JPH10275006A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ通信に要する信号線の数を少なくし、
信号線の取り廻し自由度向上、データの信頼性低下の防
止等を図り得る工業用ロボットを提供する。 【解決手段】 第１軸〜第３軸位置検出器４−１〜４−
３に対し、それぞれに対応する第１軸〜第３軸モータド
ライバ７−１〜７−３が設けられた３軸サーボシステム
を有する工業用ロボットにおいて、すべての位置検出器
とモータドライバを１系統の信号線であるシリアル通信
線５によってディジーチェーン接続する。そして、各位
置検出器とモータドライバの組におけるデータ通信を、
位置検出器のアドレス指定ビットを含むパケット状のリ
クエスト信号と位置データ信号とによって行い、各種エ
ラー発生の有無について判断しつつ、位置データ取得や
エラー処理等を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリアル通信によっ
て可動部の動作状態についてのデータ通信を行う工業用
ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーボモータ、位置検出器及びモータド
ライバからなるサーボシステムを具備した工業用ロボッ
トにおいては、位置検出器からモータドライバへの位置
データ伝達を高速のシリアル通信によって行うものが知
られている。かかる工業用ロボットでは、サーボモータ
の駆動力によって可動部が動作し、その動作量（回転角
度位置）がアナログデータやパルスデータからなる位置
データとして位置検出器により検出される。そして、該
位置データはディジタルデータに変換され、専用の高速
シリアル通信によって制御装置内のモータドライバへ送
信される。

【０００３】従来の工業用ロボットにおいては、シリア
ル通信により位置データを伝達する場合、位置検出器と
モータドライバとが１対１で通信を行う必要があること
から、ロボットに設けられた位置検出器とモータドライ
バの組の数に応じて位置データ伝達用の信号線（シリア
ル通信線）を設けることとしていた。そして、それぞれ
の位置検出器とモータドライバの組を非同期で動作さ
せ、それぞれの組において、それぞれの信号線を介して
モータドライバからの位置データ取得要求、位置検出器
からの位置データ送信等が行われていた。

【０００４】このようなシリアル通信による位置データ
伝達によれば、位置データをアナログデータやパルスデ
ータのままパラレル通信によって伝達する場合に比べて
信号線の本数を減らすことができ、配線の簡略化を図る
ことができる。又、これはデータの信頼性向上にも効果
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の工業用ロボットでは、位置検出器とモータドライバ
の組の数、すなわち、軸の数に応じて信号線を設ける必
要がある。このため、工業用ロボットのような多軸制御
機器では、軸の数に応じて信号線の数が増加し、信号線
の取り廻し自由度が低下すると共に、各信号線のひね
り、曲げ、振動、接触等によってデータの信頼性も低下
するという問題点を有していた。

【０００６】又、通常、上記信号線は、使い勝手や組立
のし易さ、メンテナンス性、可搬性等を重視して、制御
装置側とロボット側とを接続するケーブル、ロボット内
で位置検出器と前記ケーブルの接続部とを接続する内部
配線ケーブル及びこれらケーブルの各接続部に設けられ
たコネクタによって構成される。従って、上述のように
信号線の数が増えることにより、前記ケーブル及びコネ
クタの組立や配線に要する工数の増加、コネクタ接続に
おける信頼性の確保等も問題となっていた。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、工業用ロボットにおけるデータ通信に要する信
号線の数を少なくすることを可能とし、信号線の取り廻
し自由度の向上を図ることができると共に、信号線のひ
ねりや曲げ等によるデータの信頼性低下を防止すること
ができ、同時に、信号線を設けるのに要する工数を削減
することができ、かつ、接続部の信頼性を容易に確保す
ることができる工業用ロボットを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の可動部
を有し、制御装置が前記複数の可動部の動作をそれぞれ
指示する工業用ロボットにおいて、前記複数の可動部と
前記制御装置との間に設けられた一系統の信号線と、前
記複数の可動部の各々に対応して設けられ、可動部の動
作状態を検出する複数の検出手段と、前記制御装置内
に、前記複数の検出手段の各々に対応して設けられ、可
動部の駆動を制御する複数の駆動制御部とを有し、前記
複数の検出手段は、各々、前記信号線を介して前記制御
装置から指示信号を受け、当該指示信号が自己を特定し
て検出結果を要求するものである場合に、自己を特定す
るデータを付した検出結果信号を前記信号線に出力し、
前記複数の駆動制御部は、各々、自己が対応する検出手
段を特定するデータを付した前記指示信号を前記信号線
に出力すると共に、前記信号線を介して前記検出結果信
号を受け、当該検出結果信号に付された前記データによ
り自己が対応する検出手段からの検出結果信号を選別し
て検出結果を得ることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】

＜構成＞ （１）全体構成 以下に図面を参照して本発明の一実施形態について説明
する。図１は本発明の一実施形態による工業用ロボット
の全体構成を模式的に示した図である。

