JP5146378B2 - 産業機器のコントローラ - Google Patents
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Description
すなわち、請求項6記載の手段によれば、第1のクランプ手段は、第1の検出用クランプ回路と第1の保護用クランプ回路とを備えており、第2のクランプ手段は、第2の検出用クランプ回路と第2の保護用クランプ回路とを備えている。バス開放期間にあっては、第1の検出用クランプ回路が第1のバス通信線の電圧を第1のクランプ値にクランプするとともに、第2の検出用クランプ回路が第2のバス通信線の電圧を第2のクランプ値にクランプする動作を行う。つまり、バス開放期間にあっては、第1および第2のクランプ手段は、ノイズを検出するための回路として動作する。
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図7を参照しながら説明する。
図3は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。この図3に示すロボットシステム1は、ロボット本体2(産業機器に相当)と、このロボット本体2を制御するコントローラ3と、このコントローラ3に接続されたティーチングペンダント4とから構成されている。
Va−Vb≧Vth …(1)
Va−Vb≦−Vth …(2)
−Vth<Va−Vb<Vth …(3)
まず、複合ケーブル13の遮蔽部材47に劣化がなく、通信線30、31にノイズが重畳していない場合の通信状態およびノイズ検出制御について説明する。図6は、このような場合の差動レシーバ66の入出力信号の波形を示す図である。図6中、(a)は通信線30からの入力信号(電圧Va)、(b)は通信線31からの入力信号(電圧Vb)、(c)は(a)、(b)を合わせて表示したもの、(d)は出力信号(デジタル信号)を示している。
電圧固定手段70により、バス開放期間における通信線30の電圧Vaが第1の中間電圧値(+2.8V)に固定されるとともに通信線31の電圧Vbが第1の中間電圧値よりも所定値Vth(0.2V)以上低い第2の中間電圧値(+2.2V)に固定される。このため、外部から影響を受けない限り、バス開放期間における電圧Vaは電圧Vbよりも常に0.6Vだけ高く、差動レシーバ66から出力されるデジタル信号が「1」を示すHレベルとなる。このような通信線30、31にノイズが重畳した場合、その影響により電圧Va、Vbのレベルが変化し、電圧Vaが電圧Vbより0.2V以上低い値となる期間が生じ、デジタル信号が「0」を示すLレベルとなる。
以下、第1の実施形態に対して位置検出用I/Fの構成を変更した本発明の第2の実施形態について図8および図9を参照しながら説明する。図8および図9は、第1の実施形態における図1および図7相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態の位置検出用I/F81は、第1の実施形態の位置検出用I/F24に対し、第1のクランプ手段82を備えている点が異なる。
V1=Vz1+VF …(4)
本実施形態では、ツェナーダイオードD2のツェナー電圧Vz1は、第1のクランプ値V1が約5.0Vとなるような値(約4.3V)に設定されている。
第1の実施形態の構成は、通信線30、31に異なる態様のノイズが重畳している場合に、そのノイズを検出可能としたものであった。これに対し、本実施形態の構成は、通信線30、31に重畳するノイズの態様が完全に一致している場合であっても、そのノイズを検出することができる。
以下、第2の実施形態に対して位置検出用I/Fの構成を変更した本発明の第3の実施形態について図10および図11を参照しながら説明する。図10および図11は、第1の実施形態における図1および図7相当図であり、上記各実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態の位置検出用I/F91は、第2の実施形態の位置検出用I/F81に対し、第2のクランプ手段92を備えている点が異なる。
V2=Vz2+VF …(5)
V2−V1≧Vth …(6)
従って、通信線30の電圧Vaと通信線31の電圧Vbとは、両方がクランプされた状態では、電圧Vaよりも電圧Vbのほうが所定値Vth以上高くなる。
以下、複合ケーブル13の遮蔽部材47の劣化などにより、通信線30、31に態様が完全に一致したノイズが重畳している場合のノイズ検出制御について説明する。なお、通信期間における作用(動作)については、第2の実施形態と全く同じであるため、ここでは説明を省略する。
以下、第3の実施形態に対して位置検出用I/Fの構成を変更した本発明の第4の実施形態について図12を参照しながら説明する。図12は、第1の実施形態における図1相当図であり、上記各実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態の位置検出用I/F101は、第3の実施形態の位置検出用I/F91に対し、第1のクランプ手段82に代えて第1のクランプ手段102を備えている点と、第2のクランプ手段92に代えて第2のクランプ手段103を備えている点とが異なる。
