JP6615018B2 - 多重化通信システム及び作業機 - Google Patents

Description

本発明は、マスターと複数のスレーブとを有する産業用ネットワークの通信データを多重化する多重化通信システムにおけるスレーブ間の通信に関するものである。

従来、ＦＡ（Factory Automation）分野で使用される作業機（例えば、電子部品装着装置）には、装着ヘッドなどの可動部を制御するのに必要な制御データを多重化して送信するものがある（例えば、特許文献１など）。特許文献１に開示される作業機では、例えば、装着ヘッドを動作させるためのサーボモータのエンコーダ信号やカメラの画像データなどを多重化して送信する。

また、インターネットに代表されるネットワーク通信の技術は、ＦＡ分野にも活用されており、ＦＡ分野を対象とした産業用ネットワークとして、例えば、イーサネット（登録商標）技術を使用した産業用イーサネットと呼ばれるものがある。産業用イーサネットでは、例えば、工場内で使用される各種のセンサ、リレー、スイッチなどの制御を行うスレーブと、スレーブを統括制御するマスターとが設定され、全体の制御が行われる。

ＷＯ２０１３／０８４３２７号公報

ところで、従来の産業用イーサネットでは、マスターとスレーブとの間でデータ交換を行うことは可能であるが、スレーブ間同士で直接データを交換することは難しい。例えば、１台のマスターに対して第１スレーブ及び第２スレーブの２台のスレーブをカスケード接続した場合を考える。この場合、第２スレーブは、第１スレーブへデータを送信したい場合には、一旦、送信データをマスターに送信し、マスターによって第１スレーブへ転送してもらう必要がある。

このため、データの送信時間にマスターを経由するだけの遅延が生じる。また、何らかの理由により、マスターとの通信が切断された場合、第１スレーブは、第２スレーブとの通信回線が正常であっても、直接通信することはできない状態となる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、産業用イーサネットにおいてスレーブ間における通信を可能とする多重化通信システム及び作業機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願に記載の多重化通信システムは、産業用ネットワークに接続されるマスターと、マスターによって制御される第１スレーブと、マスターから送信される第１通信データと、第１スレーブから送信され且つ産業用ネットワークとは別の通信規格で伝送される第２通信データとを多重化し、多重化して生成した多重化データを送信する多重化部と、多重化部から多重化データを受信し、当該多重化データから第１通信データ及び第２通信データを分離する多重分離部と、多重分離部から第１通信データ及び第２通信データを入力し、第１通信データに基づいてマスターによって制御される第２スレーブと、を備え、第１スレーブは、第２通信データによって第２スレーブと直接通信を実行することを特徴とする。

また、本願発明は、多重化通信システムに限らず、装着作業に拘わるデータの伝送を当該多重化通信システムにより伝送する作業機としても実施し得るものである。

本願に記載の多重化通信システム等では、産業用イーサネットにおいてスレーブ間における通信が可能となる。

本願の多重化通信システムを適用する電子部品装着装置のシステム構成図である。 多重化通信システムにおいて伝送される多重化データの構成を示す図である。 産業用ネットワークで伝送されるイーサネットフレームの送受信動作を示す模式図である。 イーサネットフレームの転送におけるマスター及びスレーブの動作を示すシーケンス図である。 制御部（マスター）とスライダ部（第１スレーブ）との間の通信回線に通信異常が発生した場合の動作を示すシーケンス図である。

以下、本発明を具現化した一実形態について図を参照して説明する。図１は、本願の多重化通信システムを適用する装置の一例である電子部品装着装置（以下、「装着装置」と略する場合がある）１０のシステム構成を模式的に示している。図１に示すように、装着装置１０は、制御部１１と、スライダ部１３と、ヘッド部１５とを備えている。本実施形態の装着装置１０は、制御部１１の制御に基づいて、回路基板（図示略）に対して、供給装置（テープフィーダなど）から供給した電子部品の装着作業を実施する装置である。