【００１０】図において、１はロボット本体であり、第
１軸、第２軸及び第３軸の３つの軸（図示略）を有し、
各軸に対応する可動部（図示略）が動作してワークに対
して作業を行う。ここでは、説明の簡略化のため、この
ようにロボット本体１の軸数が３である３軸サーボシス
テムを具備した工業用ロボットを例として説明すること
にする。

【００１１】２−１、２−２、２−３は、それぞれ、上
記第１軸、第２軸、第３軸に対応する第１軸サーボモー
タ、第２軸サーボモータ、第３軸サーボモータである。
これらのサーボモータは、ロボット本体１内に設けられ
ており、それぞれの出力軸において発生される駆動力が
減速機やベルト、リンク、ツール等を介して伝達され、
各軸に対応する可動部を動作させる。又、各サーボモー
タには、モータ動力線３−１、３−２、３−３が接続さ
れており、これらの接続線を介して駆動力発生のための
動力を供給される。

【００１２】４−１、４−２、４−３は、それぞれ、第
１軸サーボモータ２−１、第２軸サーボモータ２−２、
第３軸サーボモータ２−３に取り付けられた第１軸位置
検出器、第２軸位置検出器、第３軸位置検出器である。
これらの位置検出器は、それぞれが取り付けられたサー
ボモータの出力軸の回転位置と回転数を検出し、その検
出結果に基づいて各可動部の位置データを生成する。そ
して、該位置データをシリアル信号形式でシリアル通信
線５へ出力し、制御装置６へ送信する。尚、これら位置
検出器の内部構成については、後に詳細に説明する。

【００１３】シリアル通信線５は、第１軸位置検出器４
−１、第２軸位置検出器４−２及び第３軸位置検出器４
−３と、制御装置６内の第１軸モータドライバ７−１、
第２軸モータドライバ７−２及び第３軸モータドライバ
７−３との間を接続する信号線である。このシリアル通
信線５は、ロボット本体１と制御装置６との間を結ぶ１
本の信号線からなり、両端部がロボット本体１内と制御
装置６内で分岐して各位置検出器及び各モータドライバ
と接続されている。このようにして、１系統の信号線で
あるシリアル通信線５に対し、すべての位置検出器とモ
ータドライバがディジーチェーン接続されている。

【００１４】制御装置６は、ロボット本体１の各可動部
の動作を制御する制御装置であり、第１軸モータドライ
バ７−１、第２軸モータドライバ７−２及び第３軸モー
タドライバ７−３と、所定の制御演算を行う制御基板等
（図示略）からなる。この制御装置６内の制御基板は、
一定時間Ｔt毎に各モータドライバを介して各位置検出
器からの位置データを受け、これに基づいて各サーボモ
ータへの動作指令信号を算出して出力する。尚、ここに
いう一定時間Ｔtとは、制御装置６がロボット本体１を
ディジタル制御する制御サンプリング周期のことであ
る。

【００１５】第１軸モータドライバ７−１、第２軸モー
タドライバ７−２、第３軸モータドライバ７−３は、そ
れぞれ、第１軸、第２軸、第３軸のサーボモータと位置
検出器に対応して設けられたモータドライバである。各
モータドライバは、位置検出器との間の通信処理を行う
通信処理部を有しており、対応する位置検出器に対し
て、一定時間Ｔs毎に位置データの取得を要求するリク
エスト信号を出力し、このリクエスト信号がシリアル通
信線５を介して各位置検出器へ伝達される。又、対応す
る位置検出器が出力した位置データをシリアル通信線５
を介して受け、所定の信号形式にして上記制御基板へ供
給する。

【００１６】ここで、上述した各モータドライバと位置
検出器の組はそれぞれ非同期に動作し、上記制御サンプ
リング周期の間に、各モータドライバと位置検出器の組
が、順次位置データ取得要求及び位置データ送信或いは
これらに加えてデータエラー時のリトライ等を行う（詳
細は後述）。このため、上記一定時間Ｔsは制御サンプ
リング周期よりも十分短い時間に設定されており、各機
器に設けられた送信機や受信機及びシリアル通信線５等
の通信速度も十分高速なものとなっている。例えば、Ｔ
sとしては２５０μｓ、通信速度としては５Ｍｂｐｓ程
度である。

【００１７】又、各モータドライバは、それぞれが対応
するサーボモータに接続されたモータ動力線（３−１、
３−２、３−３）とも接続されている（図示略）。そし
て、上記制御基板から出力される動作指令信号を、当該
動作指令信号に従ってサーボモータを駆動させる電流に
変換し、各モータ動力線を介して各サーボモータへ供給
する。

【００１８】（２）位置検出器の内部構成 次に、上記第１軸位置検出器４−１、第２軸位置検出器
４−２及び第３軸位置検出器４−３の内部構成について
詳細に説明する。図２は位置検出器の内部構成ブロック
図である。尚、各軸の位置検出器には格別の差異はな
く、皆同様の内部構成となっているので、図２には１つ
の位置検出器の内部構成のみを示す。

