JP7279182B2 - work machine - Google Patents
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Description
本開示は、通信プロトコルの変換を行うプロトコル変換装置を備える作業機に関するものである。 The present disclosure relates to a work machine provided with a protocol conversion device that converts communication protocols.
従来、異なる通信規格の通信プロトコルを変換する技術が種々提案されている。例えば、特許文献1には、石油処理や化学処理を行う処理プラントに係る技術が記載されている。特許文献1の処理プラントは、処理プラントで利用するスイッチ、センサ、コントローラなどで入出力されるビッグデータの分析を行う。処理プラントは、ゲートウェイを介して他の処理プラントと接続され、ビッグデータの送受信を行う。ゲートウェイは、異なる処理プラント間で、通信プロトコルの変換を行ってデータを送受信する。
Conventionally, various techniques for converting communication protocols of different communication standards have been proposed. For example,
上記したゲートウェイのようなプロトコル変換装置を用いることで、通信プロトコルの異なる2つの装置、例えば第1装置と第2装置を接続することができる。この場合に、第1装置の通信プロトコルでサポートされている情報であっても、第2装置の通信プロトコルでサポートされていない情報が、プロトコル変換装置で変換されず破棄等される虞がある。しかしながら、第2装置の通信プロトコルでサポートされていない情報であっても他の装置で活用できる情報がある場合、その情報が消失されることが問題となる。 By using a protocol conversion device such as the gateway described above, it is possible to connect two devices having different communication protocols, for example, a first device and a second device. In this case, even if the information is supported by the communication protocol of the first device, the information that is not supported by the communication protocol of the second device may be discarded without being converted by the protocol conversion device. However, even if the information is not supported by the communication protocol of the second device, if there is information that can be used by another device, the problem is that the information is lost.
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、プロトコル変換する情報の中に変換後の通信プロトコルがサポートしていない情報が含まれていたとしても、その情報を他の装置へ出力できる作業機を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems. Even if the information to be converted contains information that is not supported by the post-conversion communication protocol, the information can be output to another device. The purpose is to provide a work machine that can
上記課題を解決するために、本明細書は、プロトコル変換装置を備える作業機であって、前記プロトコル変換装置は、変換対象の装置から第1通信プロトコルのデータを入力する第1インタフェースと、前記第1インタフェースで入力した前記第1通信プロトコルのデータを第2通信プロトコルのデータに変換する変換処理部と、前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータを出力する第2インタフェースと、変換前の前記第1通信プロトコルのデータに含まれている情報で、前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータに含まれていない情報である未変換情報を出力する第3インタフェースと、を備え、前記作業機は、前記第2通信プロトコルのデータ及び前記未変換情報に基づく制御を実行し、前記未変換情報は、前記変換対象の装置の動作状態を診断した診断用データであり、前記作業機は、前記第3インタフェースに接続され前記診断用データを入力し、入力した前記診断用データに基づいて前記変換対象の装置の故障を予想し、予想した結果に応じた対応を実行する処理装置を備える、作業機を開示する。In order to solve the above-described problems, the present specification provides a work machine comprising a protocol conversion device, the protocol conversion device comprising a first interface for inputting data of a first communication protocol from a device to be converted; A conversion processing unit that converts the data of the first communication protocol input through the first interface into data of the second communication protocol, and a second interface that outputs the data of the second communication protocol after conversion by the conversion processing unit. and unconverted information that is information included in the data of the first communication protocol before conversion but not included in the data of the second communication protocol after conversion by the conversion processing unit. a third interface, wherein the work machine executes control based on the data of the second communication protocol and the unconverted information, and the unconverted information is used to diagnose the operating state of the conversion target device. and the work machine is connected to the third interface and inputs the diagnostic data, predicts a failure of the device to be converted based on the input diagnostic data, and responds to the predicted result. Disclosed is a work machine including a processing device that performs a countermeasure.
また、上記課題を解決するために、本明細書は、プロトコル変換装置を備える作業機であって、前記プロトコル変換装置は、変換対象の装置から第1通信プロトコルのデータを入力する第1インタフェースと、前記第1インタフェースで入力した前記第1通信プロトコルのデータを第2通信プロトコルのデータに変換する変換処理部と、前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータを出力する第2インタフェースと、変換前の前記第1通信プロトコルのデータに含まれている情報で、前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータに含まれていない情報である未変換情報を出力する第3インタフェースと、を備え、前記作業機は、前記第2通信プロトコルのデータ及び前記未変換情報に基づく制御を実行し、リニアモータと、前記変換対象の装置としてのリニアスケールと、前記第2インタフェースに接続され、前記リニアスケールで検出したリニアスケール信号に基づいて前記リニアモータの動作を制御するサーボアンプと、を備える、作業機を開示する。 Further, in order to solve the above-described problems, the present specification provides a work machine including a protocol conversion device, the protocol conversion device having a first interface for inputting data of a first communication protocol from a device to be converted. a conversion processing unit for converting the data of the first communication protocol input through the first interface into the data of the second communication protocol; and the data of the second communication protocol after conversion by the conversion processing unit. 2 interface, and unconverted information that is information included in the data of the first communication protocol before conversion and not included in the data of the second communication protocol after conversion by the conversion processing unit. a third interface for outputting, the working machine executes control based on the data of the second communication protocol and the unconverted information, the linear motor, the linear scale as the conversion target device, the and a servo amplifier connected to a second interface for controlling the operation of the linear motor based on a linear scale signal detected by the linear scale.
本開示の作業機によれば、変換処理部のプロトコル変換で変換されない未変換情報を、第3インタフェースから出力することができる。従って、第2通信プロトコルでサポートしていない情報が第1通信プロトコルのデータに含まれていたとしても、その情報を未変換情報として第3インタフェースに接続された装置へ転送できる。 According to the work machine of the present disclosure, unconverted information that is not converted by protocol conversion of the conversion processing unit can be output from the third interface. Therefore, even if information not supported by the second communication protocol is included in the data of the first communication protocol, the information can be transferred as unconverted information to the device connected to the third interface.