制御部１１は、ＣＰＵ２１を主体として構成されており、マスター２３と、画像処理部２５等を有している。スライダ部１３には、制御部１１のマスター２３に対応して、第１スレーブ３３が設けられている。また、ヘッド部１５には、マスター２３に対応して、第２スレーブ４３が設けられている。マスター２３は、産業用ネットワーク（例えば、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）−ＩＩＩ規格に準拠）によって、第１及び第２スレーブ３３，４３との制御データ（図３のイーサネットフレームＥＦ参照）の伝送を統括的に制御する。

なお、本願における産業用ネットワークの通信プロトコルとしては、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）−ＩＩＩに限らず、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＳＥＲＣＯＳ（登録商標）−ＩＩＩなどの産業用イーサネット（登録商標）を採用することができる。

マスター２３は、例えば、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）といった論理回路の構築に使用されるＩＰコアである。なお、マスター２３は、論理回路に限らず、例えば、通信制御に特化した特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）でもよく、これらと論理回路とを組み合わせたものでもよい。

制御部１１のＣＰＵ２１は、例えば、メモリ（図示略）に保存された制御プログラム等を実行し、マスター２３が収集した制御データ等を入力して、次の制御内容を決定する。また、ＣＰＵ２１は、決定した制御内容に応じた制御データを、マスター２３に出力する。マスター２３は、ＣＰＵ２１から入力された制御データを、産業用ネットワークを介して第１及び第２スレーブ３３，４３に送信する。

スライダ部１３は、装着装置１０に搬入される回路基板の上部において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に向かってヘッド部１５を移動させる駆動装置である。スライダ部１３は、ヘッド部１５をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるためのスライド機構（図示略）を備えている。スライダ部１３は、このスライド機構を動作させる駆動源として、例えば、リニアモータを有している。

また、スライダ部１３は、上述した第１スレーブ３３の他に、ＣＰＵ３１等を有している。ＣＰＵ３１は、スライダ部１３に取り付けられた各種素子（リレー３５やセンサ３７など）において入出力される信号の処理を実行する。センサ３７は、例えば、装着装置１０に設定された基準高さ位置に基づいて、回路基板の上面の高さを計測する基板高さセンサである。第１スレーブ３３は、制御部１１のマスター２３から送信された制御データを、ＣＰＵ３１に出力する。ＣＰＵ３１は、入力された制御データに基づいてリレー３５等を駆動制御する。また、ＣＰＵ３１は、センサ３７等の出力信号を処理して制御データとして第１スレーブ３３に出力する。第１スレーブ３３は、ＣＰＵ３１から入力される制御データを、マスター２３に向けて送信する。

ヘッド部１５は、上述した第２スレーブ４３の他に、ＣＰＵ４１と、パーツカメラ４７と、マークカメラ４８と、サーボモータ４９等を有している。ＣＰＵ４１は、ヘッド部１５に設けられた各種素子（リレー４５やセンサ４６など）において入出力される信号の処理を実行する。第２スレーブ４３は、制御部１１のマスター２３から送信された制御データを、ＣＰＵ４１に出力する。また、第２スレーブ４３は、ＣＰＵ４１によって処理されたセンサ４６等の出力信号を、制御データとしてマスター２３に向けて送信する。

パーツカメラ４７は、ヘッド部１５に装着された吸着ノズル（図示略）に吸着保持された電子部品を撮像するカメラである。制御部１１の画像処理部２５は、パーツカメラ４７によって撮像された画像データを処理し、吸着ノズルにおける電子部品の保持位置の誤差等を取得する。また、マークカメラ４８は、回路基板上のマークや実装後の電子部品を撮影するためのカメラである。マークカメラ４８は、スライダ部１３によりヘッド部１５が移動させられることで、回路基板上の任意の位置の表面が撮像可能となる。画像処理部２５は、マークカメラ４８が撮像した画像データを処理し、回路基板に関する情報、実装位置の誤差等を取得する。ＣＰＵ２１は、画像処理部２５によって取得された電子部品の保持位置の誤差等に基づいて、次の制御内容を決定する。

