JP2007213314A - Encoder apparatus, servo motor and servo system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an encoder apparatus from executing error processing, to prevent stop of functions, and to shorten a time required for fault analysis, even when a command is changed and the operation of the encoder apparatus is influenced by the command change. <P>SOLUTION: The encoder apparatus 3 judges whether a command received from a servo amplifier 3 exerts influence on the functions of the servo amplifier 2, and when the influence of the command is judged, transmits a reply that processing corresponding to the command should not be executed, to the servo amplifier 2 without executing the processing. When no influence of the command is judged, the processing corresponding to the command is executed, and a response indicating the result of the processing is transmitted to the servo amplifier 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、サーボアンプのコマンドを受けるとそのコマンドに対応した動作をするとともに動作した結果のレスポンスをサーボアンプに返すエンコーダ装置とこのエンコーダ装置を備えたサーボモータ、サーボシステムに関する。   The present invention relates to an encoder device that receives a command of a servo amplifier and performs an operation corresponding to the command and returns a response of the operation result to the servo amplifier, and a servo motor and a servo system provided with the encoder device.

モータを高精度で制御するためモータにエンコーダ装置が取付けられ、エンコーダ装置が取得したモータの回転情報を元にしてサーボアンプによってモータが駆動されることがある（例えば特許文献１参照）。図１は、その接続状況の１例を示すサーボシステムの接続図である。図において１は上位装置であり、サーボアンプ２に指令を与えてモータ４の動作を制御するコントローラとなっている。モータ４にはエンコーダ装置３が取付けられており、それぞれサーボアンプ２と接続されている。サーボアンプ２とエンコーダ装置３の間は通信によって情報が送受信される。サーボアンプ２がエンコーダ装置３の検出信号を入力すると、その検出信号と上位装置１の指令を元に働いてモータ４に電流を供給し、モータの動作を制御して指令に応じたモータの回転を制御することができる。
図２は、エンコーダ装置３の内部構成を示すブロック図である。１０はエンコーダであり、モータ４の回転軸の回転を検出する。５は増幅器であり、エンコーダ１０が検出したアナログ信号を増幅する。６は波形整形部であり、増幅器５で増幅されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換などの処理をして整形し、位置データを生成する。７は演算器（ＣＰＵ）であり、エンコーダ１０の位置のチェックや、エンコーダ１０が動作するためのパラメータの書き込みや読出し等を行う。９はＥＥＰＲＯＭなどのメモリ（記憶装置）であり、この内部にエンコーダ１０が動作するための情報や、モータ情報などが記録される。８は入出力部であり、サーボアンプ２から送られたコマンドを入力し、そのコマンドに対応した処理をしてその結果のレスポンスを出力したり、エンコーダ１０によって検出された位置情報を出力する。
エンコーダ装置３は、工場で作られて製品出荷する前に試運転するときや、出荷後に実稼動するときなど、どのようなときでも、サーボアンプが送信するコマンドを受信すればそのコマンドに対応する処理をしてその結果のレスポンスをサーボアンプへ出力している。
その状況を、エンコーダ装置の動作を示す図５のフローチャートを用いて説明する。ますエンコーダ装置が起動するとサーボアンプのコマンドを受信できる状態になり、
（Ｓ１）サーボアンプのコマンドを受信したかどうかを判断する。
（Ｓ２）受信していればコマンドを解釈してコマンドが正しいかどうかを判断する。
（Ｓ３）コマンドが正しいと判断されれば、解釈したコマンドに基づいて処理をし、
（Ｓ４）処理結果のレスポンスをサーボアンプ２に出力してからＳ１に戻る。
（Ｓ５）コマンドが正しいと判断されなければ、コマンドエラー処理をする。この処理とは、特に何もしないという処理であり、
（Ｓ６）何もしないというレスポンスをサーボアンプに出力してからＳ１に戻る。
（Ｓ７）Ｓ１でコマンドが受信したと判断されなければ、エンコーダ内部の動作チェックをしてからＳ１に戻る。
このように、従来のエンコーダ装置は、サーボアンプのコマンドを受信するとどのような場合であってもそのコマンドに基づいた処理が実行されて、その結果のレスポンスがサーボアンプへ送信されているのである。
特開平８−１９４５４１号公報 In order to control the motor with high accuracy, an encoder device is attached to the motor, and the motor may be driven by a servo amplifier based on motor rotation information acquired by the encoder device (see, for example, Patent Document 1). FIG. 1 is a connection diagram of a servo system showing an example of the connection status. In the figure, reference numeral 1 denotes a host device, which is a controller that gives commands to the servo amplifier 2 to control the operation of the motor 4. An encoder device 3 is attached to the motor 4 and is connected to the servo amplifier 2 respectively. Information is transmitted and received between the servo amplifier 2 and the encoder device 3 by communication. When the servo amplifier 2 inputs the detection signal of the encoder device 3, the servo amplifier 2 works based on the detection signal and the command of the host device 1 to supply current to the motor 4, and controls the motor operation to rotate the motor according to the command. Can be controlled.