以下、本開示の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の部品装着システム10の概略構成を示す平面図である。図2は、部品装着機20及びローダ13の概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図1の左右方向をX方向と称し、上下方向(前後方向)をY方向と称し、X方向及びY方向に垂直な方向をZ方向と称して説明する。
An embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a
図1に示すように、部品装着システム10は、生産ライン11と、ローダ13と、管理コンピュータ15とを備えている。生産ライン11は、X方向に並べられた複数の部品装着機20を有し、基板17に対する電子部品の装着等を行う。基板17は、例えば、図1に示す左側の部品装着機20から右側の部品装着機20へと搬出され、搬送中に電子部品の装着等を実行される。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、部品装着機20は、装置本体部21と、基板搬送装置22と、フィーダ台23と、ヘッド部25と、ヘッド移動機構27とを備える。基板搬送装置22は、装置本体部21の上部に設けられ、基板17をX方向に搬送する。フィーダ台23は、装置本体部21の前面に設けられ、側面視がL字状の台である。フィーダ台23は、X方向に複数配列されたスロット(図示略)を備える。フィーダ台23の各スロットには、電子部品を供給するフィーダ29が装着される。フィーダ29は、例えば、電子部品を所定のピッチで収容するテープから電子部品を供給するテープフィーダである。
As shown in FIG. 2 , the
ヘッド部25は、フィーダ29から供給された電子部品を吸着する吸着ノズル(図示略)を備え、吸着ノズルで吸着した電子部品を基板17に装着する。ヘッド移動機構27は、装置本体部21上において、X方向及びY方向の任意の位置にヘッド部25を移動させる。詳述すると、ヘッド移動機構27は、ヘッド部25をX方向に移動させるX軸スライド機構27Aと、ヘッド部25をY方向に移動させるY軸スライド機構27Bとを備える。X軸スライド機構27Aは、Y軸スライド機構27Bに取り付けられている。Y軸スライド機構27Bは、駆動源としてY軸用リニアモータ41(図3)を有している。X軸スライド機構27Aは、Y軸用リニアモータ41の駆動に基づいてY方向の任意の位置に移動する。また、X軸スライド機構27Aは、駆動源としてX軸用リニアモータ43(図3)を有している。ヘッド部25は、X軸スライド機構27Aに取り付けられ、X軸用リニアモータ43の駆動に基づいてX方向の任意の位置に移動する。従って、ヘッド部25は、X軸スライド機構27A及びY軸スライド機構27Bの駆動にともなって装置本体部21上の任意の位置に移動する。
The
また、ヘッド部25は、X軸スライド機構27Aにコネクタを介して取り付けられ、ワンタッチで着脱可能であり、種類の異なるヘッド部25、例えば、ディスペンサヘッド等に変更できる。従って、本実施形態のヘッド部25は、装置本体部21に対して着脱可能となっている。また、ヘッド部25は、吸着ノズルを駆動するための駆動源として複数のロータリ型サーボモータ51(図3参照)を備える。ヘッド部25は、ロータリ型サーボモータ51を駆動することで、例えば、吸着ノズルをZ軸周りに回転、Z軸方向へ上下に移動、複数の吸着ノズルの位置の入れ替え等させる。
Further, the
また、ヘッド部25には、例えば、基板17を撮影するためのマークカメラや吸着ノズルに吸着保持した電子部品を撮像するパーツカメラ(図示略)が固定されている。装置本体部21のコントローラ45(図3参照)は、マークカメラの画像を処理し、基板17に関する情報、装着位置の誤差等を取得する。また、コントローラ45は、パーツカメラの画像を処理し、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。尚、上記したヘッド部25の構成は、一例である。ヘッド部25は、マークカメラなどの撮像装置に加え又は替えて各種のセンサ、リレー、スイッチ等を備えても良い。
A mark camera for photographing the
また、図2に示すように、部品装着機20の前面には、上部ガイドレール31と、下部ガイドレール33と、ラックギヤ35と、非接触給電コイル37とが設けられている。上部ガイドレール31は、X方向に延びる断面U字状のレールであり、開口部が下を向いている。下部ガイドレール33は、X方向に延びる断面L字状のレールであり、垂直面が部品装着機20の前面に取り付けられ、水平面が前方に伸び出している。ラックギヤ35は、下部ガイドレール33の下部に設けられ、X方向に延び、前面に複数の縦溝が刻まれたギヤである。部品装着機20の上部ガイドレール31、下部ガイドレール33及びラックギヤ35は、隣接する部品装着機20の上部ガイドレール31、下部ガイドレール33及びラックギヤ35と着脱可能に連結することができる。このため、部品装着機20は、生産ライン11に並んだ部品装着機20の数を増減することができる。非接触給電コイル37は、上部ガイドレール31の上部に設けられ、X方向に沿って配置されたコイルであり、ローダ13への電力の供給を行う。
Further, as shown in FIG. 2 , an
ローダ13は、部品装着機20に対するフィーダ29の補充及び回収を自動で行う装置であり、フィーダ29をクランプする把持部(図示略)を備える。ローダ13には、上部ガイドレール31に挿入される上部ローラ(図示略)と、下部ガイドレール33に挿入される下部ローラ(図示略)とが設けられている。また、ローダ13には、駆動源としてモータが設けられている。モータの出力軸には、ラックギヤ35と噛み合うギヤが取り付けられている。ローダ13は、部品装着機20の非接触給電コイル37から電力の供給を受ける受電コイルを備えている。ローダ13は、非接触給電コイル37から受電した電力をモータに供給する。これにより、ローダ13は、モータによってギヤを回転させることで、X方向(左右方向)へ移動することができる。また、ローダ13は、上部ガイドレール31及び下部ガイドレール33内でローラを回転させ、上下方向や前後方向の位置を保持しながらX方向へ移動することができる。
The
図1に示す管理コンピュータ15は、部品装着システム10を統括的に管理する装置である。例えば、生産ライン11の部品装着機20は、管理コンピュータ15の管理に基づいて、電子部品の装着作業を開始する。部品装着機20は、基板17を搬送しながらヘッド部25によって電子部品の装着作業を行う。また、管理コンピュータ15は、フィーダ29の残りの電子部品の数を監視する。管理コンピュータ15は、例えば、フィーダ29の補給が必要であると判断すると、補給が必要な部品種を収容したフィーダ29をローダ13にセットする指示を画面に表示する。ユーザは、画面を確認して、フィーダ29をローダ13にセットする。管理コンピュータ15は、所望のフィーダ29がローダ13にセットされたことを検出すると、ローダ13に対して補給作業の開始を指示する。ローダ13は、指示を受けた部品装着機20の前方まで移動し、ユーザによってセットされたフィーダ29を把持部で挟持してフィーダ台23のスロットに装着する。これにより、新たなフィーダ29が部品装着機20に補給される。また、ローダ13は、部品切れになったフィーダ29を把持部で挟持してフィーダ台23から引き出して回収する。このようにして、新たなフィーダ29の補給及び部品切れとなったフィーダ29の回収を、ローダ13によって自動的行うことができる。
