JP5353533B2

JP5353533B2 - サーボ制御システムとその異常検出方法

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Publication number: JP5353533B2
Application number: JP2009179273A
Authority: JP
Inventors: 朗三谷; 雄一永田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-07-31
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Description

本発明は、モータのサーボ制御システムとその異常検出方法に関する。

従来のモータのサーボ制御システムとして、例えば特許文献１の図１のようなものがある。このサーボ制御システムは、モータと、モータの回転軸の回転位置等を検出する位置検出器と、この位置検出器からの位置検出情報に基づいてモータを制御するサーボアンプを有する。そして、位置検出器とサーボアンプとは、互いに全二重シリアル通信または半二重シリアル通信によりデータの送受信をするためのシリアル通信インタフェースをそれぞれ備える。そして、各シリアル通信インタフェース間は、接続ケーブルで接続されている。

かかるサーボ制御システムでは、サーボアンプと位置検出器との間の通信の異常を検出するための自己診断を、次のように行われていた。まず、サーボアンプのＣＰＵは、サーボアンプのシリアル通信インタフェースから診断メッセージを送信し、この診断メッセージは接続ケーブルを介して、位置検出器のシリアル通信インタフェースにて受信される。つぎに、位置検出器のＣＰＵは、位置検出器のシリアル通信インタフェースから診断応答メッセージを送信し、この診断応答メッセージは接続ケーブルを介して、サーボアンプのシリアル通信インタフェースにて受信される。つぎに、サーボアンプのＣＰＵは、診断応答メッセージを受信したか否かを判断し、受信した場合は正常と判断する。受信しなかった場合は異常と判断する。

特許第3547657号公報（段落0029、段落0030、図１）

しかしながら、上記のようなサーボ制御システムおよびその異常検出方法では、サーボ制御システムの異常の有無を検出することができるものであるが、その異常がサーボアンプ、接続ケーブル、または位置検出器のいずれにあるのかを特定することができない。このため、その異常がサーボアンプ、接続ケーブル、または位置検出器のいずれにあるのかを特定するためには、正常なサーボアンプ、接続ケーブル、または位置検出器と順次交換して診断をするか、または、別途異常検出装置を用いて診断する必要があった。一方、近年、故障率の低減や復旧時間の短縮の要求が強まっており、従来のサーボ制御システムおよび異常検出方法ではこのような要求に応じることができないという問題があった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、別途異常検出装置を用いることなく、サーボアンプ、接続ケーブル、または位置検出器のそれぞれについて異常の有無を特定することができるサーボ制御システムとその異常検出方法を得ることを目的とする。

本発明にかかるサーボ制御システムは、モータの回転位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器からの位置検出情報に基づいて前記モータを制御するサーボアンプと、前記サーボアンプと前記位置検出器との間をシリアル通信方式により接続する接続ケーブルと、を備えるサーボ制御システムにおいて、前記位置検出器は、第１のマイクロ・コンピュータと、前記接続ケーブルに接続される第１の送信手段ならびに第１の受信手段を有し、前記サーボアンプは、第２のマイクロ・コンピュータと、前記接続ケーブルに接続されると
ともに前記接続ケーブルを介して前記第１の受信手段へデータを送信する第２の送信手段と、前記接続ケーブルに接続されるとともに前記接続ケーブルを介して前記第１の送信手段からデータを受信する第２の受信手段と、前記第２の送信手段からのデータが前記接続ケーブルを経て前記位置検出器を介することなく直接第２の受信手段へ送信される回路を形成する第１のセレクタと、を有することを特徴とする。

本発明にかかるサーボ制御システムの異常検出方法は、上記のサーボ制御システムにおいて、前記第１のセレクタにより前記第２の受信手段を前記第２の送信手段からのデータを受信可能にするとともに前記第１の送信手段からのデータを受信不可にする第１ループバック回路構成ステップと、前記第２の送信手段から第１回診断メッセージを送信する第１回診断メッセージ送信ステップと、前記第２の受信手段が前記第１回診断メッセージを受信したか否かを判断する第１回診断メッセージ受信判断ステップと、前記第１回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第１回診断メッセージを受信しなかったと判断した場合、前記サーボアンプに異常があると判断する第１異常検出ステップと、前記第１回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第１の診断メッセージを受信したと判断した場合、前記第１のセレクタにより前記第２の受信手段を前記第２の送信手段からのデータを受信不可にするとともに前記第１の送信手段からのデータを受信可能にする第１ループバック回路切断ステップと、前記第２の送信手段から第２回診断メッセージを送信する第２回診断メッセージ送信ステップと、前記第１の受信手段が前記第２回診断メッセージを受信すると、前記第１の送信手段から診断応答メッセージを送信する診断応答メッセージ送信ステップと、前記第２の受信手段が前記診断応答メッセージを受信したか否かを判断する診断応答メッセージ受信判断ステップと、診断応答メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記診断応答メッセージを受信しなかったと判断した場合、前記接続ケーブルまたは前記位置検出器に異常があると判断する第２異常検出ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、別途異常検出装置を用いることなく、サーボアンプ、接続ケーブル、または位置検出器のいずれに異常があるのかを特定することができる。