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the encoder device 3. Reference numeral 10 denotes an encoder which detects the rotation of the rotating shaft of the motor 4. An amplifier 5 amplifies the analog signal detected by the encoder 10. A waveform shaping unit 6 shapes the analog signal amplified by the amplifier 5 by performing processing such as A / D conversion to generate position data. An arithmetic unit (CPU) 7 checks the position of the encoder 10 and writes and reads parameters for operating the encoder 10. Reference numeral 9 denotes a memory (storage device) such as an EEPROM, in which information for operating the encoder 10, motor information, and the like are recorded. Reference numeral 8 denotes an input / output unit that inputs a command sent from the servo amplifier 2, performs a process corresponding to the command, outputs a response of the result, and outputs position information detected by the encoder 10.
The encoder device 3 receives a command transmitted by the servo amplifier at any time, such as when it is made in a factory and trial run before shipping the product, or when it is actually operated after shipment. The response of the result is output to the servo amplifier.
The situation will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 showing the operation of the encoder device. When the encoder device starts up, the servo amplifier command can be received.
(S1) It is determined whether a servo amplifier command has been received.
(S2) If received, the command is interpreted to determine whether the command is correct.
(S3) If it is determined that the command is correct, processing is performed based on the interpreted command,
(S4) After outputting the response of the processing result to the servo amplifier 2, the process returns to S1.
(S5) If it is not determined that the command is correct, command error processing is performed. This is a process that does nothing in particular.
(S6) After outputting a response indicating that nothing is performed to the servo amplifier, the process returns to S1.
(S7) If it is not determined in S1 that the command has been received, the operation inside the encoder is checked and then the process returns to S1.
In this way, when a conventional encoder device receives a servo amplifier command, the process based on the command is executed in any case, and the resulting response is transmitted to the servo amplifier. .
JP-A-8-194541

ところが従来のエンコーダ装置は、どのような運転状態にあってもサーボアンプのコマンドを受信するとすぐにそのコマンドに基づいた処理をして、結果のレスポンスをサーボアンプへ返しているので、伝送中の電気的、磁気的外乱によって乱れてしまったコマンドを受信したときは、エンコーダ装置にコマンドの真偽を判断する機能が備わっていないので正しい処理をすることができずに誤った処理をすることになり、場合によっては機能を停止してしまうということがあった。
また、伝送中のコマンドが外乱によって変化すると、公知となっている誤り訂正方式などの手順によってエンコーダ装置がコマンドを無効にして誤動作を防止することができるものの、伝送開始段階のコマンドが変化すると、その変化したコマンドを用いて誤り訂正コードが生成されて伝送路上は正しいコマンドとなってしまう場合があり、エンコーダ装置がそのコマンドの真偽を判断できなくなって正しいコマンドに基づく処理ができなかった。
更にデータ伝送中に不具合が発生すれば、サーボアンプとエンコーダ装置が１対又は多対接続による方式で通信されているため、サーボアンプが誤ったコマンドを送信しているのかエンコーダ装置が受信後のデータを変化させたのかの判断が難しく、故障解析に時間を要するという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、サーボアンプからエンコーダ装置に送られるコマンドが変化してエンコーダ装置の動作に影響を及ぼすようなコマンドとなったとしても、エンコーダ装置が誤った処理をすることを防止し、機能停止も防止し、誤ったコマンドを記録して故障解析に要する時間を短縮することができるエンコーダ装置を提供することを目的とする。 However, the conventional encoder device performs processing based on the command immediately after receiving the command of the servo amplifier in any operating state, and returns the response of the result to the servo amplifier. When a command that has been disturbed by an electrical or magnetic disturbance is received, the encoder device does not have a function to judge the authenticity of the command, so it cannot perform the correct process and performs an incorrect process. In some cases, the function was stopped.
