JPH02110799A - 位置検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は位置検出システムに係り、特に複数の位置検出
器を用いて位置検出を行なうシス７ムに用いて好適な位
置検出システムに関−４６゜従来の技術 例えば多関節型の工業用ロボットでは、アームや支柱等
の位置を各関節（軸）毎に検出し、その位置が所定位置
と異なっている場合には主制御ｌ１ｖｔ置がこれを検知
し位置補正をする構成のものが知られている。よって、
この種の工業用ロボットには、上記位置検出を行なうた
めの位置検出システムが設けられている。

第１１図に従来における位置検出システム１の一例を示
す。同図に示す位置検出システム１は、６台の位置検出
器２ａ〜２ｆ（位置検出器２ｄ。

２ｅは図示せず）と、主制卸装置３とにより構成されて
おり、６箇所の位置検出を行ない得るものである。また
、各位置検出器２ａ〜２ｆは、夫々独立した状態で通信
線４ａ〜４ｆにより主制御装置３と接続されていた。

尚、第１２図は位置検出器２の要部構成図であり、大略
してセンサ部５と回路部６とによりなり、常に位置デー
タを出力し続１プる構成とされていた。

発明が解決しようとする課題 しかるに上記従来の位置検出システム１では、各位置検
出器２ａ〜２ｆは夫々独立した状態で主制御装置３に接
続されていたため、位置検出器２ａ〜２ｆの数に対応し
て通信線４８〜４ｆが必要となり、配線数が増大してし
まうという課題があった。特に、昨今の工業用ロボット
のように狭所作業等に適用すべく自由度を増した多関節
型［１ポツトでは、位置検出を行なう箇所が多くなり上
記課題は重要な問題となる。

また、主制御装置３においては、各位置検出器２ａ〜２
ｆｆｊ５に入出力ボート（Ｉ１０ボート）７ａ〜７ｆや
インターフェースを設ける必要があり、主制御装置３の
構成も複雑化してしまうという課題があった。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたものであり、少な
い通信線数で多数の位置検出器を主Ｉ制御装置に接続し
つる構成とした位置検出システムを提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明では、位置検出システ
ムを、 位置検出センサと、この位置検出センサから供給される
信号より位置データを生成してこれを出力する出力回路
とを有してなる複数の位置検出器と、 この位置検出器から位置データが供給され、この位置デ
ータに基づき他の装置・機器の制御を行なう主制御装置
と、 上記複数の位置検出器と主制御装置とを直列に接続し、
上記位置データを位置検出器から主制御装置に転送する
通信線と、 上記複数の位置検出器の内、一の位置検出器のみが択一
的に上記出力回路より上記通信線に対し位置データを送
り込むよう上記位置検出器を制御する信号供給制御手段
とにより構成した。

作用 位置検出システムを上記構成とすることにより、位置検
出器と主制御装置は通信線により直列に接続されるため
、位置検出器が多数制御Ｉｉｉ置に接続されても通信線
は１本で足る。また、通信線が１木で湾むことによりＥ
ｌ、　！ＩＩ　ｔａｌｌ　ＲｉＷに設【ノられるＩ１０
ボートやインターフェースもこれに対応して１台で済む
。

実施例 次に本発明の実施例について図面と共に説明する。Ｍ１
図は本発明の第１実施例である位置検出システム８の構
成図である。

同図に示す位置検出システム８は、６台の位置検出器９
ａ〜９ｆ、主制御装置１０．アドレス用通信線１１及び
データ用通信線１２とにより構成されており、例えば工
業用ロボットに組込まれアーム、支柱等の位置検出を行
なうものである。

各位置検出器９ａ〜９ｆは同一構成とされており、その
構造を第２図に示す。位置検出器９は大略すると［ンサ
部１３と回路部１４とにより構成されている。センサ部
１３は、例えば位置検出を行なおうとする部材（例えば
ロボットのアーム）に接続される入力軸１５、この入力
軸１５に取付けれたロータリエンコーダ１６、このロー
タリエンコーダ１６と協働して入力軸１５の回転に同期
した検出信号を生成するセンサ１フ等にＪ、り構成され
ている。センサ部１３の＃ｌＩ造は特に上記の構造に限
定されるものではなく、被検出部材に接続され位置検出
信号を生成できれば他の構成で〜ｂ良い。例えば、アブ
ソリコート■ン］−ダ、レゾルバ等の絶対位置検出セン
サやインクリメンタル１ンコーダとカウンタ回路とを組
み合わせた擬似絶対位置検出センサ等の利用が考えられ
る。