【００１９】図において、レゾルバ１０は、サーボモー
タ出力軸の回転位置を検出するレゾルバであり、検出し
た回転位置をアナログ信号でＡ／Ｄ変換回路１１へ出力
する。Ａ／Ｄ変換回路１１は、レゾルバ１０からのアナ
ログ信号を受け、これをディジタルデータに変換して出
力する。又、このＡ／Ｄ変換回路１１は、レゾルバ１０
の検出結果について異常があるか否かを判断する機能を
具備しており、受けたアナログ信号に異常がある場合に
は、エラー信号を出力する。

【００２０】回転検出回路１２は、サーボモータ出力軸
の回転を検出する回路であり、サーボモータ出力軸が１
回転する度にカウンタ回路１３へパルス信号を出力す
る。カウンタ回路１３は、回転検出回路１２からのパル
ス信号を受け、これによりサーボモータ出力軸の回転数
をカウントして出力する。又、このカウンタ回路１３
は、回転検出回路１２の検出結果について異常があるか
否かを判断する機能を具備しており、受けたパルス信号
に異常がある場合には、エラー信号を出力する。

【００２１】位置検出回路１４は、Ａ／Ｄ変換回路１１
から出力された回転位置（ディジタルデータ）と、カウ
ンタ回路１３から出力された回転数とを受け、これらに
基づいてサーボモータが動作させる可動部の位置を算出
して位置データを生成する回路である。

【００２２】尚、上記Ａ／Ｄ変換回路１１、カウンタ回
路１３及び位置検出回路１４には、タイマ１５によって
動作クロックが供給される。そして、これらの回路は該
動作クロックに同期して上述の動作を行う。

【００２３】シリアル通信回路１６は、位置検出回路１
４において生成された位置データをシリアル信号形式に
変換して出力する回路である。このシリアル通信回路１
６は、タイマ１２から動作クロックが供給される度に位
置データをシリアル信号形式に変換し、その変換した位
置データ信号を出力用の位置データとして保持してい
る。すなわち、動作クロックが供給される度に出力用の
位置データを更新しているのである。そして、上記リク
エスト信号を受け、該リクエスト信号が自己に対するも
のであるか否かを判断し、自己に対するものであった場
合、そのときに保持している位置データ信号をシリアル
通信線５へ出力する。尚、このような動作を行うため
に、タイマ１２の動作クロックは上記一定時間Ｔsより
十分短く、位置検出器とモータドライバとが非同期に動
作するようになっている。

【００２４】又、シリアル通信回路１６には、Ａ／Ｄ変
換回路１１及びカウンタ回路１３が出力したエラー信号
も入力される（図中の「異常」参照）。そして、エラー
信号が入力されているときにリクエスト信号を受けた場
合には、その旨の情報に相当するデータを出力する。更
に、シリアル通信回路１６は、モータドライバから要求
があったとき等、必要に応じてＡ／Ｄ変換回路１１及び
カウンタ回路１３をリセットする（図中の「リセット」
参照）。

【００２５】（３）データ通信の態様 続いて、本工業用ロボットにおけるデータ通信の態様に
ついて説明する。本工業用ロボットにおいては、上述し
たように３つの位置検出器と３つのモータドライバが１
系統のシリアル通信線５にディジーチェーン接続されて
おり、シリアル通信線５がすべての軸についての共通の
データ通信用信号線となっている。このため、送受信さ
れる通信データに通信の相手方を示すアドレス情報を付
加する。図３にかかる通信データの一態様を示す。

【００２６】図３においては、上段がモータドライバか
ら位置検出器へのリクエスト信号に含まれるデータを示
し、下段が位置検出器からモータドライバへの位置デー
タ信号に含まれるデータを示している。この図に示すよ
うに、位置検出器とモータドライバとの間で授受される
通信データは３２ビットのパケット状の構成となってお
り、第４ビット（図中のビット３）〜第６ビット（図中
のビット５。以下同様）にて通信の相手方を示すアドレ
ス情報を含ませるようになっている。このような通信デ
ータを用いることとして、それぞれの位置検出器、モー
タドライバに対し、アドレスを設定する。

【００２７】ここで、図４を併せて参照しつつ、図３に
示した通信データ態様の各ビット情報について説明す
る。図４は、図３に示した通信データ態様における通信
データの一例を示しており、第１軸モータドライバ７−
１が第１軸位置検出器４−１に位置データの取得を要求
するリクエスト信号（上段）と、該リクエスト信号に応
答して第１軸位置検出器４−１が第１軸モータドライバ
７−１へ送信する位置データ信号（下段）とに相当する
ものである。