Also, if the command during transmission changes due to disturbance, the encoder device can invalidate the command by a known error correction method or the like to prevent malfunction, but if the command at the transmission start stage changes, An error correction code may be generated using the changed command, resulting in a correct command on the transmission path, and the encoder apparatus cannot determine the authenticity of the command, and processing based on the correct command cannot be performed.
In addition, if a problem occurs during data transmission, the servo amplifier and the encoder device communicate with each other using a one-pair or multi-pair connection method, so whether the servo amplifier is sending an incorrect command There was also a problem that it was difficult to judge whether the data was changed and time was required for failure analysis.
The present invention has been made in view of such problems, and even if the command sent from the servo amplifier to the encoder device changes to affect the operation of the encoder device, the encoder device It is an object of the present invention to provide an encoder device that prevents erroneous processing, prevents function stoppage, and records a wrong command to shorten the time required for failure analysis.

そこで本発明は、サーボアンプのコマンドを受けてそのコマンドに対応した処理をするとともに当該処理の結果のレスポンスを前記サーボアンプへ送信するエンコーダ装置において、前記コマンドが前記サーボアンプの機能に影響を及ぼすかどうかを判断し、影響を及ぼすと判断したときは当該コマンドに対応した処理をせずにその処理をしないというレスポンスを前記サーボアンプへ送信し、影響を及ぼさないと判断したときは当該コマンドに対応した処理をしてその処理の結果のレスポンスを前記サーボアンプへ送信することを特徴とし、影響を及ぼすと判断された情報はメモリに格納され、外部から参照することができるようになっていることを特徴としている。またサーボモータまたはサーボシステムがそのようなエンコーダ装置を備えたことを特徴としている。   Therefore, the present invention provides an encoder apparatus that receives a command of a servo amplifier and performs a process corresponding to the command and transmits a response of the result of the process to the servo amplifier. The command affects the function of the servo amplifier. If it is determined that the command will affect the command, a response indicating that the command is not processed is sent to the servo amplifier. It is characterized in that a corresponding process is performed and a response as a result of the process is transmitted to the servo amplifier. Information determined to have an influence is stored in a memory and can be referred to from the outside. It is characterized by that. In addition, the servo motor or the servo system is provided with such an encoder device.

本発明によると、エンコーダ装置が受信したコマンドをエンコーダ装置に影響を及ぼすかどうかを判断し、影響を及ぼすと判断したときは当該コマンドに対応した処理をせずにその処理をしないというレスポンスをサーボアンプへ送信し、影響を及ぼさないと判断したときは当該コマンドに対応した処理をしてその処理の結果のレスポンスをサーボアンプへ送信するので、外乱を受けて変化したコマンドによる誤った処理を回避することができ、エンコーダ装置の機能を停止することもなく、正常な動作を継続させることができるという効果がある。また、影響を及ぼすと判断された情報はメモリに格納され、外部から参照することができるようになっているので、故障解析のための時間を短縮することができるという効果もある。従って前記エンコーダ装置を備えたサーボモータまたはサーボシステムの信頼性が向上するという効果がある。   According to the present invention, it is determined whether or not the command received by the encoder device affects the encoder device. When it is determined that the command is affected, the response corresponding to the command is not performed without performing the processing corresponding to the command. If it is sent to the amplifier and it is determined that there will be no effect, processing corresponding to the command is performed and the response of the processing result is sent to the servo amplifier. Thus, there is an effect that normal operation can be continued without stopping the function of the encoder device. In addition, since the information determined to have an influence is stored in the memory and can be referred to from the outside, the time for failure analysis can be shortened. Therefore, there is an effect that the reliability of the servo motor or servo system provided with the encoder device is improved.