回路部１４は、変換回路１８．出力回路１９及び制師回
路２０等より構成されている。変換回路１８はセンサ１
７より位置検出信号が供給され、この位置検出信号を所
定の演粋処理を行なうことにより被検出部材の位置を示
す位置データに変換する。この位置データは出力回路に
供給される。

出力回路は、接続されているデータ用通信線１２に位置
データが転送され得るよう搬送波との重畳処理や増幅処
理を行なう回路である。また、この出力回路１９内には
スイッヂ回路も合わせて組込まれており、後述する制御
回路２ｏより出力許可信号が入来した時のみスイッチｌ
！！回路を開成し、位置データをデータ用通信線１２に
供給し得る構成とされている。

制御回路２０は、アドレス比較回路２１．メモリ２２等
より構成されている。アドレス比較回路２１はアドレス
用通信線１１により主制御装置１０と接続されている。

またメモリ２２には各位置検出器９８〜９ｆに対応した
異なったアドレス（識別データ）が記憶されている。そ
してアドレス比較回路２１は、主制御ｌｌ装置１ｏがら
メモリ２２に記憶されているアドレスと同じアドレス信
号が供給されると出力回路１９に対して出力許可信号を
供給する構成とされている。

ここで上記構成の位置検出器９の動作について第３図の
フローチャートを用いつつ説明する。センサ部１３では
常に被検出部材の位置検出を行なっており（ステップ１
．以下Ｓ１と…り）、従って位置検出信号は常時出力回
路１９に供給され位置データが生成されている（Ｓ２）
。しかるに、出力回路１９内のスイッヂ回路は前記のよ
うに通常時開成されているため、位置データはデータ用
通信線１２に供給されることはない。

一方、制御回路２０内のアドレス比較回路２１は常時主
制御装置１０からアドレス信号が供給されたか否かを判
断しており（Ｓ３）、アドレス信号が入来すると、当該
アドレス信号がメモリ２２に記憶されているアドレスと
一致するか否かを判断する（Ｓ４）。そして、入来した
アドレス信号がメモリ２２に記憶されているアドレスと
一致する場合には、出力回路１９に対し出力許可信号を
供給する（Ｓ５）。出力回路１９は、出力許可信号が入
来するとスイッヂ回路は閉成し位置データはデータ用通
信線１２に出力される（Ｓ６）。尚、アドレス信号の入
来がない時及び入来したアドレス信号がメモリ２２に記
憶されているものど異なる場合には、位置検出器９は８
１〜Ｓ４の処理を繰返し実行する。

再び第１図に戻って説明する。主制御装置１゜は、前記
した位置検出器９ａ〜９ｆが接続されると共に、これが
組込まれる工業用ロボットの各構成部を駆動するモータ
部（図示せず）が接続されており、工業用ロボットの駆
動を統括制御する装置である。その主制御装置１０は、
工業用ロボットの駆動制御を行なうにあたり、ある構成
部（例えばアーム）の位置を知りたい時には、アームの
位置検出を行なう位置検出器（例えば位置検出器９ａが
アームの位置検出を行なっているとする）に、位置検出
器９ａに対応するアドレス信号をアドレス用通信線に出
力する。すると各位置検出器９８〜９ｆは夫々第３図を
用いて説明した処理を実行し、位置検出器９ａのみが位
置データをデータ用通信線１２に出力する。その位置デ
ータはＩ１０ポート２３を介して主制御装置１０に供給
され、この位置データに基づき主制御装［１１０内のＣ
ＰＵは演算処理等を行ない工業用ロボットの駆動制御を
行なう制御信号を生成し、これをモータ等に供給する。

上記位置検出器９８〜９ｆと主制御装ｖ１０は、アドレ
ス用通信線１１及びデータ用通信線１２により接続され
ている。また各通信線１１．１２は、位置検出器９８〜
９ｆと主制御装置１０が直列に接続されるよう配設され
ている。特にデータ用通信線１１は、従来のように各位
置検出器２ａ〜２ｆ（第１１図に示す）毎に通信線４ａ
〜４ｆを配線する並列接続と異なり、１本の通信線で済
むため配線数を大幅に低減することができ、また配線工
数の低減をも実現できる。更に配線数が減ることにより
、配線に起因した事故及び故障の発生を防止できるため
、位置検出システム８としての信頼性を向上することが
できる。また、主！ｌＩＩ［ｌ装置１０内に設けられる
Ｉ１０ポート２３もデータ用通信線１１に対応して１個
で済み、主制御装置１０の構成の簡素化も図ることがで
きる。