【００２８】まず、リクエスト信号に含まれるビット情
報について説明する（図３及び図４の上段参照）。第１
ビット〜第３ビットはスタートビットであり、これらは
通信仕様に固有の値で、例えば図４に示すように“０１
０”とする。第４ビット〜第６ビットはアドレス指定ビ
ットであり、第１軸〜第３軸位置検出器４−１〜４−３
のいずれかを指定するアドレスに応じたビット列とす
る。図４上段の例では“００１”となっており、これが
第１軸位置検出器４−１のアドレスに相当する。尚、第
７ビット〜第２６ビット（図中Ｄ19〜Ｄ0）は、リクエ
スト信号においては使用しない。

【００２９】第２７ビット及び第２８ビットはコントロ
ール信号ビットであり、当該パケットに含まれた信号が
如何なる信号であるかを示すビット列とする。図４上段
の例では、“１０”となっており、これがリクエスト信
号であることを示している。第２９ビット〜第３１ビッ
トはＣＲＣ信号ビットであり、パケットのデータエラー
を検出するための巡回冗長検査符合とする。第３２ビッ
トはストップビットであり、図４の例では“１”であ
る。

【００３０】以上述べたようなリクエスト信号がモータ
ドライバから出力され、シリアル通信線５を介して第１
軸〜第３軸のすべての位置検出器と当該モータドライバ
以外の２つのモータドライバへ送信される。そして、す
べての位置検出器及び前記２つのモータドライバが該リ
クエスト信号を受信し、アドレス指定ビットにより、自
己に対して送信された信号か否かを判断する。

【００３１】このとき、自己に対する信号でないと判断
した位置検出器においては、リクエスト信号は無視され
る。又、前記２つのモータドライバにおいては、いずれ
も自己に対する信号でないと判断され、リクエスト信号
は無視される。

【００３２】一方、自己に対するリクエスト信号である
と判断した位置検出器は、そのときに保持している図３
下段に示すような位置データ信号を、シリアル通信線５
を介して第１軸〜第３軸のすべてのモータドライバと当
該位置検出器以外の位置検出器へ送信する。

【００３３】図４の例では、第１軸〜第３軸のすべての
位置検出器と、第２軸モータドライバ７−２及び第３軸
モータドライバ７−３へ図４上段のリクエスト信号が送
信され、第２軸位置検出器４−２、第３軸位置検出器４
−３、第２軸モータドライバ７−２及び第３軸モータド
ライバにおいては、該リクエスト信号は無視される。そ
して、第１軸位置検出器４−１のみが、そのときに保持
している図４下段に示すような位置データ信号を、第１
軸〜第３軸のすべてのモータドライバと、第２軸位置検
出器４−２及び第３軸位置検出器４−３へシリアル通信
線５を介して送信する。

【００３４】次に、上述のようにして位置検出器から送
信される位置データ信号のビット情報について説明する
（図３及び図４の下段参照）。位置データ信号において
は、第１ビット〜第３ビットのスタートビット、第２９
ビット〜第３１ビットのＣＲＣ信号ビット、第３２ビッ
トのストップビットは、上記リクエスト信号と同様であ
る。

【００３５】第４ビット〜第６ビットのアドレス指定ビ
ットは、送信側である位置検出器の自己アドレスに応じ
たビット列とする。従って、図４下段の例では、第１軸
位置検出器４−１のアドレス“００１”とする。

【００３６】第７ビット〜第２６ビットは位置データビ
ットであり、上記位置検出回路１４等によって生成さ
れ、シリアル通信回路１６にて２０ビットのシリアル信
号（Ｄ19〜Ｄ0）に変換された位置データが含まれる。

【００３７】第２７ビット及び第２８ビットのコントロ
ール信号ビットは、当該パケットに含まれた信号が位置
データ信号であることを示すビット列とする。図４下段
の例では、“００”となっており、これが位置データ信
号であることを示している。

【００３８】以上述べたような位置データ信号が、位置
検出器から第１軸〜第３軸のすべてのモータドライバと
当該位置検出器以外の２つの位置検出器へ送信される。
そして、自己に対する信号であると判断したモータドラ
イバにおいてのみ位置データ信号が取り込まれ、その他
のモータドライバ及び位置検出器においては無視され
る。図４下段の位置データ信号にあっては、第１軸モー
タドライバ７−１にのみ取り込まれ、第２軸位置検出器
４−２、第３軸位置検出器４−３、第２軸モータドライ
バ７−２及び第３軸モータドライバには無視される。

【００３９】＜動作＞次に、上記構成による本工業用ロ
ボットにおいて、データ通信を行う際の通信処理動作に
ついて説明する。尚、それぞれ対応する位置検出器とモ
ータドライバの組における通信処理の動作態様は同様で
あるので、以下の説明においては、第１軸位置検出器４
−１と第１軸モータドライバ７−１の組における通信処
理動作のみを説明することとし、第２軸位置検出器４−
２と第２軸モータドライバ７−２の組及び第３軸モータ
ドライバ４−３と第３軸モータドライバ７−３の組にお
ける通信処理動作については説明を省略する。又、ここ
では、通信データの態様として、図４に示した例を用い
ることにする。