実施の形態１にかかるシステムの全体構成図である。実施の形態１にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる動作概要を説明するためのフローチャートである。実施の形態１にかかる自己診断のフローチャートである。実施の形態２にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる動作概要を説明するためのフローチャートである。実施の形態２にかかる自己診断のフローチャートである。実施の形態３にかかるシステムの全体構成図である。実施の形態３にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。実施の形態３にかかる自己診断のフローチャートである。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、図１〜図４を参照して説明する。

図１は、実施の形態１にかかるシステムの全体構成図である。図１のシステムは、上位コントローラ１と、この上位コントローラ１により制御される複数のサーボ制御システム７a〜７jとを有している。図１では、a〜jの１０個のサーボ制御システムがあることを示している。

サーボ制御システム７aを例にして、各サーボ制御システム７a〜７jの詳細構成について説明する。サーボ制御システム７aは、モータ３aと、モータ３aの回転軸の回転位置を検出する位置検出器４aと、位置検出器４aからの位置検出情報に基づいてモータ３aを駆動するサーボアンプ２aと、モータ３aにより制御される制御対象６aとを有する。制御対象６aは、例えば工作機械などである。他のサーボ制御システム７b〜７jの構成もサーボ制御システム７aの構成と同様である。

サーボアンプ２aと位置検出器４aの間は、接続ケーブル６aにより全二重シリアル通信方式で接続されている。そして、サーボアンプ２aから位置検出器４aへの送信データとしては、(1)同期信号、(2)要求データ種別などがある。位置検出器４aからサーボアンプ２aへの送信データとしては、(1)角度情報、(2)位置検出器状態信号、(3)絶対位置情報などがある。

サーボアンプ２aとサーボアンプ２bの間、サーボアンプ２bとサーボアンプ２cの間、…、サーボアンプ２iとサーボアンプ２jの間、およびサーボアンプ２jと上位コントローラ１の間は、それぞれ接続ケーブル５により全二重シリアル通信方式で接続されている。そして、上位コントローラ１からの送信データは、サーボアンプ２j、２i、…、２aの順番で授受される。上位コントローラ１からサーボアンプ２a〜２jへの送信データとしては、(1)同期信号、(2)位置指令、速度指令、または電流指令、(3)レディオン指令またはサーボオン指令などがある。サーボアンプ２a〜２jから上位コントローラ１への送信データとしては、(1)位置フィードバック情報、速度フィードバック情報、または電流フィードバック情報、(2)各種の運転状態に関する情報などがある。

図２は、実施の形態１にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。図２のサーボ制御システム７は図１のサーボ制御システム７aに相当し、サーボアンプ２は図１のサーボアンプ２aに相当し、モータ３は図１のモータ３aに相当し、位置検出器４は図１の位置検出器４aに相当し、接続ケーブル６は図１の接続ケーブル６aに相当する。接続ケーブル６は、サーボアンプ２から見たときの送信回線６０と受信回線６１とからなる。

まず、位置検出器４の内部構成を説明する。位置検出器４は、プログラムやパラメータなどを記憶するメモリ５１と、メモリ５１に記憶されたプログラムを実行するマイクロ・コンピュータ５０と、モータ３の回転軸の回転位置等を検出する位置検出回路５２と、送信回線６０を介してサーボアンプ２からのデータを受信する受信回路４０と、受信回線６１を介してサーボアンプ２へのデータを送信する送信回路４１とを有し、これらはバス５３に接続されている。さらに、位置検出器４は、受信回路４０と送信回線６０との間に設けられたラインレシーバ４２と、送信回路４１と受信回線６１との間に設けられたラインドライバ４３とを有する。

次に、サーボアンプ２の内部構成を説明する。サーボアンプ２は、プログラムやパラメータなどを記憶するメモリ３１と、メモリ３１に記憶されたプログラムを実行するマイクロ・コンピュータ３０と、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路３４と、モータ３に流れる電流を検出する電流検出回路３２と、受信回線６１を介して位置検出器４からのデータを受信する受信回路２０と、送信回線６０を介して位置検出器４へのデータを送信する送信回路２１とを有し、これらはバス３３に接続されている。そして、ＰＷＭ回路３４には、モータ３を駆動するためのインバータ３５が接続されている。このインバータ３５は、モータ３の一例として３相交流モータを使用しているため、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相のブリッジ回路で構成されている。さらに、サーボアンプ２は、受信回路２０と受信回線６１との間に設けられたラインレシーバ２２と、送信回路２１と送信回線６０との間に設けられたラインドライバ２３と、ラインレシーバ２２に接続されたループバックセレクタ２４とを有する。