サーボモータ４９は、ヘッド部１５の吸着ノズルを昇降、自転等させるための駆動源である。制御部１１のサーボアンプ２７は、サーボモータ４９のエンコーダ４９Ａから受信したエンコーダ信号に基づいて、サーボモータ４９を駆動する。サーボモータ４９は、例えば、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相のコイルを有する三相交流で駆動するモータであり、図示しない電源線を介して各相のコイルがサーボアンプ２７に接続されている。サーボモータ４９は、サーボアンプ２７から電源線を通じて供給される三相交流に応じて駆動する。

次に、上記した産業用ネットワークの制御データ、パーツカメラ４７等の画像データ、及びエンコーダ４９Ａのエンコーダ信号を伝送する多重化通信システムについて説明する。装着装置１０は、制御部１１、スライダ部１３及びヘッド部１５の間のデータ伝送を多重化通信によって行う。

図１に示すように、制御部１１は、上述したＣＰＵ２１などの他に、多重処理部５１と、４つのＰＨＹ５３，５４，５５，５７とを有する。ＰＨＹ５３は、スライダ部１３が有するＰＨＹ６３Ａと、例えば、Gigabit Ethernet（登録商標）の通信規格に準拠したＬＡＮケーブル８１を介して接続されている。同様に、スライダ部１３が有するＰＨＹ６３Ｂは、ヘッド部１５が有するＰＨＹ７３と、ＬＡＮケーブル８３を介して接続されている。なお、制御部１１とスライダ部１３との接続、及びスライダ部１３とヘッド部１５との接続は、ＬＡＮケーブルに限らず、例えば、光ケーブルによって接続してもよい。また、制御部１１とスライダ部１３等の通信は、有線通信に限らず、無線通信でもよい。

制御部１１の多重処理部５１は、産業用ネットワークの制御データ等を、例えば、時分割多重化方式（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）で多重化し多重化データＭＤとして送受信する。多重処理部５１は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの論理回路で構成されている。多重処理部５１は、ＬＡＮケーブル８１，８３を通じて、スライダ部１３の多重処理部６１や、ヘッド部１５の多重処理部７１と、多重化データＭＤを送受信する。

例えば、ヘッド部１５のパーツカメラ４７は、GigE-vision（登録商標）等の画像伝送規格により、撮像した画像データを、ＰＨＹ７４を介して多重処理部７１に出力する。パーツカメラ４７は、例えば、制御部１１の画像処理部２５から多重化通信を介して送信される撮像の開始を示すトリガ信号を受信するのに応じて撮像を行い、撮像した画像データを多重処理部７１に出力する。同様に、マークカメラ４８は、撮像した画像データを、ＰＨＹ７５を介して多重処理部７１に出力する。

また、多重処理部７１は、ＰＨＹ７７を介して第２スレーブ４３と接続されており、第２スレーブ４３から産業用ネットワークに係わる制御データが入力される。また、多重処理部７１には、エンコーダ４９Ａからサーボモータ４９におけるエンコーダ信号が入力される。多重処理部７１は、これらの画像データ等の各種データを多重化した多重化データＭＤを、ＬＡＮケーブル８１，８３を通じて多重処理部５１（制御部１１）へ送信する。

（多重化データの構成）
図２は、多重化データＭＤのビット割り当ての一例であり、ヘッド部１５からスライダ部１３に送信される多重化データＭＤの構成を示している。多重化データＭＤは、例えば１フレームが４０ビットで構成されている。

多重化データＭＤの第０〜９ビットまでには、多重化通信のヘッダ（同期ビットなど）が設定されている。また、多重化データＭＤの第１０〜１９ビットまでには、パーツカメラ４７の画像データが設定されている。例えば、パーツカメラ４７の画像データは、第１０〜１９ビットの１０ビットのうちの８ビットで伝送される。残りの２ビットは画像データのＤＣバランスを保持するための符号化処理（例えば、８Ｂ／１０Ｂ変換）の際に増加するビット値である。同様に、第２０〜２９ビットには、マークカメラ４８の画像データが設定されている。