また、データ用通信線１２を１本としても、本発明の位
置検出システム８は、上記のように各位置検出器９ａ〜
９ｆに夫々異なるアドレス付番プを行ない、主制御装置
１０が必要とする位置検出器のアドレス信号をアドレス
用通信線１１に供給することにより、当該位置検出器の
みから択一的に位置データが主制御装置１０に入来する
構成であるため、何ら不都合は生じない。

尚、位置検出システム８では、データ用通信線１２で同
時に多数の位置データを転送することはできない。しか
し、位置検出システム８は工業用ロボット等の機械動作
の位置検出に用いて好適なものであり、このような位置
検出の場合同時に複数の位置データが必要となることは
なく、また位置データの転送速度は、機械動作の速度に
対し高速であるため、このことからも上記の点は問題と
はならない。

次に本発明の第２実施例について第４図乃至第６図を用
いて説明する。尚、第１実施例で示した構成と同−構成
及び同一処理については各図に同一符号を付してその説
明を省略する（以下に述べる各実施例においても同様）
。

本実施例に係る位置検出システム２４は、１本の共用通
信線２５を用い、この共用通信線２５に主制御装置１０
からのアドレス信号と、位置検出器２６ａ〜２６ｆから
の位置データとが共に転送されるよう構成することによ
り、更に通信線の数を減らしたものである。

第５図に位置検出システム２４に設けられる位置検出器
２６を示す。この位置検出器２６では、制御装Ｍ２７に
アドレス比較回路２１．メモリ２２に加えて入力回路２
８が設けられている。第１実施例ではアドレス信号が直
接各位置検出器９ａ〜９ｆに供給される構成であったた
め、この信号を直接アドレス比較回路２１に供給するこ
とができたが、位置検出システム２４は双方向信号ケー
ブルである共用通信線２５を用いており、従ってアドレ
ス信号もＩ１０ボート２３で搬送波に重畳された状態で
転送される。よって、この信号を直接アドレス比較回路
２１に供給することができず、入力回路２８にてアドレ
ス信号に戻した上でアドレス比較回路２１に供給される
。第６図は位置検出器２４の動作を示すフローヂャート
であ１す る。位置検出器２４は第３図で説明した処理と略同様の
処理を行なうが、前記のように入力回路２８が設けられ
たため、Ｓ３においてアドレス信号を受信した時、この
アドレス信号をアドレス比較回路２１に供給し得る信号
に変換する処理（Ｓ７）が追加されている。

上記構成の位置検出システム２４によれば、１本の共用
信号線２５で位置データ及びアドレス信号を転送できる
ため、更に配線数は削減されシステムの信頼性が向上す
る。

次に、本発明の第３実施例について第７図及び第８図を
用いて説明する。本実施例に係る位置検出システム２９
は、データ用通信線１２は第１実施例で示した構成と同
様とすると共に、各位置検出器３０８〜３０ｆ毎にアド
レス用通信線３１８〜３１ｆを配設したことを特徴とす
るものである。

第８図に位置検出システム２９に設けられる位置検出器
３０を示す。位置検出システム２９では、アドレス用通
信線３１８〜３１ｆが各位置検出器３０８〜３０ｆ毎に
設りられており、主制御装置１０からは直接出力許可信
号が各位置検出器３０ａ〜３０ｆに択一的に供給される
よう構成されている。従って、アドレス用通信線３１ａ
〜３１１゛は直接出力回路１９に接続されている。

上記構成の位置検出システム２９では、各（Ｑ置検山型
３０８〜３０ｆ毎にアドレス用通信線３１８〜３１ｆを
設ける必要はあるが、位置検出器３０内に第１及び第２
実施例と異なり制御回路２０゜２７を設ける必要がなく
なり、位置検出器３０８〜３０ｆの構造の簡単化を図れ
ることができる。

一般に制御回路２０．２７は高価であり、またプログラ
ム設計も面倒なものであるため、位置検出器３０の配設
個数が少ない場合には、本実施例に係る位置検出システ
ム２９の利益は大である。

次に、本発明の第４実施例について第９図及び第１０図
を用いて説明する。本実施例に係る位置検出システム３
２は、主制御装置１０と位置検出器３３８〜３３ｆを１
木のデータ用油（Ｅ’＋線３４により直列に接続すると
共に、位置検出器３３の制御回路３５内に同期回路３６
．始動回路３７．りロック３８．メモリ３９を設けたこ
とを特徴とする。