【００４０】（１）モータドライバ側の通信処理動作 初めに、モータドライバ側における通信処理動作につい
て、図５のフローチャートを参照して説明する。図５
は、上記一定時間Ｔs毎にモータドライバ側で上記制御
基板や通信処理部等によって繰り返し行われる処理を示
しており、一定時間Ｔs毎のタイマ割り込みによって起
動される。

【００４１】まず、ＳＴＥＰ１で第１軸モータドライバ
４−１の通信処理部にエラーがないかチェックされる。
そして、エラーがあった場合には、通信処理部エラーに
対する所定のエラー処理を行い（ＳＴＥＰ２）、エラー
がなかった場合にはＳＴＥＰ３へ進む。

【００４２】ＳＴＥＰ３では、第１軸位置検出器のアド
レス“００１”を指定して上述の図４上段に示したよう
なリクエスト信号を出力し、シリアル通信線５を介して
各位置検出器等へリクエスト信号を送信する。

【００４３】その後一定時間、第１軸位置検出器７−１
からの位置データ信号を待つレスポンス待ち処理を行う
（ＳＴＥＰ４、ＳＴＥＰ５）。このレスポンス待ち処理
は、まず、ＳＴＥＰ４でレスポンスがあったか否か、す
なわち、何らかの信号が受信されたか否かを判断し、レ
スポンスがなければＳＴＥＰ５でリクエスト信号の送信
から前記一定時間が経過したか否かを判断し、経過して
いなければ再びＳＴＥＰ４へ戻り同一の処理を繰り返
す、という手順によって行われる。そして、レスポンス
がないまま前記一定時間、例えば５０μｓ程度の時間が
経過したときには、ＳＴＥＰ５での判断結果が“ＹＥ
Ｓ”となり、ＳＴＥＰ６へ進んで無応答エラーに対する
所定のエラー処理を行う。

【００４４】一方、前記一定時間の内にレスポンスがあ
り、何らかの信号が受信されたとすると、ＳＴＥＰ４で
の判断結果が“ＹＥＳ”となり、ＳＴＥＰ７以降の処理
へ進む。そして、このときの通信にエラーがないかどう
か、すなわち、ＳＴＥＰ３で送信したリクエスト信号に
対し、第１軸位置検出器から位置データ信号が送信さ
れ、その位置データ信号を適切に受信することができた
かどうかを判断する。

【００４５】この通信内容についての判断においては、
まず、ＳＴＥＰ７で受信信号がエラーのない確かな位置
データ信号であるか判断する。これは、受信信号のコン
トロール信号ビットを参照することによって行い、コン
トロール信号ビットが“００”であった場合には“ＹＥ
Ｓ”と判断し、それ以外であった場合には“ＮＯ”と判
断する。ここで、受信信号がエラーのない確かな位置デ
ータ信号であったとすると、そのコントロール信号ビッ
トは“００”となっているので、ＳＴＥＰ７の判断結果
が“ＹＥＳ”となり、ＳＴＥＰ８へ進む。

【００４６】そして、ＳＴＥＰ８では、受信信号が第１
軸位置検出器４−１から送信されたものであるか判断す
る。これは、受信信号のアドレス指定ビットを参照する
ことによって行い、アドレス指定ビットが“００１”で
あった場合には“ＹＥＳ”と判断し、それ以外であった
場合には“ＮＯ”と判断する。このとき、受信信号が第
１軸位置検出器４−１から送信された位置データ信号で
あったとすると、そのアドレス指定ビットは“００１”
となっているので、ＳＴＥＰ８の判断結果が“ＹＥＳ”
となり、ＳＴＥＰ９へ進む。

【００４７】ＳＴＥＰ９では、受信信号の位置データビ
ットに含まれた情報を位置データとして取り込む処理を
行う。この処理は、該位置データを通信処理部にて所定
の信号形式に変換し、制御基板等へ供給することによっ
て行う。このようにして、第１軸モータドライバ７−１
側で第１軸位置検出器４−１の位置データが取得され
る。

【００４８】尚、ＳＴＥＰ８において、受信信号が第１
軸位置検出器４−１以外の位置検出器から送信された位
置データ信号であったとすると、そのアドレス指定ビッ
トは“００１”以外のビット列となっているので、ＳＴ
ＥＰ８の判断結果は“ＮＯ”となる。この場合には、そ
の位置データ信号を無視し、ＳＴＥＰ４へ戻って再びレ
スポンス待ち処理を行う。

【００４９】一方、ＳＴＥＰ７において、受信信号のコ
ントロール信号ビットが“００”以外のビット列となっ
ていたとすると、判断結果は“ＮＯ”となり、ＳＴＥＰ
１０へ進む。これは、エラーのある位置データ信号若し
くは位置データ信号以外の信号が受信され、ＳＴＥＰ３
でリクエスト信号を送信したにもかかわらず、適切な位
置データ信号が受信されなかった、という通信エラーが
発生した場合である。