ループバックセレクタ２４は、Ａ側へスイッチされた場合、ラインレシーバ２２とラインドライバ２３との間を接続するとともに、ラインレシーバ２２と受信回線６１との間の接続を切断する。これによって、サーボアンプ２内部には、送信回路２１から送信されたデータが、送信回路２１→ラインドライバ２３→ループバックセレクタ２４→ラインレシーバ２２→受信回路２０の順に巡回するようなループバック回路（以下、「ループバック回路Ｐ」）が構成される。一方、ループバックセレクタ２４は、Ｂ側へスイッチされた場合、ラインレシーバ２２と受信回線６１との間を接続するとともに、ラインレシーバ２２とラインドライバ２３との間の接続を切断する。さらに、サーボアンプ２は、バス３３とループバックセレクタ２４の間を接続する信号回線２５を有している。そして、マイクロ・コンピュータ３０はこの信号回線２５を介して、ループバックセレクタ２４をＡ側またはＢ側へスイッチすることができる。

次に、図３を参照して、動作を説明する。図３は、実施の形態１にかかる動作概要を説明するためのフローチャートである。本実施の形態にかかるサーボアンプおよび位置検出器は通電される毎に自己診断を行い、サーボアンプが異常を検出しなかった場合は、モータのサーボ制御を開始するものである。

まず、サーボアンプ２および位置検出器４が通電されると（Ｓ１００）、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０はループバックセレクタ２４をＡ側へスイッチする（Ｓ１０１）。次に、サーボアンプ２および位置検出器４は、自己診断を行う（Ｓ１０２）。自己診断の結果、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０が異常を検出しなかった場合は（Ｓ１０３）、次に、サーボアンプ２および位置検出器４は、モータ３のサーボ制御を開始する（Ｓ１０４）。一方、自己診断の結果、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０が異常を検出した場合は（Ｓ１０３）、次に、異常検出信号を生成し、警告音を発生したり、表示器に異常が検出されたことを表示したりする（Ｓ１０５）。なお、この異常検出信号は、サーボ制御システム７に異常がある旨だけでなく、サーボアンプ２に異常があるのか、それとも接続ケーブル６０または検出器４に異常があるのかを特定して知らせるものである。

次に、図４を参照して、サーボアンプ２および位置検出器４が行う自己診断の動作を説明する。図４は、実施の形態１にかかる自己診断のフローチャートである。なお、図４に示す自己診断の動作は、図３のフローチャートのＳ１０２に相当するものである。前述したように、自己診断開始時には、サーボアンプ２のループバックセレクタ２４はＡ側へスイッチされている。このとき、サーボアンプ２内部には、ループバック回路Ｐが構成されている。

まず、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、第１回診断メッセージを送信回路２１から送信する（Ｓ２００）。すると、送信回路２１から送信された第１回診断メッセージは、ループバック回路Ｐを巡回して受信回路２０にて受信される。次に、マイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が第１回診断メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ２０１）。ここで、受信回路２０が第１回診断メッセージを受信しなかった場合とは、Ｓ２００にて送信回路２１から送信された第１回診断メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。Ｓ２０１において、受信しなかった場合は、第１回診断メッセージがループバック回路Ｐを巡回中になんらかの異常があったことになり、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０はサーボアンプ２に異常があるものと判断し（Ｓ２０２）、自己診断を終了する。Ｓ２０１において、受信した場合は、次に、マイクロ・コンピュータ３０は、ループバックセレクタ２４をＢ側へスイッチする（Ｓ２０３）。これによって、ループバック回路Ｐが切断され、ラインドライバ２２と受信回線６１とが接続される。

次に、マイクロ・コンピュータ３０は、第２回診断メッセージを送信回路２１から送信する（Ｓ２０４）。すると、送信回路２１から送信された第２回診断メッセージは、送信回路２１→ラインドライバ２３→送信回線６０→位置検出器４のラインレシーバ４２→受信回路４０の順に伝わって位置検出器４の受信回路４０にて受信される。

次に、位置検出器４のマイクロ・コンピュータ５０は、診断応答メッセージを送信回路４１から送信する（Ｓ２０５）。すると、送信回路４１から送信された診断応答メッセージは、送信回路４１→ラインドライバ４３→受信回線６１→サーボアンプ２のループバックセレクタ２４→サーボアンプ２のラインレシーバ２２→サーボアンプ２の受信回路２０の順に伝わって、受信回路２０にて受信される。次に、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が診断応答メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ２０６）。ここで、受信回路２０が診断応答メッセージを受信しなかった場合とは、予めサーボアンプ２と位置検出器４との間で規定された診断応答メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。Ｓ２０６において、受信した場合は、正常であると判断し（Ｓ２０７）、自己診断を終了する。受信しなかった場合は、診断応答メッセージが位置検出器４の送信回路４１からサーボアンプ２の受信回路２０へ伝わっている間に何らかの異常があったことになり、また、Ｓ２０１でサーボアンプ２に異常を検出しなかったため、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は接続ケーブル６または位置検出器４に異常があるものと判断し（Ｓ２０８）、自己診断を終了する。