The
次に、部品装着機20が備える多重通信システムについて説明する。図3は、部品装着機20に適用される多重通信システムの構成を示すブロック図である。部品装着機20の装置本体部21は、部品装着機20を設置する場所に固定的に設けられる。上記したX軸スライド機構27A、Y軸スライド機構27B及びヘッド部25は、装置本体部21に対して相対的に可動するヘッド移動機構27に設けられ、上記したY軸用リニアモータ41、X軸用リニアモータ43、複数のロータリ型サーボモータ51などを備える。また、装置本体部21は、コントローラ45と、Y軸リニア用サーボアンプ46と、X軸リニア用サーボアンプ47と、多軸ロータリ用サーボアンプ48とを備える。
Next, a multiplex communication system provided in the
部品装着機20は、コントローラ45の制御に基づいてヘッド部25等を動作させ、基板17に対する電子部品の装着を行なう。コントローラ45は、CPU、RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されている。コントローラ45は、フィールドネットワーク用ケーブル53によりY軸リニア用サーボアンプ46、X軸リニア用サーボアンプ47、多軸ロータリ用サーボアンプ48(以下、アンプ46,47,49という場合がある)のスレーブ回路(図示略)と接続されている。ここでいうフィールドネットワークとは、例えば、MECHATROLINK(登録商標)-IIIなどの産業用ネットワークであり、コントローラ45がマスターとなり、各アンプ46~48のスレーブ回路とデータの送受信を行うネットワークを構築し、配線の統合(削減)等を実現してネットワーク構築のコスト低減を図るものである。
The
アンプ46~48の各々は、エンコーダ用ケーブル55により多重通信装置57に接続されている。装置本体部21に設けられた多重通信装置57は、ヘッド移動機構27に設けられた多重通信装置59と多重通信用ケーブル60で接続されている。多重通信用ケーブル60は、例えばGigabit Etherenet(登録商標)の通信規格に準拠したLANケーブルやUSB(Universal Serial Bus)3.0の通信規格に準拠したUSBケーブルである。部品装着機20は、ヘッド移動機構27に設けられた各モータ(Y軸用リニアモータ41、X軸用リニアモータ43、ロータリ型サーボモータ51)のエンコーダ信号を多重通信装置59によりフレームデータFRMDに多重化し、多重通信用ケーブル60を介して多重通信装置57に送信する。多重通信装置57は、受信したフレームデータFRMDの多重化を解除し、各モータに対応するエンコーダ信号を分離する。多重通信装置57は、分離した個々のエンコーダ信号を対応するアンプ46~48に送信する。
Each of the
コントローラ45は、アンプ46~48を介してヘッド移動機構27の各モータを制御する。Y軸リニア用サーボアンプ46は、ヘッド移動機構27のY軸用リニアモータ41を制御する。ヘッド移動機構27には、Y軸用リニアモータ41の駆動に応じてY軸方向に沿ったガイドレール上を移動するX軸スライド機構27Aの位置を検出するリニアスケール61が設けられている。リニアスケール61は、エンコーダ用ケーブル63を介してプロトコル変換装置65に接続されている。リニアスケール61は、例えば、Y軸リニア用サーボアンプ46から受信した問い合わせ情報に応じて、X軸スライド機構27AのY軸方向の位置(Y座標値)等のエンコーダ信号をプロトコル変換装置65に出力する。プロトコル変換装置65は、エンコーダ用ケーブル67を介して多重通信装置59と接続されている。プロトコル変換装置65は、多重通信装置57,59を介してリニアスケール61のエンコーダ信号をY軸リニア用サーボアンプ46に送信する。Y軸リニア用サーボアンプ46は、プロトコル変換装置65から受信したエンコーダ信号を、フィールドネットワーク用ケーブル53を介してコントローラ45に転送する。
The
コントローラ45は、リニアスケール61のエンコーダ信号に基づいて、Y軸用リニアモータ41の回転位置等(X軸スライド機構27AのY軸方向の移動位置)を決定し、決定した制御内容をY軸リニア用サーボアンプ46に通知する。Y軸リニア用サーボアンプ46は、例えば、Y軸用リニアモータ41と動力線69で接続されており、Y軸用リニアモータ41に供給する電力を制御可能となっている。Y軸リニア用サーボアンプ46は、コントローラ45から受信した制御内容に基づいてY軸用リニアモータ41に供給する電力を制御し、Y軸用リニアモータ41の動作を制御する。ヘッド移動機構27は、Y軸用リニアモータ41の駆動に応じて、X軸スライド機構27AをY方向の任意の位置に移動させる。
The
同様に、X軸リニア用サーボアンプ47は、ヘッド移動機構27のX軸用リニアモータ43を制御する。ヘッド移動機構27には、X軸用リニアモータ43の駆動に応じてX軸方向に沿ったガイドレール上を移動するヘッド部25の位置を検出するリニアスケール71が設けられている。リニアスケール71は、エンコーダ用ケーブル73を介してプロトコル変換装置75に接続されている。プロトコル変換装置75は、エンコーダ用ケーブル77を介して多重通信装置59に接続されている。リニアスケール71のエンコーダ信号は、プロトコル変換装置75、エンコーダ用ケーブル77を介して多重通信装置59に出力される。X軸リニア用サーボアンプ47は、動力線79を介してX軸用リニアモータ43に接続されている。コントローラ45は、リニアスケール71のエンコーダ信号に基づいて、X軸リニア用サーボアンプ47からX軸用リニアモータ43に供給する電力を制御し、X軸用リニアモータ43の動作を制御する。ヘッド移動機構27は、X軸用リニアモータ43の駆動に応じて、ヘッド部25をX方向の任意の位置に移動させる。
Similarly, the X-axis
複数のロータリ型サーボモータ51(以下、「サーボモータ」という場合がある)は、例えば、各ロータリ型サーボモータ51に対応する複数の出力軸を有しており、ヘッド部25の吸着ノズルをZ軸方向へ移動、Z軸周りに回転等させる。複数のロータリ型サーボモータ51の各々に設けられたロータリエンコーダ81は、各ロータリ型サーボモータ51の回転位置などのエンコーダ信号を、エンコーダ用ケーブル83を介して多重通信装置59に出力する。多軸ロータリ用サーボアンプ48は、多重通信装置57,59を介して受信したエンコーダ信号に基づいて、複数のロータリ型サーボモータ51の各々を制御する。例えば、ロータリ型サーボモータ51は、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サーボモータである。ロータリ型サーボモータ51の各相のコイルは、動力線85を介して多軸ロータリ用サーボアンプ48に接続されている。ロータリ型サーボモータ51は、多軸ロータリ用サーボアンプ48から動力線85を通じて供給される三相交流に応じて駆動する。