【００５０】ＳＴＥＰ１０では、上記ＳＴＥＰ８同様、
受信信号が第１軸位置検出器４−１から送信されたもの
であるか判断する。このとき、受信信号が第１軸位置検
出器４−１以外から送信された信号であったとすると、
そのアドレス指定ビットは“００１”以外のビット列と
なっている。これにより、ＳＴＥＰ１０の判断結果は
“ＮＯ”となり、ＳＴＥＰ４へ戻って再びレスポンス待
ち処理を行う。すなわち、第１軸モータドライバ７−１
は、上述したような通信エラーが発生しても、それが自
己の通信相手以外からのレスポンスによるものであった
場合には、当該通信エラーを無視し、何等のエラー処理
も行わないのである。

【００５１】しかし、通信エラーが自己の通信相手から
のレスポンスによるものであった場合、すなわち、受信
信号が第１軸位置検出器４−１から送信された信号であ
り、ＳＴＥＰ１０での判断結果が“ＹＥＳ”となった場
合にあっては、以下に述べるようなエラー処理を行う。

【００５２】まず、ＳＴＥＰ１１で、当該通信エラー
が、第１軸位置検出器４−１から第１軸モータドライバ
７−１へのレスポンスの通信中に生じた通信データエラ
ーであるか否かを判断する。ここに、通信データエラー
には、レスポンス通信中のパケットのビット落ち等が含
まれ、その判断は、受信信号中のＣＲＣ信号ビットによ
って行う。

【００５３】このとき、通信データエラーは生じていな
かったとすると、ＳＴＥＰ１１の判断結果は“ＮＯ”と
なり、ＳＴＥＰ１２へ進む。そして今度は、当該通信エ
ラーが、第１軸モータドライバ７−１から第１軸位置検
出器４−１へのリクエスト信号の通信中にパケットのビ
ット落ち等が発生したことによる通信エラーレスポンス
であるか否かを判断する。

【００５４】このように、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１
２で通信エラーの形態を特定する処理を行い、当該通信
エラーが、上記通信データエラー、通信エラーレスポン
スのいずれにも特定できないときには、ＳＴＥＰ１２で
の判断結果が“ＮＯ”となり、ＳＴＥＰ１３へ進む。そ
して、第１軸位置検出器４−１側に何らかの異常が発生
したものとみなし、所定のエラー処理を行う。

【００５５】これに対し、当該通信エラーが、上記通信
データエラー、通信エラーレスポンスのいずれかであっ
た場合には、ＳＴＥＰ１４以降の処理が行われる。すな
わち、通信データエラーであった場合には、ＳＴＥＰ１
１での判断結果が“ＹＥＳ”となってＳＴＥＰ１４へ進
み、通信エラーレスポンスであった場合には、ＳＴＥＰ
１２での判断結果が“ＹＥＳ”となってＳＴＥＰ１４へ
進む。

【００５６】ＳＴＥＰ１４では、リクエスト信号の再送
信回数が所定のリトライ制限回数を超えていないか判断
する。ここにいうリクエスト信号の再送信回数とは、図
５の通信処理を開始した以後、１度リクエスト信号を送
信したにもかかわらず位置データ信号を取得できず、再
びリクエスト信号の送信（リトライ）を行った回数であ
り、通信処理開始当初は０である。又、リトライ制限回
数とは、リクエスト信号の再送信を行うことが可能な回
数として、予め設定された再送信回数の上限である。

【００５７】ここで、図５の通信処理動作が上記一定時
間Ｔs毎に行われ、かつ、第１軸〜第３軸の位置検出器
とモータドライバの組でそれぞれ非同期に行われるもの
であるということから、リトライ制限回数には、時間Ｔ
s／３以下の間に行い得る再送信回数を設定する。尚、
必要に応じて軸毎にデータ通信を行う時間の長さを変え
る場合には、軸毎にリトライ制限回数が異なるようにし
てもよい。

【００５８】ＳＴＥＰ１４においては、このように設定
されたリトライ制限回数よりリクエスト信号の再送信回
数が少なかった場合、判断結果が“ＮＯ”となる。そし
て、リトライカウンタを１インクリメント（ＳＴＥＰ１
５）した後でＳＴＥＰ３へ戻り、リクエスト信号の再送
信をして上記ＳＴＥＰ３以降の処理を再び行う。このよ
うにして、第１軸位置検出器４−１からの位置データ信
号が適切に受信されるまで、通信内容についてのエラー
判断とそのエラーの形態特定及びリクエスト信号の再送
信を繰り返す。

【００５９】尚、リクエスト信号の再送信回数がリトラ
イ制限回数をオーバした場合には、ＳＴＥＰ１４の判断
結果が“ＹＥＳ”となり、ＳＴＥＰ１６へ進んでリトラ
イオーバエラーに対する所定のエラー処理を行う。