なお、本実施の形態では、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０と位置検出器４のマイクロ・コンピュータ５０は、それぞれメモリ３１、メモリ５１に記憶されたプログラムを実行するが、これらは上位コントローラ１から送られるプログラムを実行してもよい。また、位置検出器４のマイクロ・コンピュータ５０は、サーボアンプ２から送られるプログラムを実行してもよい。

また、本実施の形態では、サーボアンプ２が異常の有無を判断をするが、位置検出器４が異常の有無を判断をしてもよい。

なお、マイクロ・コンピュータ５０は第１のマイクロ・コンピュータ、送信回路４１とラインドライバ４３は第１の送信手段、受信回路４０とラインレシーバ４２は第１の受信手段に相当し、マイクロ・コンピュータ３０は第２のマイクロ・コンピュータ、送信回路２１とラインドライバ２３は第２の送信手段、受信回路２０とラインレシーバ２２は第２の受信手段、ループバックセレクタ２４は第１のセレクタに相当する。

実施の形態１によれば、別途異常検出装置を用いることなく、サーボアンプに異常があるか否か、接続ケーブルまたは位置検出器に異常があるか否かを自己診断にて特定することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２について、図５〜７を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一または同等の部分についてはその説明を省略する。

実施の形態１と同様に、サーボアンプ２aと位置検出器４aの間は、接続ケーブル６aにより全二重シリアル通信方式で接続されている。

図５は、実施の形態２にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。図５のサーボ制御システム７は図１のサーボ制御システム７aに相当し、サーボアンプ２は図１のサーボアンプ２aに相当し、モータ３は図１のモータ３aに相当し、位置検出器４は図１の位置検出器４aに相当し、接続ケーブル６は図１の接続ケーブル６aに相当する。

まず、位置検出器４の内部構成を説明する。位置検出器４は、実施の形態１の構成に加え、受信回線６１に接続されたループバックセレクタ４４を有する。

ループバックセレクタ４４は、Ａ側へスイッチされた場合、受信回線６１と送信回線６０との間、すなわち、ラインレシーバ４２の入力側４２aとラインドライバ４３の出力側４３aとの間、を接続する。一方、ループバックセレクタ４４は、Ｂ側へスイッチされた場合、送信回線６０と受信回線６１との間の接続を切断する。さらに、位置検出器４は、バス５３、ラインドライバ４３、およびループバックセレクタ４４の間を接続する信号回線４５を有している。そして、マイクロ・コンピュータ５０はこの信号回線４５を介して、ループバックセレクタ４４をＡ側またはＢ側へスイッチしたり、ラインドライバ４３を有効化または無効化したりすることができる。

次に、サーボアンプ２の内部構成は、実施の形態１と同様である。

次に、図６を参照して、動作を説明する。図６は、実施の形態２にかかる動作概要を説明するためのフローチャートである。本実施の形態にかかるサーボアンプおよび位置検出器は通電される毎に自己診断を行い、サーボアンプが異常を検出しなかった場合は、モータのサーボ制御を開始するものである。

まず、サーボアンプ２および位置検出器４が通電されると（Ｓ４００）、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０はループバックセレクタ２４をＡ側へスイッチし、位置検出器４のマイクロ・コンピュータ５０はループバックセレクタ４４をＡ側へスイッチするとともにラインドライバ４３を無効化する（Ｓ４０１）。次に、サーボアンプ２および位置検出器４は自己診断を行う（Ｓ４０２）。自己診断の結果、マイクロ・コンピュータ３０が異常を検出しなかった場合は（Ｓ４０３）、次に、サーボアンプ２および位置検出器４は、モータ３の制御を開始する（Ｓ４０４）。一方、自己診断の結果、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０が異常を検出した場合は（Ｓ４０３）、異常検出信号を生成し、警告音を発生したり、表示器に異常が検出されたことを表示したりする（Ｓ４０５）。なお、この異常検出信号は、サーボ制御システム７に異常がある旨だけでなく、サーボアンプ２、接続ケーブル６０、検出器４のいずれに異常があるのかを特定して知らせるものである。