The plurality of rotary servomotors 51 (hereinafter sometimes referred to as "servomotors") has, for example, a plurality of output shafts corresponding to the respective
尚、図3に示す多重通信システムの構成は、一例である。例えば、多重通信装置57,59は、ヘッド部25が備えるカメラ(パーツカメラなど)、センサ、リレー、スイッチ等のデータを、フレームデータFRMDに多重化して送受信しても良い。また、多重通信装置57,59は、プロトコル変換装置65やプロトコル変換装置75のデータのみを多重化して送受信しても良い。この場合、部品装着機20は、ロータリエンコーダ81のデータを、多重通信とは別回線で送受信しても良い。
The configuration of the multiplex communication system shown in FIG. 3 is an example. For example, the
次に、本実施形態の部品装着機20が備えるプロトコル変換装置65,75について説明する。上記したように本実施形態のリニアスケール61,71は、プロトコル変換装置65,75を介して多重通信装置59に接続されている。プロトコル変換装置65,75は、エンコーダ用ケーブル63,73で送受信されるデータの通信プロトコルと、エンコーダ用ケーブル67,77で送受信されるデータの通信プロトコルとを変換する装置である。プロトコル変換装置65,75は、互いに同様の構成となっている。このため、以下の説明では、主にプロトコル変換装置65について説明し、プロトコル変換装置75についての説明を適宜省略する。また、図3の同様の構成については、同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
Next, the
図4は、プロトコル変換装置65の接続構成を示している。図4は、説明が繁雑となるのを避けるため、多重通信(多重通信装置59,57)の図示を省略している。図4に示すように、プロトコル変換装置65は、エンコーダ用ケーブル63を介してリニアスケール61と接続されている。プロトコル変換装置65は、エンコーダ用ケーブル63を接続するための第1インタフェース91を備えている。第1インタフェース91は、例えば、RS-485通信規格のシリアル通信を実行するインタフェースである。
FIG. 4 shows the connection configuration of the
リニアスケール61は、プロトコル変換装置65との間で第1通信プロトコルCP1に準拠した通信によりデータを伝送する。第1通信プロトコルCP1は、例えば、EnDat(登録商標)の通信規格に準拠した通信プロトコルである。リニアスケール61は、第1通信プロトコルCP1のデータにより、例えば、位置情報D1、エラーメッセージD2、診断用データD3をプロトコル変換装置65との間で送受信する。尚、第1通信プロトコルCP1は、EnDat(登録商標)に限らず、リニアスケール61で利用可能な他の通信プロトコルでも良い。
The
位置情報D1は、例えば、リニアスケール61で検出したY軸方向の位置(Y座標値)等を示すエンコーダ信号である。エラーメッセージD2は、例えば、誤ったY座標位置を検出した場合のエラーメッセージ、リニアスケール61の内部パラメータの許容範囲を超える動作を検出した場合の警告メッセージなどである。また、診断用データD3は、リニアスケール61やY軸用リニアモータ41の動作状態を診断可能な(診断に用いることができる)データである。診断用データD3は、例えば、直線移動するリニアスケール61のヘッドがスケール(被読取部)を走査する動作を評価した値、リニアヘッドとスケールとの間のギャップを評価した値などである。
The position information D1 is, for example, an encoder signal indicating the position in the Y-axis direction (Y-coordinate value) detected by the
また、プロトコル変換装置65は、エンコーダ用ケーブル94を介してY軸リニア用サーボアンプ46と接続されている。このエンコーダ用ケーブル94は、図3に示すエンコーダ用ケーブル67、多重通信(多重通信装置57,59)、エンコーダ用ケーブル55を含む通信線を1つにまとめて図示したものである。プロトコル変換装置65は、エンコーダ用ケーブル94(図3の構成であればエンコーダ用ケーブル67)を接続するための第2インタフェース93を備えている。第2インタフェース93は、例えば、RS-485通信規格のシリアル通信を実行するインタフェースである。
The
プロトコル変換装置65は、Y軸リニア用サーボアンプ46との間で第2通信プロトコルCP2に準拠した通信によりデータを伝送する。この第2通信プロトコルCP2は、Y軸リニア用サーボアンプ46で利用可能な通信プロトコルであり、リニアスケール61(エンコーダ用ケーブル63)の第1通信プロトコルCP1とは異なる通信プロトコルである。第2通信プロトコルCP2は、例えば、Σ-LINK(登録商標)-Iの通信規格に準拠した通信プロトコルである。尚、第2通信プロトコルCP2は、Σ-LINK(登録商標)-Iに限らず、サーボアンプで利用可能な他の通信プロトコルでも良い。
The
プロトコル変換装置65は、通信プロトコルを変換する処理回路として、変換処理部95を備えている。変換処理部95は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)97によって構築される処理ブロックである。プロトコル変換装置65は、例えば、プロトコル変換装置65が備えるROM(図示略)からコンフィグレーション情報を読み出して変換処理部95の処理ブロックを構築する。変換処理部95は、第1インタフェース91から入力した第1通信プロトコルCP1のデータを第2通信プロトコルCP2のデータにプロトコル変換し、第2インタフェース93から出力する。
The
尚、本開示の変換処理部95を構築する論理回路は、FPGA97に限らず、例えば、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、複合プログラマブルロジックデバイス(CPLD)といった他の論理回路でも良い。また、変換処理部95は、論理回路に限らず、例えば、通信データの処理に特化した特定用途向け集積回路(ASIC)でも良い。また、変換処理部95は、CPUでプログラムを実行しソフトウェア処理によりプロトコル変換を実行しても良い。また、変換処理部95は、論理回路、ASIC、ソフトウェア処理を組み合わせた構成でもよい。