【００６０】（２）位置検出器側の通信処理動作 次に、位置検出器側における通信処理動作について、図
６のフローチャートを参照して説明する。図６は、第１
軸位置検出器４−１において、第１軸モータドライバ４
−１からのリクエスト信号が受信されたときに起動され
る通信処理動作を示している。

【００６１】まず、第１軸位置検出器４−１において何
らかの信号が受信されたとすると、ＳＴＥＰ２１でその
受信信号が自己に対する信号であるか判断する。これ
は、受信信号のアドレス指定ビットを参照することによ
って行い、アドレス指定ビットが“００１”であった場
合には“ＹＥＳ”と判断し、それ以外であった場合には
“ＮＯ”と判断する。従って、受信信号が第１軸位置検
出器４−１に対するものでなかったとすると、そのアド
レス指定ビットは“００１”以外のビット列となってい
るので、ＳＴＥＰ２１の判断結果は“ＮＯ”となり、処
理を終了して受信信号を無視する。

【００６２】一方、受信信号が第１軸位置検出器４−１
に対するものであったとすると、そのアドレス指定ビッ
トは“００１”となっているので、ＳＴＥＰ２１の判断
結果が“ＹＥＳ”となり、ＳＴＥＰ２２へ進む。

【００６３】ＳＴＥＰ２２では、このときの通信内容に
エラーがないかどうか判断する。すなわち、上記ＳＴＥ
Ｐ２１で自己（第１軸位置検出器４−１）に対するもの
であると判断された受信信号が、エラーのない確かなリ
クエスト信号であるか否かを判断するのである。これ
は、受信信号のコントロール信号ビットを参照すること
によって行い、コントロール信号ビットが“１０”であ
った場合には“ＹＥＳ”と判断し、それ以外であった場
合には“ＮＯ”と判断する。

【００６４】ここで、受信信号がエラーのない確かなリ
クエスト信号であったとすると、そのコントロール信号
ビットは“１０”となっているので、ＳＴＥＰ２２の判
断結果が“ＹＥＳ”となり、ＳＴＥＰ２３へ進む。

【００６５】ＳＴＥＰ２３では、位置データ信号を第１
軸モータドライバ７−１に対して送信する。これは、第
１軸位置検出器４−１内のシリアル通信回路１６が、そ
のときに保持している位置データ信号をシリアル通信線
５へ出力することによって行われる。

【００６６】一方、受信信号のコントロール信号ビット
が“１０”以外のビット列となっていたとすると、ＳＴ
ＥＰ２２の判断結果が“ＮＯ”となり、ＳＴＥＰ２４へ
進む。これは、第１軸モータドライバ７−１から第１軸
位置検出器４−１に対するリクエスト信号が適切に送受
信されなかった、という通信エラーが発生した場合であ
る。

【００６７】ＳＴＥＰ２４では、当該通信エラーが、第
１軸モータドライバ７−１から第１軸位置検出器４−１
へのリクエスト信号の通信中に生じた通信データエラー
であるか否かを判断する。ここに、通信データエラーに
は、上記同様、リクエスト通信中のパケットのビット落
ち等が含まれ、その判断は、受信信号中のＣＲＣ信号ビ
ットによって行う。

【００６８】このとき、通信データエラーが生じていた
とすると、ＳＴＥＰ２４の判断結果は“ＹＥＳ”とな
り、ＳＴＥＰ２５へ進む。そして、通信データエラーが
発生した旨のレスポンスを第１軸モータドライバ７−１
へ送信し、処理を終了する。

【００６９】これに対し、通信データエラーは生じてお
らず、それ以外のエラーが生じていた場合には、ＳＴＥ
Ｐ２４の判断結果が“ＮＯ”となり、ＳＴＥＰ２６へ進
む。これは、第１軸位置検出器４−１側において何らか
の異常が発生している場合であるので、その旨を知らせ
る位置検出器エラーレスポンスを第１軸モータドライバ
７−１へ送信し、処理を終了する。

【００７０】以上述べたようにして、１系統のシリアル
通信線５によってディジーチェーン接続された各位置検
出器とモータドライバの組におけるデータ通信が行われ
る。ここで、もし、同時に２以上のモータドライバから
リクエスト信号が送信されたり、同時に２以上のサーボ
モータから位置データ信号が送信されたり、或いは第３
軸モータドライバ７−３のリクエスト信号と第１軸位置
検出器４−１の位置データ信号とが同時に送信されたり
すると、シリアル通信線５内で通信データがバッティン
グし、データの消滅やデータの信頼性低下を招く。