また、第３０，３１ビットには、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）通信による制御信号が設定されている。ＵＡＲＴ通信の制御信号は、例えば、制御部１１からヘッド部１５に向けて、パーツカメラ４７やマークカメラ４８のゲインを調整する制御信号や、撮像可能な撮像領域のうち、有効領域（ＲＯＩ：Region of Interest）を設定する制御信号として使用される。また、ＵＡＲＴ通信の制御信号は、ヘッド部１５からスライダ部１３を介して制御部１１へ向けて送信する場合には、制御部１１に対する応答信号などとして使用される。

さらに、本実施形態の第１及び第２スレーブ３３，４３では、多重化通信を介したＵＡＲＴ通信により直接通信を実行可能となっている。図１に示すように、スライダ部１３の第１スレーブ３３は、ＵＡＲＴ用インタフェース（以下、「ＩＦ」と略する場合がある）９１と、パラレルＩ／Ｏ用ＩＦ９３とを有している。第１スレーブ３３は、ＵＡＲＴ用ＩＦ９１及びパラレルＩ／Ｏ用ＩＦ９３の各々を介して多重処理部６１に接続されている。

これに対し、ヘッド部１５の第２スレーブ４３は、ＵＡＲＴ用ＩＦ９５と、パラレルＩ／Ｏ用ＩＦ９７とを有している。第２スレーブ４３は、ＵＡＲＴ用ＩＦ９５及びパラレルＩ／Ｏ用ＩＦ９７の各々を介して多重処理部７１に接続されている。これにより、第１及び第２スレーブ３３，４３は、多重化通信を介して、ＵＡＲＴ通信によるシリアル通信を直接実行することが可能となっている。

また、図２に示すように、多重化データＭＤの第３２，３３ビットには、パラレルＩ／Ｏ信号が設定されている。従って、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３は、ＵＡＲＴ通信と同様に、多重化通信を介して、パラレルＩ／Ｏ信号によるパラレル通信を直接実行可能となっている。なお、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３は、ＵＡＲＴ通信及びパラレルＩ／Ｏ通信のうち、何れか一方のみで通信を実行する構成でもよい。また、第１及び第２スレーブ３３，４３の直接通信に使用される通信プロトコルは、ＵＡＲＴ通信やパラレルＩ／Ｏ信号による通信に限らず、他の通信規格を用いてもよい。

また、図２に示すように、多重化データＭＤの第３４，３５ビットには、マスター２３、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３間で伝送される産業用ネットワークの制御用データが設定されている。この制御信号は、例えば、センサ４６の出力信号である。また、残りの第３６〜３９ビットには、エンコーダ４９Ａのエンコーダ信号が設定されている。本実施形態の装着装置１０の多重処理部５１、多重処理部６１及び多重処理部７１は、図２に示すような構成の多重化データＭＤを使用して各種データを多重化して送受信する。

図１に戻り、制御部１１の多重処理部５１は、ＰＨＹ５４，５５を介して画像処理部２５と接続されている。ＰＨＹ５４は、ヘッド部１５のパーツカメラ４７に対応している。また、ＰＨＹ５５は、マークカメラ４８に対応している。多重処理部５１は、例えば、多重処理部６１を介して多重処理部７１から受信した多重化データＭＤを非多重化し、パーツカメラ４７の画像データを分離する。多重処理部５１は、分離した画像データを、GigE-vision（登録商標）の規格に準拠したデータ形式でＰＨＹ５４を介して画像処理部２５に出力する。画像処理部２５は、入力されたパーツカメラ４７の画像データを処理し、電子部品の保持位置の誤差等を取得する。同様に、多重処理部５１は、多重化データＭＤから分離したマークカメラ４８の画像データを、ＰＨＹ５５を介して画像処理部２５に出力する。

また、多重処理部５１は、ＰＨＹ５７を介してマスター２３と接続されている。また、スライダ部１３の多重処理部６１は、ＰＨＹ６７，６８の各々を介して第１スレーブ３３に接続されている。そして、制御部１１のマスター２３は、第１及び第２スレーブ３３，４３に接続されたリレー３５等の機器との制御データの送受信を行う産業用ネットワークを構築し、配線の統合（削減）等を実現する。