Note that the logic circuit that constructs the
ここで、本実施形態のY軸リニア用サーボアンプ46は、例えば、リニアスケール61の製造メーカとは異なる製造メーカで製造されている。そして、リニアスケール61(第1通信プロトコルCP1)でサポートされているデータの種類と、Y軸リニア用サーボアンプ46(第2通信プロトコルCP2)でサポートされているデータの種類が異なっている。この場合、プロトコル変換によって情報が消失する場合がある。
Here, the Y-axis
詳述すると、Y軸リニア用サーボアンプ46は、例えば、第1通信プロトコルCP1のデータに含まれる3つのデータ(位置情報D1、エラーメッセージD2、診断用データD3)のうち、診断用データD3をサポートしていない。このため、プロトコル変換装置65が、仮に、診断用データD3をプロトコル変換しても、第2インタフェース93から出力できない、あるいは、出力してもY軸リニア用サーボアンプ46が処理できない状態となる。診断用データD3は、通信プロトコルの違いによってプロトコル変換で消失される可能性がある。
Specifically, the Y-axis
そこで、本実施形態のプロトコル変換装置65は、プロトコル変換によって消失する可能性がある診断用データD3を別回線で出力するためのインタフェースとして、第3インタフェース99を備える。第3インタフェース99は、通信ケーブル101を介してコントローラ45と接続されている。プロトコル変換装置65は、第3インタフェース99及び通信ケーブル101を介して診断用データD3をコントローラ45へ送信する。
Therefore, the
診断用データD3を送信する通信方式は、特に限定されないが、例えば、産業用ネットワークの通信による通信方式を採用できる。ここでいう産業用ネットワークとは、例えば、EtherCAT(登録商標)である。なお、本開示の産業用ネットワークとしては、EtherCAT(登録商標)に限らず、例えば、MECHATROLINK(登録商標)-IIIやProfinet(登録商標)等の他の産業用ネットワーク(通信規格)を採用できる。FPGA97は、例えば、EtherCAT(登録商標)のスレーブとして機能するIPコアを備え、通信ケーブル101を介してコントローラ45のマスター(図示略)と通信可能となっている。FPGA97は、スレーブを制御して、EtherCAT(登録商標)の通信データの書き込み領域に診断用データD3を書き込んでコントローラ45へ送信する。コントローラ45は、マスターで受信した通信データから診断用データD3を読み出すことで診断用データD3に基づく制御が可能となる。
A communication method for transmitting the diagnostic data D3 is not particularly limited, but, for example, a communication method based on industrial network communication can be adopted. The industrial network here is, for example, EtherCAT (registered trademark). Note that the industrial network of the present disclosure is not limited to EtherCAT (registered trademark), and other industrial networks (communication standards) such as MECHATROLINK (registered trademark)-III and Profinet (registered trademark) can be adopted. The
また、通信ケーブル101は、その一部又は全部の通信が多重通信装置57,59を介した多重通信でも良い。例えば、診断用データD3を、位置情報D1、エラーメッセージD2やロータリエンコーダ81の信号などと合せてフレームデータFRMDに多重化して送信しても良い。具体的には、プロトコル変換装置65と多重通信装置59を通信ケーブル101で接続して診断用データD3を多重化する。また、多重通信装置57は、フレームデータFRMDから分離した診断用データD3をコントローラ45へ出力しても良い。また、診断用データD3を送信する通信は、有線通信に限らず、無線通信でも良い。
Further, the
図6は、比較例のプロトコル変換装置65の接続の構成を示している。図6に示すように、プロトコル変換装置65が、診断用データD3を出力するインタフェースを備えていない場合、診断用データD3がプロトコル変換装置65で破棄等されてしまう。また、仮に、第2インタフェース93から診断用データD3を出力してもY軸リニア用サーボアンプ46側で破棄等されてしまう。結果として、プロトコル変換によって第2通信プロトコルCP2でサポートされていない診断用データD3が消失する。
FIG. 6 shows the connection configuration of the
図7は、第2比較例の接続構成を示している。図7の接続構成では、リニアスケール61が、プロトコル変換を実行できる処理回路(例えば、ASIC)を備えている。リニアスケール61は、例えば、EnDat(登録商標)の通信規格に準拠した第1通信プロトコルCP1のデータを、Σ-LINK(登録商標)-Iの通信規格に準拠した第2通信プロトコルCP2に変換してからエンコーダ用ケーブル94に出力する。この場合にも、診断用データD3を出力するインタフェースがなく診断用データD3がリニアスケール61で破棄等される。また、仮にリニアスケール61から診断用データD3を出力してもY軸リニア用サーボアンプ46側で破棄等されてしまう。
FIG. 7 shows the connection configuration of the second comparative example. In the connection configuration of FIG. 7,
これに対し、図4に示すように、本実施形態のプロトコル変換装置65は、第1通信プロトコルCP1のデータ(位置情報D1、エラーメッセージD2)を、第2通信プロトコルCP2のデータに変換してY軸リニア用サーボアンプ46へ出力する。これにより、Y軸リニア用サーボアンプ46は、リニアスケール61から受信した位置情報D1と、コントローラ45からフィールドネットワーク用ケーブル53を介して入力した指令に基づいて、Y軸用リニアモータ41の電力を制御(フィードバック制御など)できる。また、コントローラ45は、Y軸リニア用サーボアンプ46からフィールドネットワーク用ケーブル53を介して入力したエラーメッセージD2に基づいて、ユーザへのエラー報知などを実行できる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