V3=Vz3+VF …(7)
V4=Vz4+VF …(8)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第4の実施形態では、第1のクランプ手段102は、カソード同士を接続したダイオードD1およびツェナーダイオードD2の直列回路と、カソード同士を接続したダイオードD5およびツェナーダイオードD6の直列回路とを、通信線30と接地線69との間に並列接続した構成であったが、これらを直列接続する構成でもよい。その場合には、スイッチS1は、一方の直列回路、例えばダイオードD1およびツェナーダイオードD2の直列回路と並列に設ければよい。また、ツェナーダイオードD2、D6のツェナー電圧は、スイッチS1が閉鎖された状態のクランプ電圧が第1のクランプ値V1となるように且つスイッチS1が開放された状態におけるクランプ電圧が第1の上限値V3となるように設定すればよい。また、第2のクランプ手段103についても、上記した第1のクランプ手段102の場合と同様に、並列接続に代えて直列接続した構成に変更可能である。
第1のクランプ手段および第2のクランプ手段は、ダイオードとツェナーダイオードを組み合わせた構成に限らずともよい。例えば、バイポーラトランジスタやMOSFETなどを用いた構成でもよい。
モータ11a〜11hは、誘導電動機、DCモータなど、他の形式のモータであってもよい。モータ11a〜11hにDCモータを用いる場合には、AC/DC変換器を搭載してDCモータに印加する直流電圧を生成すればよい。
本発明は、産業用ロボットを制御するコントローラ3に限らず、その他の多関節ロボット、スカラロボット、各種の工作機械などの産業機器を制御するコントローラ全般に適用可能である。従って、コントローラから電力供給線を介して電力を供給する先はモータに限らずともよい。また、コントローラと一対のバス通信線を介して通信を行う相手は、位置検出器に限らずともよい。
Claims (6)
- 産業機器に対して電力を供給するための電力供給線と、前記産業機器と通信を行うための互いに逆位相の信号が伝送される一対の第1および第2のバス通信線と、前記電力供給線と前記第1および第2のバス通信線との間を電気的に遮蔽するためのシールド線とが収容された複合ケーブルと、
前記第1および第2のバス通信線を介して伝送される各信号の電圧値を検出し、前記第1のバス通信線の電圧値が前記第2のバス通信線の電圧値より所定値以上高い場合には第1のデータを出力し、前記第1のバス通信線の電圧値が前記第2のバス通信線の電圧値より所定値以上低い場合には第2のデータを出力する差動信号受信手段と、
前記第1および第2のバス通信線に信号が伝送されている通信期間に前記差動信号受信手段から出力されるデータに基づいて前記産業機器の制御を行う制御手段と、
前記第1および第2のバス通信線に信号が伝送されていないバス開放期間に、前記第1のバス通信線の電圧を前記信号の電圧の最大値と最小値の中間値である第1の中間電圧値に固定するとともに、前記第2のバス通信線の電圧を前記最大値と前記最小値の中間値であり且つ前記第1の中間電圧値より前記所定値以上低い第2の中間電圧値に固定する電圧固定手段とを備え、
前記制御手段は、前記バス開放期間に前記差動信号受信手段から第2のデータが出力されると、前記第1および第2のバス通信線にノイズが重畳していると判断することを特徴とする産業機器のコントローラ。 - 前記第1の中間電圧値と前記第2の中間電圧値とは、近似した値に設定されていることを特徴とする請求項1記載の産業機器のコントローラ。
- 前記制御手段は、前記バス開放期間において、前記差動信号受信手段から出力される第2のデータの数から前記第1および第2のバス通信線に重畳するノイズのレベルを判断することを特徴とする請求項1または2記載の産業機器のコントローラ。
- 前記第1のバス通信線の電圧を第1のクランプ値にクランプする第1のクランプ手段を備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の産業機器のコントローラ。
- 前記第2のバス通信線の電圧を前記第1のクランプ値より前記所定値以上高い第2のクランプ値にクランプする第2のクランプ手段を備えていることを特徴とする請求項4記載の産業機器のコントローラ。
- 前記第1のクランプ手段は、前記バス開放期間に前記第1のバス通信線の電圧を前記第1のクランプ値にクランプする第1の検出用クランプ回路と、前記通信期間に前記第1のバス通信線の電圧を前記第1のクランプ値より高い第1の上限値にクランプする第1の保護用クランプ回路とを備え、
前記第2のクランプ手段は、前記バス開放期間に前記第2のバス通信線の電圧を前記第2のクランプ値にクランプする第2の検出用クランプ回路と、前記通信期間に前記第2のバス通信線の電圧を前記第2のクランプ値より高い第2の上限値にクランプする第2の保護用クランプ回路とを備えていることを特徴とする請求項5記載の産業機器のコントローラ。
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