＜産業用ネットワークのデータ通信について＞
次に、装着装置１０の装着作業時におけるマスター２３、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３によるデータ通信について図３及び図４を参照しつつ説明する。図３は、産業用ネットワークで伝送される制御データの送受信動作を模式的に示している。例えば、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）−ＩＩＩなどの産業用イーサネット（登録商標）の場合、マスター２３、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３は、産業用ネットワークの制御データを、イーサネットフレームＥＦ内に含めて送受信する。図３は、説明を分かり易くするため、多重化通信を用いたデータ通信の図示を省略している。なお、産業用ネットワークの制御データは、イーサネットフレームＥＦとしてマスター２３等から入出力され、多重処理部５１等で転送される段階ではビット値に時分割され、例えば、図２に示す多重化データＭＤ内の制御データ（第３４，３５ビット）に設定される。

図４は、イーサネットフレームＥＦの転送におけるマスター２３、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３の動作シーケンスを示している。図３及び図４に示すように、本実施形態のマスター２３、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３は、例えば、カスケード接続されたネットワークを構築する。マスター２３から送信されたイーサネットフレームＥＦ（制御データ）は、第１及び第２スレーブ３３，４３の各々を循環するように伝送され高速に送受信される。

例えば、図４のステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１１において、制御部１１のマスター２３は、第１サイクル目の処理を開始し、スライダ部１３の第１スレーブ３３に向けてイーサネットフレームＥＦを送信する。第１スレーブ３３は、マスター２３から受信したイーサネットフレームＥＦに対して読み取り又は書き込み処理を行う。第１スレーブ３３は、例えば、イーサネットフレームＥＦに予め設定された第１スレーブ３３用の読み取りのデータ位置からデータをコピーし、コピーしたデータをＣＰＵ３１に出力する。ＣＰＵ３１は、入力された制御データの内容に応じてリレー３５の駆動などの処理を行う。また、第１スレーブ３３は、リレー３５の駆動の完了を示す情報やセンサ３７の検出情報などをＣＰＵ３１から入力する。第１スレーブ３３は、ＣＰＵ３１から入力した情報を、イーサネットフレームＥＦに予め設定された第１スレーブ３３用の書き込みのデータ位置に書き込んでマスター２３に送信する（Ｓ１３）。

次に、マスター２３は、ヘッド部１５の第２スレーブ４３に向けたイーサネットフレームＥＦを、スライダ部１３の第１スレーブ３３に送信する（Ｓ１５）。第１スレーブ３３は、マスター２３から受信したイーサネットフレームＥＦを第２スレーブ４３へ転送する（Ｓ１５）。第２スレーブ４３は、イーサネットフレームＥＦに対して読み取り又は書き込み処理を行って第１スレーブ３３へ応答する（Ｓ１７）。第１スレーブ３３は、第２スレーブ４３から受信したイーサネットフレームＥＦをマスター２３へ転送する（Ｓ１７）。

次に、マスター２３は、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３との第１サイクル目の通信を完了させたため、第２サイクル目の処理を開始する。マスター２３は、Ｓ１１と同様に、スライダ部１３の第１スレーブ３３に向けてイーサネットフレームＥＦを送信する（Ｓ１９）。マスター２３は、以後同様のサイクルを繰り返し実行する。

ここで、上記した産業用ネットワークでは、例えば、ヘッド部１５の第２スレーブ４３からスライダ部１３の第１スレーブ３３に向けてデータを送信したい場合、第２スレーブ４３は、制御部１１のマスター２３を経由して送信する必要が生じる。具体的には、例えば、第２スレーブ４３は、第１スレーブ３３に送信するデータを、上記したＳ１７において一旦マスター２３に向けて送信する。マスター２３は、次の第２サイクル目のＳ１９で、第２スレーブ４３から受信したデータをイーサネットフレームＥＦに含めて第１スレーブ３３に向けて送信する。このため、第２スレーブ４３から第１スレーブ３３へ送信されるデータは、マスター２３を経由する時間だけ遅延が発生する。