次に、図７を参照して、サーボアンプ２および位置検出器４が行う自己診断の動作を説明する。図７は、実施の形態２にかかる自己診断のフローチャートである。なお、図７に示す自己診断の動作は、図６のフローチャートのＳ４０２に相当するものである。前述したように、自己診断開始時には、サーボアンプ２のループバックセレクタ２４はＡ側へスイッチされ、位置検出器４のループバックセレクタ４４はＡ側へスイッチされるとともにラインドライバ４３は無効化されている。このとき、サーボアンプ２内部には、ループバック回路Ｐが構成されている。また、ラインドライバ４３が無効化されているのは、サーボアンプ２のラインドライバ２３の出力と位置検出器４のラインドライバ４３の出力が衝突するのを防ぐためである。

まず、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、第１回診断メッセージを送信回路２１から送信する（Ｓ５００）。すると、送信回路２０２から送信された第１回診断メッセージは、ループバック回路Ｐを巡回して受信回路２０にて受信される。次に、マイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が第１回診断メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ５０１）。ここで、受信回路２０が第１回診断メッセージを受信しなかった場合とは、Ｓ５００にて送信回路２１から送信された第１回診断メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。Ｓ５０１において、第１回診断メッセージを受信しなかった場合は、第１回診断メッセージがループバック回路Ｐを巡回中になんらかの異常があったことになり、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０はサーボアンプ２に異常があるものと判断し（Ｓ５０２）、自己診断を終了する。Ｓ５０１において、第１回診断メッセージを受信した場合は、次に、マイクロ・コンピュータ３０は、ループバックセレクタ２４をＢ側へスイッチする（Ｓ５０３）。これによって、サーボアンプ２の送信回路２１から送信されるデータが、送信回路２１→ラインドライバ２３→送信回線６０→位置検出器４のループバックセレクタ４４→受信回線６１→サーボアンプ２のループバックセレクタ２４→サーボアンプ２のラインレシーバ２２→サーボアンプ２の受信回路２０の順に信号が巡回するようなループバック回路（以下、「ループバック回路Ｑ」）が構成される。

次に、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、第２回診断メッセージを送信回路２１から送信する（Ｓ５０４）。すると、送信回路２１から送信された第２回診断メッセージは、ループバック回路Ｑを巡回して受信回路２０にて受信されるとともに、送信回路２１→ラインドライバ２３→送信回線６０→位置検出器４のラインレシーバ４２→位置検出器４の受信回路４０の順に伝わって受信回路４０にて受信される。受信回路４０が第２回診断メッセージを受信すると、位置検出器４のマイクロ・コンピュータ５０は、つぎに受信回路４０が後述する第３回診断メッセージを受信するまで待機する。次に、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が第２回診断メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ５０５）。ここで、受信回路２０が第２回診断メッセージを受信しなかった場合とは、Ｓ５０４にて送信回路２１から送信された第２回診断メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。Ｓ５０５において、第２回診断メッセージを受信しなかった場合は、第２回診断メッセージがループバック回路Ｑを巡回中になんらかの異常があったことになり、また、Ｓ５０１でサーボアンプ２に異常を検出しなかったため、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は接続ケーブル６に異常があるものと判断し（Ｓ５０６）、自己診断を終了する。Ｓ５０５において、第２回診断メッセージを受信した場合は、次に、マイクロ・コンピュータ３０は、第３回診断メッセージを送信回路２１から送信する（Ｓ５０７）。すると、送信回路２１から送信された第３回診断メッセージは、ループバック回路Ｑを巡回して受信回路２０にて受信されるとともに、送信回路２１→ラインドライバ２３→送信回線６０→位置検出器４のラインレシーバ４２→位置検出器４の受信回路４０の順に伝わって受信回路４０にて受信される。

次に、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が第３回診断メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ５０８）。ここで、受信回路２０が第３回診断メッセージを受信しなかった場合とは、Ｓ５０７にて送信回路２１から送信された第３回診断メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。Ｓ５０８において、第３回診断メッセージを受信した場合は、そのまま待機し、次に受信回路２０がメッセージを受信した場合に、Ｓ５１１へ進む。Ｓ５０８において、第３回診断メッセージを受信しなかった場合は、Ｓ５１１へ進む。

一方、位置検出器４のマイクロ・コンピュータ５０は、ループバックセレクタ４４をＢ側へスイッチするとともにラインドライバ４３を有効化する（Ｓ５０９）。これによって、ループバック回路Ｑが切断される。次に、マイクロ・コンピュータ５０は、診断応答メッセージを送信回路４１から送信する（Ｓ５１０）。すると、送信回路４１から送信された診断応答メッセージは、送信回路４１→ラインドライバ４３→受信回線６１→サーボアンプ２のループバックセレクタ２４→サーボアンプ２のラインレシーバ２２→サーボアンプ２の受信回路２０の順に伝わって、受信回路２０にて受信される。次に、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が診断応答メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ５１１）。ここで、受信回路２０が診断応答メッセージを受信しなかった場合とは、予めサーボアンプ２と位置検出器４との間で規定された診断応答メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。また、この診断応答メッセージは、第３回診断メッセージとは異なるものとすることにより、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、Ｓ５１１の処理を正確に行うことができる。