図4に示すように、例えば、コントローラ45には、通信ケーブル103を介して操作表示装置105が接続されている。通信ケーブル103は、例えば、RS-232C規格に準拠した通信を行なう通信ケーブルである。操作表示装置105は、例えば、部品装着機20の装置の前面に設けられ、タッチパネル、操作スイッチなどを備えている。コントローラ45は、Y軸リニア用サーボアンプ46から入力したエラーメッセージD2に基づいて、Y軸用リニアモータ41の動作エラーを報知するエラーメッセージや、検出位置の異常を報知する警告メッセージを操作表示装置105に表示することができる。
As shown in FIG. 4, for example, an
さらに、プロトコル変換装置65は、プロトコル変換で消失する可能性がある診断用データD3を産業用ネットワーク(通信ケーブル101)によりコントローラ45へ送信する。これにより、コントローラ45は、診断用データD3に基づいて、リニアスケール61やY軸用リニアモータ41の動作状態を判定、判定結果に基づく故障の予想等ができる。例えば、コントローラ45は、診断用データD3に基づいて、リニアスケール61やY軸用リニアモータ41の動作異常が増加していることを検知した場合、あるいは増加することが予測される(リニアスケール61の故障が発生すると予想される)場合、メンテナンスをしてほしい旨のメッセージや部品の交換を促すメッセージを操作表示装置105に表示できる。また、コントローラ45は、診断用データD3に基づいて、リニアヘッドとスケールとのギャップが変動していることを検出すると、ギャップの幅、ヘッドの固定状態等の確認をしてほしい旨を操作表示装置105に表示しても良い。また、コントローラ45は、診断用データD3に基づいて、リニアスケール61の感度の低下(出力値の低下など)を検出した場合に、感度を調整してほしい旨を操作表示装置105に表示しても良い。これにより、ユーザは、リニアスケール61やY軸用リニアモータ41の検査、調整、部品交換などの適切な保守を実行することができる。動作異常による停止を未然に防ぐことができる。
Further, the
また、本実施形態では未変換情報として、リニアスケール61の動作状態を診断した診断用データD3を用いる。これによれば、第3インタフェース99に接続したコントローラ45において診断用データD3を処理することで、リニアスケール61の動作状態を判定することができる。診断用データD3を消失していた時には検出できなかったリニアスケール61の動作異常を診断用データD3に基づいて検出することが可能となる。
Further, in this embodiment, diagnostic data D3 for diagnosing the operating state of the
尚、上記した診断用データD3に基づく処理の内容は、一例である。例えば、コントローラ45は、図1に示す管理コンピュータ15へ診断用データD3を送信しても良い。また、コントローラ45は、管理コンピュータ15へ診断用データD3に基づく判定結果を送信しても良い。また、コントローラ45は、診断用データD3に基づいて感度の低下を検出した場合、リニアスケール61が備えるアンプの増幅率等を変更して自動で感度を調整しても良い。
The content of the processing based on the diagnostic data D3 described above is an example. For example,
また、上記した第1通信プロトコルCP1及び第2通信プロトコルCP2のプロトコルの種類は、一例であり、リニアスケール61のエンコーダ信号を伝送可能な様々な通信プロトコルを採用できる。また、第1通信プロトコルCP1や第2通信プロトコルCP2で送受信されるデータの内容も一例である。本開示の未変換情報は、診断用データD3に限らない。従って、第1通信プロトコルCP1と第2通信プロトコルCP2の違いから消失する可能性のある情報で、コントローラ45などのY軸リニア用サーボアンプ46以外の装置で活用できる情報であれば、本開示の未変換情報として第3インタフェース99から外部へ送信しても良い。
Also, the types of protocols of the first communication protocol CP1 and the second communication protocol CP2 described above are examples, and various communication protocols that can transmit the encoder signal of the
また、図4に示す接続形態は、一例である。図5は、別例のプロトコル変換装置65Aの接続構成を示している。図5に示すように、例えば、プロトコル変換装置65Aをコントローラ45内に設けても良い。プロトコル変換装置65Aの第1インタフェース91と、リニアスケール61をエンコーダ用ケーブル63、即ち、リニアスケール61をコントローラ45に接続しても良い。この場合、エンコーダ用ケーブル63は、多重通信(多重通信装置57,59)を介した通信経路でも良い。あるいは、リニアスケール61と、コントローラ45とを、EnDat(登録商標)の通信規格に準拠した通信ケーブルで直接接続しても良い。
Moreover, the connection form shown in FIG. 4 is an example. FIG. 5 shows a connection configuration of another
また、プロトコル変換装置65Aの第3インタフェース99は、コントローラ45が備えるCPU107と通信バス109を介して接続されている。通信バス109は、例えば、Avalon(登録商標)バスである。CPU107は、通信バス109を介してプロトコル変換装置65Aから診断用データD3を受信可能となっている。従って、診断用データD3を送信する通信回線は、通信ケーブル101(図4参照)などの有線に限らず、通信バス109などのCPUバスでも良い。この場合にも、コントローラ45は、プロトコル変換装置65AからCPU107へ受信した診断用データD3により、リニアスケール61の動作状態を判定することができる。
Also, the
従って、本開示の第2インタフェース93としては、産業用ネットワーク又はバスを介した通信により、診断用データD3を出力するインタフェースを採用できる。これによれば、産業用ネットワーク又はバスの通信により、診断用データD3を外部の装置に出力し処理させることができる。
Therefore, as the
また、本実施形態の部品装着機20は、プロトコル変換装置65,65Aを備え、第2通信プロトコルCP2のデータ(位置情報D1、エラーメッセージD2)及び診断用データD3に基づく制御を実行する。これによれば、第2通信プロトコルCP2のデータに基づいて作業を行いながら、第2インタフェース93に接続された装置(Y軸リニア用サーボアンプ46)がサポートしていない診断用データD3を活用して動作状態の判定等の処理を実行できる。
Further, the