また、本実施形態の装着装置１０は、多重化通信を介してイーサネットフレームＥＦを送信するため、上記した遅延がさらに増大する虞がある。より具体的には、Ｓ１７における第２スレーブ４３から送信されたイーサネットフレームＥＦのデータは、図１に示すように、第２スレーブ４３→ＰＨＹ７７→多重処理部７１→多重回線・・・第１スレーブ３３→ＰＨＹ６３Ａ→多重回線・・・→マスター２３と各装置を介して伝送される。

これに対し、本実施形態の装着装置１０は、ＵＡＲＴ通信及びパラレルＩ／Ｏ信号による通信によって、第１スレーブ３３及び第２スレーブ４３間で直接通信が可能となっている。このため、例えば、図４に示すように、第１スレーブ３３は、マスター２３と産業用ネットワークによるイーサネットフレームＥＦの通信を実施する一方で（Ｓ１９）、ＵＡＲＴ通信等による第２スレーブ４３との直接通信を実行することが可能となる（Ｓ２１）。これにより、第１及び第２スレーブ３３，４３間におけるデータの伝送経路を短縮でき、遅延時間の削減を図ることが可能となる。

＜通信異常時の処理＞
上記した図４では、正常時の通信においてＵＡＲＴ通信等を使用する場合について説明したが、第１及び第２スレーブ３３，４３間におけるＵＡＲＴ通信等を、異常時に実行してもよい。なお、第１及び第２スレーブ３３，４３間におけるＵＡＲＴ通信等は、正常時又は異常時の一方だけで使用してもよく、あるいは、正常時及び異常時の両方において使用してもよい。

図５は、一例として、制御部１１（マスター２３）とスライダ部１３（第１スレーブ３３）との間の通信回線（ＬＡＮケーブル８１など）に異常が発生した場合の動作を示している。なお、以下の説明では、図４と同様の処理については、その説明を適宜省略する。

まず、図５に示すように、制御部１１のマスター２３は、図４の正常時と同様に、第１サイクル目の処理を開始する（Ｓ１１〜Ｓ１７）。次に、マスター２３は、第２サイクル目を開始する際に、第１スレーブ３３（スライダ部１３）との通信が切断され、通信不能となる（Ｓ２５）。

スライダ部１３の第１スレーブ３３は、第１サイクル目の通信を完了させたにも係わらず、マスター２３から第２サイクル目のイーサネットフレームＥＦを受信できない状態となる。第１スレーブ３３は、マスター２３からイーサネットフレームＥＦを受信できない状態が例えば第１時間Ｔ１だけ継続すると、マスター２３との通信回線に異常が発生したと判定する。第１スレーブ３３は、マスター２３との通信異常を、ＵＡＲＴ通信等による直接通信により第２スレーブ４３に通知する（Ｓ２７）。

これにより、第２スレーブ４３は、通信異常における適切な処理を実行することが可能となる。具体的には、第２スレーブ４３は、例えば、マスター２３に向けてパーツカメラ４７の画像データを送信する処理を開始している場合には、送信処理を一時的に停止することが可能となる。また、第２スレーブ４３は、例えば、第１スレーブ３３に向けて送信したいデータがあれば、第１スレーブ３３との通信回線は正常であるため、直接通信によって送信可能となる。

また、第１スレーブ３３は、第２スレーブ４３との直接通信を実行（Ｓ２７）する一方で、マスター２３との通信回線が回復したか否かの問い合わせ処理を、例えば第２時間Ｔ２ごとに繰り返し実行する（Ｓ２９）。第１スレーブ３３は、マスター２３から回線が回復した旨の応答を受けると（Ｓ３１）、第２スレーブ４３にその旨を通知する（Ｓ３３）。これにより、第２スレーブ４３は、通信復帰時における適切な処理を実行することが可能となる。具体的には、第２スレーブ４３は、例えば、マスター２３に向けて送信を一時的に停止していたデータの送信を再開することが可能となる。

