺の
オーバーランセンサ3による被制御体1のオーバーラン
検出信号を上記変換回路2bでデジタル信号に変換し、
この変換回路2bで変換されたオーバーラン検出信号と
上記機械的回転角度信号とを信号伝送処理回路2cで多
重化してコントローラ4へ出力するようにしたため、被
制御体1とコントローラ4との間の信号線は、エンコー
ダ2とコントローラ4とをつなぐ信号線8だけがあれば
よく、従来のように、各エンコーダ2とコントローラ4
との間および各センサ3とコントローラ4との間にそれ
ぞれ信号線を引き回す必要がないから、配線の本数を極
めて少なくすることが出来ると共に、配線の総延長を短
くすることができる。従って、配線コストを安くするこ
とができるとともに、コード化された伝送信号を用いる
ことと相俟って、各信号はノイズに対して強くなるとい
う利点があり、さらに、被制御体1が例えばロボットの
場合は、配線本数が少なくなる分、配線に必要なスペー
スが減少してロボットアーム等の太さを小さくすること
ができるという利点もある。
【0015】さらに、コントローラ4からエンコーダ2
へ電力を供給し、エンコーダ2からその周辺のセンサ3
へ電力を供給するようにしたため、被制御体1とコント
ローラ4との間の電力線は、エンコーダ2とコントロー
ラ4とをつなぐ電力線7だけがあればよく、従来のよう
に、各エンコーダ2とコントローラ4との間および各セ
ンサ3とコントローラ4との間にそれぞれ電力線を引き
回す必要がないから、この点からも配線の本数を極めて
少なくすることができると共に、配線の総延長を短くす
ることができる。
【0016】以上説明した実施例では、エンコーダ2の
周辺に設けらて被制御体の物理的状態を検出するセンサ
が、オーバーランセンサ3になっていたが、これに限ら
ず、例えば、被制御体としてのロボットの各アームを駆
動するモータの温度、あるいはその他の温度を検出する
ための温度センサであってもよいし、湿度センサ、圧力
センサその他のセンサであってもよい。
【0017】
【発明の効果】 本発明によれば、エンコーダ内の回転
検出部で検出した被制御体の機械的回転角度信号をエン
コーダ内の変換回路でデジタル信号に変換して出力する
とともに、エンコーダ周辺のオーバーランセンサによる
被制御体の動作領域の限界点検出信号を上記変換回路で
デジタル信号に変換し、この変換回路で変換された上記
動作領域の限界点検出信号と上記機械的回転角度信号と
を信号伝送処理回路で多重化してコントローラへ出力す
るようにしたため、被制御体とコントローラとの間の信
号線は、エンコーダとコントローラとをつなぐ信号線だ
けがあればよく、従来のように、各エンコーダとコント
ローラとの間および各センサとコントローラとの間にそ
れぞれ信号線を引き回す必要がないから、配線の本数を
極めて少なくすることができると共に、配線の総延長を
短くすることができる。従って、配線コストを安くする
ことができるとともに、コード化された伝送信号を用い
ることと相俟って、各信号はノイズに対して強くなると
いう利点がある。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる制御装置の実施例を示す配線
図。
【図2】同上実施例のブロック図。
【図3】従来の制御装置の例を示すブロック図。
【図4】同上従来例の配線図。
【符号の説明】
1 被制御体 2 エンコーダ 2a 回転検出部 2b 変換回路 2c 信号伝送処理回路 3 センサ 4 コントローラ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被制御体の回転角度を検出するエンコー
    ダと、上記被制御体の動作領域の限界点を検出するオー
    バーランセンサと、上記エンコーダおよび上記オーバー
    ランセンサの出力信号を入力して上記被制御体を制御す
    るコントローラとを備えた制御装置であって、 上記エンコーダは、被制御体の機械的回転角度を所定の
    電気信号として出力する回転検出部と、この回転検出部
    からの電気信号を入力し第1のデジタル信号に変換して
    出力するとともに前記オーバーランセンサからの電気信
    号を入力し第2のデジタル信号に変換して出力する変換
    回路と、上記第1および第2のデジタル信号を多重化し
    て上記コントローラへ出力する信号伝送処理回路とを備
    え、 上記コントローラは、上記信号伝送処理回路の出力信号
    に含まれる第1および第2のデジタル信号を識別する信
    号処理回路を有し、識別したこれらの信号に基づいて被
    制御体を制御することを特徴とする制御装置。
JP17205492A 1992-06-05 1992-06-05 制御装置 Expired - Fee Related JP2756212B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020157940A1 (ja) 2019-01-31 2020-08-06 株式会社安川電機 通信システム及びコネクタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020157940A1 (ja) 2019-01-31 2020-08-06 株式会社安川電機 通信システム及びコネクタ
US11956092B2 (en) 2019-01-31 2024-04-09 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Communication system and connector

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