Ｓ５１１において、診断応答メッセージを受信した場合は、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０はサーボ制御システムが正常であると判断し（Ｓ５１２）、自己診断を終了する。Ｓ５１１において、診断応答メッセージを受信しなかった場合は、診断応答メッセージが位置検出器４の送信回路４１からサーボアンプ２の受信回路２０へ伝わっている間に何らかの異常があったことになり、また、Ｓ５０１、Ｓ５０５でそれぞれサーボアンプ２、接続ケーブル６に異常を検出しなかったため、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は位置検出器４に異常があるものと判断し（Ｓ５１３）、自己診断を終了する。

また、本実施の形態では、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、Ｓ５０７にて第３回診断メッセージを送信した後、Ｓ５０８にて受信回路２０が第３回診断メッセージを受信したか否かを判断するが、Ｓ５０８は必須ではない。すなわち、Ｓ５０７の後、Ｓ５０８を行わずに、Ｓ５１１にて受信回路２０が診断応答メッセージを受信したか否かを判断するようにしてもよい。

なお、マイクロ・コンピュータ５０は第１のマイクロ・コンピュータ、送信回路４１とラインドライバ４３は第１の送信手段、受信回路４０とラインレシーバ４２は第１の受信手段、ループバックセレクタ４４は第２のセレクタに相当し、マイクロ・コンピュータ３０は第２のマイクロ・コンピュータ、送信回路２１とラインドライバ２３は第２の送信手段、受信回路２０とラインレシーバ２２は第２の受信手段、ループバックセレクタ２４は第１のセレクタに相当し、送信回線６０および受信回線６１は接続ケーブルに相当する。

実施の形態２によれば、別途異常検出装置を用いることなく、サーボアンプ、接続ケーブル、位置検出器のいずれに異常があるのかを自己診断にて特定することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３について、図８〜１０を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一または同等の部分についてはその説明を省略する。

図８は、実施の形態３にかかるシステムの全体構成図である。図８では、実施の形態１における図１とは異なり、サーボアンプ２aと位置検出器４aの間は、接続ケーブル１０aにより半二重シリアル通信方式で接続されている。その他の構成は図１と同様である。

図９は、実施の形態３にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。図９のサーボ制御システム７は図９のサーボ制御システム７aに相当し、サーボアンプ２は図９のサーボアンプ２aに相当し、モータ３は図９のモータ３aに相当し、位置検出器４は図９の位置検出器４aに相当し、接続ケーブル１０は図９の接続ケーブル１０aに相当する。

図９では、実施の形態１における図２の送信回線６０と受信回線６１の代わりに、送受信回線１００、送受信回線１００の一端にて接続されたサーボアンプ２の送受信セレクタ１０１、および送受信回線１００の他端にて接続された位置検出器４の送受信セレクタ１０２がある。

サーボアンプ２の送受信セレクタ１０１および位置検出器４の送受信セレクタ１０２は、Se側またはRe側へのスイッチングを自動で行う。すなわち、サーボアンプ２の送受信セレクタ１０１は、送信データがラインドライバ２３から伝わって来たとき、Se側へスイッチし、ラインドライバ２３と送受信回線１００との間を接続する。一方、受信データが送受信回線１００から伝わって来たとき、Re側へスイッチし、送受信回線１００とループバックセレクタ２４との間を接続する。同様に、位置検出器４の送受信セレクタ１０２は、送信データがラインドライバ４３から伝わって来たとき、Se側へスイッチし、ラインドライバ４３と送受信回線１００との間を接続する。一方、受信データが送受信回線１００から伝わって来たとき、Re側へスイッチし、送受信回線１００とラインレシーバ４２との間を接続する。

サーボアンプ２のループバックセレクタ２４は、Ａ側へスイッチされた場合、ラインレシーバ２２とラインドライバ２３との間を接続するとともに、ラインレシーバ２２と送受信セレクタ１０１との間の接続を切断する。これによって、サーボアンプ２内部には、ループバック回路Ｐが構成される。一方、ループバックセレクタ２４は、Ｂ側へスイッチされた場合、ループバック回路Ｐを切断し、ラインレシーバ２２と送受信セレクタ１０１との間を接続する。

次に、図１０を参照して、サーボアンプ２および位置検出器４が行う自己診断の動作を説明する。図１０は、実施の形態３にかかる自己診断のフローチャートである。なお、図１０に示す自己診断の動作は、実施の形態１における図３のＳ１０２に相当するものである。実施の形態１と同様、自己診断開始時には、サーボアンプ２のループバックセレクタ２４はＡ側へスイッチされている。このとき、サーボアンプ２内部には、ループバック回路Ｐが構成されている。また。送受信セレクタ１０１はSe側、送受信セレクタ１０２はRe側へそれぞれスイッチされているされている。