また、第１スレーブ３３は、通信回線の復帰に応じて、第２スレーブ４３との直接通信を終了する旨を通知してもよい（Ｓ３３）。これにより、例えば、正常時と異常時とで多重化データＭＤのデータ内容を変更して、データ内容の最適化を図ることが可能となる。例えば、異常時には、多重化データＭＤにおけるＵＡＲＴ通信用のビット（図２における第３０，３１ビットなど）を使用し、正常時には、このビットを他のデータ（画像データなど）に使用することで、正常時と異常時とで各データの伝送速度を変更することが可能となる。このようにして、ＵＡＲＴ通信等による第１及び第２スレーブ３３，４３間の通信を、異常時に活用することもできる。

因みに、電子部品装着装置１０は、作業機の一例である。ヘッド部１５は、可動部の一例である。多重処理部６１は、多重化部の一例である。多重処理部７１は、多重分離部の一例である。イーサネットフレームＥＦは、第１通信データの一例である。ＵＡＲＴ通信及びパラレルＩ／Ｏ信号による通信のデータは、第２通信データの一例である。

以上、詳細に説明した実施形態によれば以下の効果を奏する。
＜効果１＞電子部品装着装置１０のスライダ部１３が備える第１スレーブ３３は、ＵＡＲＴ用ＩＦ９１及びパラレルＩ／Ｏ用ＩＦ９３を介して多重処理部６１に接続されている。第１スレーブ３３は、ＵＡＲＴ通信及びパラレルＩ／Ｏ信号による通信によってヘッド部１５の第２スレーブ４３と、多重回線を介した直接通信を実行する。第１スレーブ３３は、制御部１１のマスター２３を経由することなく、産業用ネットワークのデータを第２スレーブ４３に直接送受信することが可能となる。これにより、第１及び第２スレーブ３３，４３間における産業用ネットワークのデータの伝送経路を短縮でき、遅延時間の削減を図ることが可能となる。

また、第１スレーブ３３は、ＵＡＲＴ通信等において、例えば、センサ３７（基板高さセンサ）の検出信号に基づいて、第２スレーブ４３を介してマークカメラ４８へトリガ信号を送信してもよい。これにより、第１スレーブ３３は、マスター２３（制御部１１）側の指示を待たずに、センサ３７の検出信号に基づいて、ヘッド部１５（第２スレーブ４３）に対して直接制御を実行することができる。

ここで、従来のように第１及び第２スレーブ３３，４３間の通信を、全てマスター２３を経由して実行する場合、イーサネットフレームＥＦは、第１及び第２スレーブ３３，４３間で送受信する通信に必要なデータ領域（書き込み領域など）を確保する必要があり、データ量が増大する。その結果、１サイクルのイーサネットフレームＥＦの伝送周期が長くなる虞がある。

これに対し、本実施形態の第１及び第２スレーブ３３，４３は、産業用ネットワークとは別通信回線（ＵＡＲＴ通信等）で直接通信するため、イーサネットフレームＥＦのデータ量を削減でき、１サイクルの伝送周期を短縮することができる。

また、第１及び第２スレーブ３３，４３間の通信を全てＵＡＲＴ通信等で実行する場合、マスター２３は、第１及び第２スレーブ３３，４３間のデータの転送が不要となる。これにより、マスター２３を構成するプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）などの論理回路の簡略化を図ることが可能となる。

＜効果２＞装着装置１０は、第１スレーブ３３と第２スレーブ４３の直接通信を、マイコンボードなどに一般的に備えられているＵＡＲＴ通信用やパラレルＩ／Ｏ信号用のインタフェースを用いた通信で行っている。これにより、多重化通信システムの汎用性を高めることが可能となっている。

＜効果３＞第１スレーブ３３は、マスター２３との通信回線に異常が発生したと判定すると（図５のＳ２７）、第２スレーブ４３と直接通信を実行する。これにより、第１スレーブ３３は、制御部１１との通信異常時にヘッド部１５を緊急停止するなど、適切な処理を実行することが可能となる。