メモリ３９には、位置データを主副ｍ装置１０に向は出
力するタイミングがプログラムとして記憶されており、
同期回路３６はクロック３８から供給される一定周波数
のクロックパルスに基づぎ、メモリ３９に記憶されてい
るプログラムに従い出力回路１９に向番ノ出力許可信号
を供給する構成とされている。従って、各位置検出器３
３ａ〜３３ｆは、夫々独自のプログラムを各メ七り３９
に記憶している。この構成の位置検出システム３２では
、工業用ロボットの始動のタイミングと、各位置検出器
３３８〜３３ｆの始動のタイミングを高精度に一致させ
る必要がある。この始動時における時間のずれは、その
後にお番ノる位置検出器３３８〜３３ｆから構成される
装置データの出力タイミングのずれとなり補正を行なう
ことができない。このため、本実施例では主制御装置１
０が始動（即ち、工業用ロボットが始動）すると同時に
、データ用通信線３４を用いて４；制御装置１０から各
位置検出器３３ａ〜３３ｆに向は始動信号が供給される
構成となっている。位置検出器３３の制御！１１１ｎ！
１路３５内の始動回路３７は、この始動信号が供給され
ることにより同期回路３６．メモリ３９．クロック３８
を始動させる。これにより、主副ｍ装置１０及び各位置
検出器３３ａ〜３３ｆはηいに同期のとれた動作を行な
うことになり、データ用通信線３４には各位ｌ検出器３
３ａへ一３３ｆより各内蔵されたプログラムに従って位
置データが送り込まれ主制御装置１０に供給される。

尚、上記各実施例では位置検出システム８゜２４．２９
．３２を工業用ロボットに適用した例をあげて説明した
が、これに限らず、他の位ｎ検出を必要とする機構・装
置に対しても適用できることは勿論である。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、通信線が複数の位置検出
器及び主制御装置間に直列に配設されるため、配線数が
大幅に削減されると共に配線り数を低減することができ
、また配線に起因しｌこ故障等も少なくなるためシデス
ムの信頼性を向上させることができ、加えて従来のよう
に各通信線毎に主制御装置１１１０ボートやインターフ
ェースを設参ノる必要はなくなり主制御装置の構成の簡
素化を図ることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例である位置検出システムの
構成図、第２図は第１図に示すシステムに組込まれる位
置検出器の構成図、第３図は第２図に示す位置検出器の
動作を説明するためのフローチャート、第４図は本発明
の第２実施例である位置検出システムの構成図、第５図
は第４図に示すシステムに組込まれる位置検出器の構成
図、第６図は第５図に示す位置検出器の動作を説明する
ためのフローチャート、第７図は本発明の第３実施例で
ある位置検出システムの構成図、第８図は第７図に示す
システムに組込まれる位置検出器の構成図、第９図は本
発明の第４実施例である位置検出システムの構成図、第
１０図は第９図に小すシステムに組込まれる位置検出器
の構成図、第１１図は従来の位置検出システムの一例の
構成図、第１２図は第１１図に示すシステムに組込まれ
る位置検出器の構成図である。 ８．２４．２９．３２・・・位置検出システム、９゜９
ａ〜９ｆ、２６．２６ａ　〜２６ｆ、３０．３０ａ〜３
０ｆ、３３．３３ａ−３３ｆ−・・位置検出器、１０・
・・主制御装置、１１．３１ａ−３１ｆ・・・アドレス
用通信線、１２．３４・・・１−夕用油イ１）線、１７
・・・センサ、１８・・・変換回路、１９・・・出力回
路、２０．２７．３５・・・制御回路、２５・・・共用
通信線。 特許出願人　　ト　キ　」　株式会着 ８位置検出システム 制御信号 １位置検出器 第 図 制御信号 ２６位置検出器 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 位置検出センサと、この位置検出センサから供給される
   信号より位置データを生成してこれを出力する出力回路
   とを有してなる複数の位置検出器と、 該位置検出器から位置データが供給され、この位置デー
   タに基づき他の装置・機器の制御を行なう主制御装置と
   、 上記複数の位置検出器と主制御装置とを直列に接続し、
   上記位置データを位置検出器から主制御装置に転送する
   通信線と、 上記複数の位置検出器の内、一の位置検出器のみが択一
   的に上記出力回路より上記通信線に対し位置データを送
   り込むよう上記位置検出器を制御する信号供給制御手段
   とにより構成される位置検出システム。