まず、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、第１回診断メッセージを送信回路２１から送信する（Ｓ７００）。すると、送信回路２０２から送信された第１回診断メッセージは、ループバック回路Ｐを巡回して受信回路２０にて受信される。次に、マイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が第１回診断メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ７０１）。ここで、受信回路２０が第１回診断メッセージを受信しなかった場合とは、Ｓ７００にて送信回路２１から送信された第１回診断メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。Ｓ７０１において、第１回診断メッセージを受信しなかった場合は、第１回診断メッセージがループバック回路Ｐを巡回中になんらかの異常があったことになり、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０はサーボアンプ２に異常があるものと判断し（Ｓ７０２）、自己診断を終了する。Ｓ７０１において、第１回診断メッセージを受信した場合は、次に、マイクロ・コンピュータ３０は、ループバックセレクタ２４をＢ側へスイッチする（Ｓ７０３）。これによって、ループバック回路Ｐが切断される。

次に、マイクロ・コンピュータ３０は、第２回診断メッセージを送信回路２１から送信する（Ｓ７０４）。すると、送信回路２１から送信された第２回診断メッセージは、送信回路２１→ラインドライバ２３→送受信セレクタ１０１→送受信回線１００→位置検出器４の送受信セレクタ１０２→位置検出器４のラインレシーバ４２→位置検出器４の受信回路４０の順に伝わって受信回路４０にて受信される。

次に、位置検出器４のマイクロ・コンピュータ５０は、診断応答メッセージを送信回路４１から送信する（Ｓ７０５）。すると、送信回路４１から送信された診断応答メッセージは、送信回路４１→ラインドライバ４３→送受信セレクタ１０２→送受信回線１００→サーボアンプ２の送受信回線１０１→サーボアンプ２のループバックセレクタ２４→サーボアンプ２のラインレシーバ２２→サーボアンプ２の受信回路２０の順に伝わって、受信回路２０にて受信される。次に、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は、受信回路２０が診断応答メッセージを受信したか否かを判断する（Ｓ７０６）。ここで、受信回路２０が診断応答メッセージを受信しなかった場合とは、予めサーボアンプ２と位置検出器４との間で規定された診断応答メッセージとは異なるメッセージを受信した場合や、何らメッセージを受信しなかった場合である。Ｓ７０６において、受信した場合は、正常であると判断し（Ｓ７０７）、自己診断を終了する。受信診断応答メッセージをしなかった場合は、診断応答メッセージが位置検出器４の送信回路４１からサーボアンプ２の受信回路２０へ伝わっている間に何らかの異常があったことになり、また、Ｓ７０１でサーボアンプ２に異常を検出しなかったため、接続ケーブル１０または位置検出器４に異常があるものと判断し（Ｓ７０８）、サーボアンプ２のマイクロ・コンピュータ３０は自己診断を終了する。

なお、マイクロ・コンピュータ５０は第１のマイクロ・コンピュータ、送信回路４１とラインドライバ４３は第１の送信手段、受信回路４０とラインレシーバ４２は第１の受信手段に相当し、マイクロ・コンピュータ３０は第２のマイクロ・コンピュータ、送信回路２１とラインドライバ２３は第２の送信手段、受信回路２０とラインレシーバ２２は第２の受信手段、ループバックセレクタ２４は第１のセレクタに相当し、送受信セレクタ１０１、送受信回線１００、および送受信セレクタ１０２は接続ケーブルに相当する。

実施の形態３によれば、別途異常検出装置を用いることなく、サーボアンプに異常があるか否か、接続ケーブルまたは位置検出器に異常があるか否かを自己診断にて特定することができる。

３モータ
４位置検出器
２サーボアンプ
６、１０接続ケーブル
７サーボ制御システム
３０、５０マイクロ・コンピュータ
２０、４０受信回路
２１、４１送信回路
２３、４３ラインドライバ
２２、４２ラインレシーバ
２４、４４ループバックセレクタ