＜効果４＞第１スレーブ３３は、マスター２３との通信回線に異常が発生したと判定すると、その旨をＵＡＲＴ通信等による直接通信により第２スレーブ４３に通知する（Ｓ２７）。第２スレーブ４３は、例えば、マスター２３に向けてパーツカメラ４７の画像データを送信する処理を開始している場合には、送信処理を一時的に停止する。これにより、第２スレーブ４３は、例えば、制御部１１との通信回線が切断されているにも係わらず、画像データの送信を繰り返し、タイムアウトエラーになるなどの不具合の発生を抑制できる。

＜効果５＞第１スレーブ３３は、通信回線の復帰に応じて、第２スレーブ４３との直接通信を終了する（Ｓ３３）。これにより、第１スレーブ３３は、正常時と異常時とで多重化データＭＤのデータ内容を変更して、データ内容の最適化等を実行することが可能となる。

＜効果６＞本実施形態の装着装置１０では、装着作業に変わるデータ伝送に多重化通信と産業用ネットワークとを併用することで、制御部１１、スライダ部１３、ヘッド部１５間を接続する通信線の省配線化を効果的に図ることが可能となっている。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、１台のマスター２３に、２台のスレーブ（第１及び第２スレーブ３３，４３）を接続する構成を例に説明したが、接続形態はこれに限らない。例えば、１台のマスター２３に、３台以上のスレーブをカスケード接続してもよい。あるいは、複数のマスター２３に、複数のスレーブを接続してもよい。

また、上記実施形態では本願における作業機として、電子部品を回路基板に実装する電子部品装着装置１０を例に説明したが、これに限らない。本願における作業機としては、例えば、スクリーン印刷装置などの他の対基板作業機を採用することができる。また、作業機としては、例えば、二次電池（太陽電池や燃料電池など）等の組立て作業を実施する作業用ロボットでもよい。

１０ 電子部品装着装置（作業機）、１５ ヘッド部（可動部）、２３ マスター、３３ 第１スレーブ、４３ 第２スレーブ、６１ 多重処理部（多重化部）、７１ 多重処理部（多重分離部）、ＥＦ イーサネットフレーム（第１通信データ）、ＭＤ 多重化データ。

Claims (6)

1. 産業用ネットワークに接続されるマスターと、
   前記マスターによって制御される第１スレーブと、
   前記マスターから送信される第１通信データと、前記第１スレーブから送信され且つ前記産業用ネットワークとは別の通信規格で伝送される第２通信データとを多重化し、多重化して生成した多重化データを送信する多重化部と、
   前記多重化部から前記多重化データを受信し、当該多重化データから前記第１通信データ及び前記第２通信データを分離する多重分離部と、
   前記多重分離部から前記第１通信データ及び前記第２通信データを入力し、前記第１通信データに基づいて前記マスターによって制御される第２スレーブと、を備え、
   前記第１スレーブは、前記第２通信データによって前記第２スレーブと直接通信を実行することを特徴とする多重化通信システム。
2. 前記第１スレーブは、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）通信及びパラレルＩ／Ｏ通信のうち少なくとも一方の通信手段を用いて前記第２通信データを前記第２スレーブに向けて送信することを特徴とする請求項１に記載の多重化通信システム。
3. 前記第１スレーブは、前記マスターとの間の通信回線に異常が発生した場合に、前記第２スレーブと直接通信を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多重化通信システム。
4. 前記第２スレーブは、前記第２通信データの内容に基づいて前記第１スレーブと前記マスターとの間の通信回線における異常を検出することに応じて、前記マスターとの通信を一時的に停止することを特徴とする請求項３に記載の多重化通信システム。
5. 前記第１スレーブは、前記マスターとの間の通信回線の復帰を検出した場合に、前記第２スレーブとの直接通信を停止することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の多重化通信システム。
6. 可動部によりワークを保持して装着作業を実行する作業機であって、
   前記装着作業に拘わるデータの伝送を請求項１乃至請求項５の何れかに記載の多重化通信システムにより伝送することを特徴とする作業機。

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