また、部品装着機20は、第3インタフェース99に接続され診断用データD3を入力し、入力した診断用データD3に基づいてリニアスケール61の故障を予想し、予想した結果に応じた対応を実行するコントローラ45を備える。これによれば、第3インタフェース99に接続されたコントローラ45によって、リニアスケール61の故障を予想し、予想結果に応じた適切な対応(リニアスケール61の交換を促すなど)を実行できる。例えば、リニアスケール61の故障の予告、故障を未然に防止する制御(感度調整など)、故障を未然に防ぐための具体的な対策内容の報知(ギャップの確認など)を行うことができる。
Further, the
また、部品装着機20は、Y軸用リニアモータ41と、リニアスケール61と、第2インタフェース93に接続されリニアスケール61で検出したリニアスケール信号(位置情報D1など)に基づいてY軸用リニアモータ41の動作を制御するY軸リニア用サーボアンプ46と、を備える。これによれば、リニアスケール61とY軸リニア用サーボアンプ46との間の通信を、プロトコル変換装置65でプロトコル変換しながら行う。このプロトコル変換で変換されない診断用データD3を、プロトコル変換装置65から出力する。これにより、Y軸リニア用サーボアンプ46の第2通信プロトコルCP2でサポートしていない診断用データD3がリニアスケール61の第1通信プロトコルCP1のデータに含まれていても、プロトコル変換装置65から診断用データD3として出力できる。Y軸用リニアモータ41やリニアスケール61に関する情報を、診断用データD3から検出し処理できる。
The
また、図5に示すプロトコル変換装置65Aは、例えば、通信バス109を介してエラーメッセージD2をCPU107に出力しても良い。これにより、コントローラ45は、エラーメッセージD2に基づく処理(操作表示装置105の表示処理など)を実行できる。この場合、プロトコル変換装置65Aは、エラーメッセージD2を、第1通信プロトコルCP1形式のままCPU107へ出力しても良く、第2通信プロトコルCP2に変換してからCPU107へ出力しても良い。
5 may output an error message D2 to the
また、図5に示すように、プロトコル変換装置65Aは、第2インタフェース93に接続されたエンコーダ用ケーブル111によりY軸リニア用サーボアンプ46に接続されている。エンコーダ用ケーブル111は、例えば、装置本体部21(図3参照)内に配設され、コントローラ45とY軸リニア用サーボアンプ46を接続する通信ケーブルである。プロトコル変換装置65Aは、第2通信プロトコルCP2に変換した位置情報D1を、エンコーダ用ケーブル111を介してY軸リニア用サーボアンプ46へ出力する。これにより、Y軸リニア用サーボアンプ46は、位置情報D1に基づくY軸用リニアモータ41の制御を実行できる。尚、プロトコル変換装置65Aは、エラーメッセージD2を第2通信プロトコルCP2のデータに変換し、エンコーダ用ケーブル111を介してY軸リニア用サーボアンプ46へ出力しても良い。
5, the
因みに、部品装着機20は、作業機の一例である。Y軸用リニアモータ41、X軸用リニアモータ43は、リニアモータの一例である。コントローラ45は、処理装置の一例である。Y軸リニア用サーボアンプ46、X軸リニア用サーボアンプ47は、サーボアンプの一例である。リニアスケール61,71は、変換対象の装置の一例である。診断用データD3は、未変換情報の一例である。
Incidentally, the
以上、詳細に説明した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
本実施形態の一態様では、プロトコル変換装置65は、リニアスケール61から第1通信プロトコルCP1のデータを入力する第1インタフェース91と、第1通信プロトコルCP1のデータを第2通信プロトコルCP2のデータに変換する変換処理部95と、を備える。プロトコル変換装置65は、プロトコル変換を実行しない診断用データD3を第3インタフェース99からコントローラ45へ出力する。According to the present embodiment described in detail above, the following effects are obtained.
In one aspect of the present embodiment, the
プロトコル変換装置65は、変換対象のリニアスケール61から入力した第1通信プロトコルCP1のデータを第2通信プロトコルCP2のデータに変換し第2インタフェース93から出力する。また、プロトコル変換装置65は、変換前の第1通信プロトコルCP1のデータに含まれている一方、変換後の第2通信プロトコルCP2のデータに含まれていない診断用データD3を、第3インタフェース99から出力する。これにより、変換処理部95のプロトコル変換で変換されない診断用データD3を、第3インタフェース99からコントローラ45へ出力することができる。従って、第2通信プロトコルCP2でサポートしていない情報が第1通信プロトコルCP1のデータに含まれていたとしても、その情報を未変換情報として第3インタフェース99に接続された装置へ転送できる。
The
なお、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、部品装着機20は、多重通信システム(多重通信装置57,59など)を備えなくとも良い。例えば、Y軸リニア用サーボアンプ46とプロトコル変換装置65、X軸リニア用サーボアンプ47とプロトコル変換装置75、多軸ロータリ用サーボアンプ48とロータリエンコーダ81を別々の有線ケーブルで接続しても良い。
また、上記実施形態では、本開示の変換対象の装置としてリニアスケール61,71を採用したが、これに限らない。例えば、変換対象の装置として、ロータリエンコーダ81を採用しても良い。この場合、ロータリエンコーダ81と多重通信装置59の間にプロトコル変換装置65を設け、ロータリエンコーダ81の第1通信プロトコルCP1でサポートされており、多軸ロータリ用サーボアンプ48の第2通信プロトコルCP2でサポートされていない未変換情報を、コントローラ45へ送信しても良い。
あるいは、変換対象の装置として、センサ、カメラなどを採用し、センサ等の非制御対象と、センサ等を制御する制御装置の間にプロトコル変換装置65を設けても良い。そして、プロトコル変換装置65は、制御装置でサポートしていない未変換情報を他の装置へ転送しても良い。
また、リニアスケール61,71及びロータリエンコーダ81は、例えば、位置情報などのデータをシリアルで伝送する方式(シリアル伝送方式)のエンコーダでも良く、A,B,Zの各相のパルスをパラレルに伝送する方式(パラレル伝送方式)のエンコーダでもよい。
また、上記実施形態では、本開示の作業機として、電子部品を基板17に装着する部品装着機20を例に説明したが、これに限らない。作業機として、例えば、はんだを基板17に塗布するはんだ印刷装置、切削等を行う工作機械、アームを備える多関節ロボットなどを採用しても良い。It goes without saying that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and that various improvements and modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure.