【００７１】本工業用ロボットでは、各位置検出器とモ
ータドライバの組がそれぞれ非同期に動作しているが、
事実上かかる事態が発生する場合もあり得る。そこで、
より確実な通信を行うためには、例えば、各組が通信を
行っていることを他の組に知らせる信号を送信するよう
にすればよい。具体的には、各組同士を接続するＢＵＳ
Ｙ信号線を設け、ある組が通信を行っている間は、シリ
アル通信線５の使用権を獲得していることを示す“ＢＵ
ＳＹ”信号を前記ＢＵＳＹ信号線を介して送信し、それ
を受信した組は通信を行わないようにしてもよい。

【００７２】尚、上記実施形態においては、便宜上、３
軸サーボシステムを有する工業用ロボットを例として説
明したが、これ以外にも２軸、６軸、８軸等の多種多様
なサーボシステムを有する工業用ロボットや工作機械、
チップマウンタ装置等において、位置検出器とモータド
ライバを１系統のシリアル通信線５によってディジーチ
ェーン接続し、上述したようなデータ通信を行うことと
してもよいのは勿論である。又、配線の都合上、例え
ば、６軸サーボシステムの各シリアル通信線を１系統と
することができない場合、３軸ずつ２系統としたシリア
ル通信線を設けることとしてもよい。

【００７３】更に、１系統のシリアル通信線により各位
置検出器同士も接続されているので、モータドライバか
らのリクエスト信号がない時間帯に各位置検出器が相互
にエラー等の監視を行うようにすることもできる。この
ようにすると、位置検出器の異常に対する信頼性が向上
するという効果が得られる。

【００７４】加えて、上記実施形態における位置検出器
では、サーボモータ出力軸の回転位置を検出するのにレ
ゾルバを用いることとしたが、これ以外にもオプティカ
ルエンコーダや磁気エンコーダ等を用いることとしても
よい。

【００７５】尚、位置検出器の多回転情報をカウンタに
記憶し、絶対位置検出が可能な位置検出器も存在する。
かかる位置検出器を具備したシステムでは、多回転情報
をカウンタに記憶するためにバッテリを搭載し、これを
電源ＯＦＦ時、すなわち、システム停止中のバックアッ
プに用いることが多い。そして、この場合のバッテリ
は、通常、各位置検出器毎に用意する。しかし、本発明
によれば、上述したように１系統のシリアル通信線を設
けることとするので、これを介してバッテリを接続する
ことにより、バックアップのためのバッテリを単一のバ
ッテリでまかなうことが可能となる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
々の可動部の動作状態を検出する複数の検出手段と、そ
れら検出手段の各々に対応して制御装置内に設けられた
複数の駆動制御部との間の通信を１系統の信号線によっ
て行うこととしたので、信号線のひねりや曲げ、振動、
接触等によるデータの信頼性低下を最小限に抑えること
ができると共に、信号線の取り廻し自由度を向上させる
ことができるという効果が得られる。

【００７７】又、各検出手段同士での通信も可能となる
ので、検出手段相互間で異常の監視を行うこともでき、
検出手段の異常に対する信頼性向上を図ることができ
る。加えて、信号線を１系統としたことにより、信号線
を設けるのに要する工数を削減することもできることに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による工業用ロボットの
構成を模式的に示した図である。

【図２】 同実施形態における位置検出器の内部構成ブ
ロック図である。

【図３】 同実施形態における通信データ態様を示す図
である

【図４】 図３に示した通信データ態様における通信デ
ータの一例を示す図である。

【図５】 モータドライバ側における通信処理動作を示
すフローチャートである。

【図６】 位置検出器側における通信処理動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ ロボット本体 ２−１ 第１軸サーボモータ ２−２ 第２軸サーボモータ ２−３ 第３軸サーボモータ ４−１ 第１軸位置検出器 ４−２ 第２軸位置検出器 ４−３ 第３軸位置検出器 ５ シリアル通信線 ６ 制御装置 ７−１ 第１軸モータドライバ ７−２ 第２軸モータドライバ ７−３ 第３軸モータドライバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の可動部を有し、制御装置が前記複
   数の可動部の動作をそれぞれ指示する工業用ロボットに
   おいて、 前記複数の可動部と前記制御装置との間に設けられた一
   系統の信号線と、 前記複数の可動部の各々に対応して設けられ、可動部の
   動作状態を検出する複数の検出手段と、 前記制御装置内に、前記複数の検出手段の各々に対応し
   て設けられ、可動部の駆動を制御する複数の駆動制御部
   とを有し、 前記複数の検出手段は、各々、前記信号線を介して前記
   制御装置から指示信号を受け、当該指示信号が自己を特
   定して検出結果を要求するものである場合に、自己を特
   定するデータを付した検出結果信号を前記信号線に出力
   し、 前記複数の駆動制御部は、各々、自己が対応する検出手
   段を特定するデータを付した前記指示信号を前記信号線
   に出力すると共に、前記信号線を介して前記検出結果信
   号を受け、当該検出結果信号に付された前記データによ
   り自己が対応する検出手段からの検出結果信号を選別し
   て検出結果を得ることを特徴とする工業用ロボット。