Claims

モータの回転位置を検出する位置検出器と、
前記位置検出器からの位置検出情報に基づいて前記モータを制御するサーボアンプと、
前記サーボアンプと前記位置検出器との間をシリアル通信方式により接続する接続ケーブルと、
を備えるサーボ制御システムにおいて、
前記位置検出器は、
第１のマイクロ・コンピュータと、
前記接続ケーブルに接続される第１の送信手段ならびに第１の受信手段を有し、
前記サーボアンプは、
第２のマイクロ・コンピュータと、
前記接続ケーブルに接続されるとともに前記接続ケーブルを介して前記第１の受信手段へデータを送信する第２の送信手段と、
前記接続ケーブルに接続されるとともに前記接続ケーブルを介して前記第１の送信手段からデータを受信する第２の受信手段と、
前記第２の送信手段からのデータが前記接続ケーブルを経て前記位置検出器を介することなく直接第２の受信手段へ送信される回路を形成する第１のセレクタと、
を有する
ことを特徴とするサーボ制御システム。
前記サーボ制御システムは、
前記第１のセレクタにより前記第１の回路を形成して前記第２の送信手段から診断メッセージを送信したのち、前記第２の受信手段による前記診断メッセージの有無により前記サーボアンプの異常判断を行う
ことを特徴とする請求項１記載のサーボ制御システム。
前記位置検出器は、
前記第１の受信手段の入力側と前記第１の送信手段の出力側との間を接続することができる第２のセレクタを有することを特徴とする請求項１記載のサーボ制御システム。
請求項１記載のサーボ制御システムにおいて、
前記第１のセレクタにより前記第２の受信手段を前記第２の送信手段からのデータを受信可能にするとともに前記第１の送信手段からのデータを受信不可にする第１ループバック回路構成ステップと、
前記第２の送信手段から第１回診断メッセージを送信する第１回診断メッセージ送信ステップと、
前記第２の受信手段が前記第１回診断メッセージを受信したか否かを判断する第１回診断メッセージ受信判断ステップと、
前記第１回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第１回診断メッセージを受信しなかったと判断した場合、前記サーボアンプに異常があると判断する第１異常検出ステップと、
前記第１回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第１の診断メッセージを受信したと判断した場合、前記第１のセレクタにより前記第２の受信手段を前記第２の送信手段からのデータを受信不可にするとともに前記第１の送信手段からのデータを受信可能にする第１ループバック回路切断ステップと、
前記第２の送信手段から第２回診断メッセージを送信する第２回診断メッセージ送信ステップと、
前記第１の受信手段が前記第２回診断メッセージを受信すると、前記第１の送信手段から診断応答メッセージを送信する診断応答メッセージ送信ステップと、
前記第２の受信手段が前記診断応答メッセージを受信したか否かを判断する診断応答メッセージ受信判断ステップと、
診断応答メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記診断応答メッセージを受信しなかったと判断した場合、前記接続ケーブルまたは前記位置検出器に異常があると判断する第２異常検出ステップと、
を備えることを特徴とするサーボ制御システムの異常検出方法。
請求項２記載のサーボ制御システムにおいて、
前記第１のセレクタにより前記第２の受信手段を前記第２の送信手段からのデータを受信可能にするとともに前記第１の送信手段からのデータを受信不可にする第１ループバック回路構成ステップと、
前記第２のセレクタにより前記第１の受信手段の入力側と前記第１の送信手段の出力側との間を接続する第２ループバック回路構成ステップと、
前記第２の送信手段から第１回診断メッセージを送信する第１回診断メッセージ送信ステップと、
前記第２の受信手段が前記第１回診断メッセージを受信したか否かを判断する第１回診断メッセージ受信判断ステップと、
前記第１回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第１回診断メッセージを受信しなかったと判断した場合、前記サーボアンプに異常があると判断する第１異常検出ステップと、
前記第１回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第１回診断メッセージを受信したと判断した場合、前記第１のセレクタにより前記第２の受信手段を前記第２の送信手段からのデータを受信不可にするとともに前記第１の送信手段からのデータを受信可能にする第１ループバック回路切断ステップと、
前記第２の送信手段から第２回診断メッセージを送信する第２回診断メッセージ送信ステップと、
前記第２の受信手段が前記第２回診断メッセージを受信したか否かを判断する第２回診断メッセージ受信判断ステップと、
前記第２回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第２回診断メッセージを受信しなかったと判断した場合、前記接続ケーブルに異常があると判断する第２異常検出ステップと、
前記第２回診断メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記第２回診断メッセージを受信したと判断した場合、前記第２の送信手段から第３回診断メッセージを送信する第３回診断メッセージ送信ステップと、
前記第１の受信手段が前記第３回診断メッセージを受信すると、前記第２のセレクタにより前記第１の受信手段の入力側と前記第１の送信手段の出力側との間の接続を切断する第２ループバック回路切断ステップと、
前記第１の送信手段から診断応答メッセージを送信する診断応答メッセージ送信ステップと、
前記第２の受信手段が前記診断応答メッセージを受信したか否かを判断する診断応答メッセージ受信判断ステップと、
前記診断応答メッセージ受信判断ステップにて、前記第２の受信手段が前記診断応答メッセージを受信しなかったと判断した場合、前記位置検出器に異常があると判断する第３異常検出ステップと、
を備えることを特徴とするサーボ制御システムの異常検出方法。