For example, the
Further, in the above-described embodiment, the
Alternatively, a sensor, a camera, or the like may be adopted as a device to be converted, and the
Further, the
Further, in the above-described embodiment, the
20 部品装着機(作業機)、41 Y軸用リニアモータ(リニアモータ)、43 X軸用リニアモータ(リニアモータ)、45 コントローラ(処理装置)46 Y軸リニア用サーボアンプ(サーボアンプ)、47 X軸リニア用サーボアンプ(サーボアンプ)、61,71 リニアスケール(変換対象の装置)、65,65A プロトコル変換装置、91 第1インタフェース、93 第2インタフェース、99 第3インタフェース、95 変換処理部、CP1 第1通信プロトコル、CP2 第2通信プロトコル。 20 component mounting machine (work machine), 41 Y-axis linear motor (linear motor), 43 X-axis linear motor (linear motor), 45 controller (processing device) 46 Y-axis linear servo amplifier (servo amplifier), 47 X-axis linear servo amplifier (servo amplifier), 61, 71 linear scale (device to be converted), 65, 65A protocol conversion device, 91 first interface, 93 second interface, 99 third interface, 95 conversion processing unit, CP1 first communication protocol, CP2 second communication protocol.
Claims (6)
前記プロトコル変換装置は、
変換対象の装置から第1通信プロトコルのデータを入力する第1インタフェースと、
前記第1インタフェースで入力した前記第1通信プロトコルのデータを第2通信プロトコルのデータに変換する変換処理部と、
前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータを出力する第2インタフェースと、
変換前の前記第1通信プロトコルのデータに含まれている情報で、前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータに含まれていない情報である未変換情報を出力する第3インタフェースと、
を備え、
前記作業機は、
前記第2通信プロトコルのデータ及び前記未変換情報に基づく制御を実行し、
前記未変換情報は、
前記変換対象の装置の動作状態を診断した診断用データであり、
前記作業機は、
前記第3インタフェースに接続され前記診断用データを入力し、入力した前記診断用データに基づいて前記変換対象の装置の故障を予想し、予想した結果に応じた対応を実行する処理装置を備える、作業機。 A working machine comprising a protocol conversion device,
The protocol conversion device
a first interface for inputting data of a first communication protocol from a device to be converted;
a conversion processing unit that converts data of the first communication protocol input through the first interface into data of the second communication protocol;
a second interface for outputting the data of the second communication protocol converted by the conversion processing unit;
a third outputting unconverted information that is information included in the data of the first communication protocol before conversion but not included in the data of the second communication protocol after conversion by the conversion processing unit; an interface;
with
The work machine is
performing control based on the data of the second communication protocol and the unconverted information;
The unconverted information is
diagnostic data for diagnosing the operating state of the device to be converted;
The work machine is
a processing device that is connected to the third interface and inputs the diagnostic data, predicts a failure of the conversion target device based on the input diagnostic data, and executes a response according to the predicted result; working machine.
前記プロトコル変換装置は、 The protocol conversion device
変換対象の装置から第1通信プロトコルのデータを入力する第1インタフェースと、 a first interface for inputting data of a first communication protocol from a device to be converted;
前記第1インタフェースで入力した前記第1通信プロトコルのデータを第2通信プロトコルのデータに変換する変換処理部と、 a conversion processing unit that converts data of the first communication protocol input through the first interface into data of the second communication protocol;
前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータを出力する第2インタフェースと、 a second interface for outputting the data of the second communication protocol converted by the conversion processing unit;
変換前の前記第1通信プロトコルのデータに含まれている情報で、前記変換処理部で変換した後の前記第2通信プロトコルのデータに含まれていない情報である未変換情報を出力する第3インタフェースと、 a third outputting unconverted information that is information included in the data of the first communication protocol before conversion but not included in the data of the second communication protocol after conversion by the conversion processing unit; an interface;
を備え、 with
前記作業機は、 The work machine is
前記第2通信プロトコルのデータ及び前記未変換情報に基づく制御を実行し、 performing control based on the data of the second communication protocol and the unconverted information;
リニアモータと、 a linear motor;
前記変換対象の装置としてのリニアスケールと、 a linear scale as the device to be converted;
前記第2インタフェースに接続され、前記リニアスケールで検出したリニアスケール信号に基づいて前記リニアモータの動作を制御するサーボアンプと、 a servo amplifier connected to the second interface for controlling the operation of the linear motor based on the linear scale signal detected by the linear scale;
を備える、作業機。 A working machine.
前記第3インタフェースは、 The third interface is
産業用ネットワークを介した通信により前記コントローラへ前記未変換情報を送信する、請求項2に記載の作業機。 The working machine according to claim 2, wherein said unconverted information is transmitted to said controller by communication via an industrial network.
前記プロトコル変換装置は、 The protocol conversion device
前記コントローラ内に設けられ、 provided within the controller;
前記第3インタフェースは、 The third interface is
バスを介した通信により前記CPUへ前記未変換情報を送信する、請求項2に記載の作業機。 3. The work machine according to claim 2, wherein said unconverted information is transmitted to said CPU by communication via a bus.
前記変換対象の装置の動作状態を診断した診断用データである、請求項2乃至請求項4の何れか1項に記載の作業機。 The work machine according to any one of claims 2 to 4, wherein the data is diagnostic data used to diagnose an operating state of the device to be converted.
産業用ネットワーク又はバスを介した通信により、前記未変換情報を出力する、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の作業機。 The work machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the unconverted information is output by communication via an industrial network or bus.
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