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。   Hereinafter, specific examples of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明のエンコーダ装置の接続状況と構成は、背景技術で説明した図１、図２と同じであり、これらの説明を省略する。ただし、演算部７の処理手順が異なっており、その動作について説明する。   The connection status and configuration of the encoder apparatus according to the present invention are the same as those shown in FIGS. However, the processing procedure of the calculation unit 7 is different, and the operation will be described.

図３は、図２のエンコーダ装置３が動作するときの処理手順を示すフローチャートであり、順を追って説明する。まずサーボアンプ２とエンコーダ装置３が起動すると、それぞれ通信授受を開始するためのイニシャル処理が実行される。その後、
（Ｓ１）エンコーダ装置３がサーボアンプ２から送信されたコマンドを受信したかどうかを判断し、
（Ｓ７）受信していなければエンコーダ装置３の内部の動作をチェックしてＳ１へ戻る。
（Ｓ８）受信しているときは、受信したコマンドがどの処理であるかを解釈し、特殊コマンド以外のコマンドであるかどうかを判断する。
特殊コマンドとは「実稼動モード」にするためのコマンドのことであり、特殊コマンド以外の通常動作に用いるコマンドとは、通信テストに用いるエコーバックチェックコマンドや、メモリ９の内容を読み出したり書き込んだりするコマンド、エンコーダ装置３の自己診断を行うためのコマンドなど、エンコーダ装置３の機能として準備されていて通常使用するコマンドのことである。
電源投入時の最初の１回だけサーボアンプから送信されるように特殊コマンドを準備しておけば、フィールドなど実使用環境で使用される組み合わせとなった場合に実稼動モードとすることができ、メモリ９への不用意な書き換えコマンドの実行を防止することができる。エンコーダ装置を製造し、調整し、出荷するような工程では調整と試験設備との組み合わせとなるため、実使用環境と異なる組み合わせからは送信できないようなコマンドとしておくことにより、出荷前にエンコーダ情報やモータ情報等をメモリ９に書き込むことができるようになる。
（Ｓ９）特殊コマンド以外のコマンドを受信したときは、すなわち、通常動作に用いるコマンドを受信したときは、そのコマンドがメモリ９を書き換えるメモリ書換コマンドであるかどうかを判断する。
（Ｓ１１）コマンドがメモリ書換コマンドであるときは、実稼動モードであるかどうかを判断する。
（Ｓ１２）実稼動モードであるときはメモリ９への書き換えが制限されている状態となっており、サーボアンプ２へレスポンスを出力し、メモリ９を書き換えること無くコマンドエラー処理をしてＳ１に戻る。
（Ｓ３）Ｓ９でコマンドがメモリ書換コマンドでないときと、Ｓ１１で実稼動モードでないときは、コマンドに応じてメモリ９を書き換える処理をする。
この処理はエンコーダ装置が製造段階や調整段階、出荷前段階にあるときにエンコーダ情報とモータ情報の書き込み作業が必要な場合にのみ実行される。
（Ｓ４）そして、その処理の結果としてのレスポンスを出力しサーボアンプ２に送信してからＳ１に戻る。
（Ｓ１０）特殊コマンド以外のコマンドを受信していないときは、すなわち、特殊コマンドを受信しているときは、実稼動モードであることを示すフラグをセットして、エンコーダ３のシステムを変更するコマンドを実行しないようにしてメモリ９を書き換えないようにする。
（Ｓ６）そして実稼動モードへ移行した旨のレスポンスを出力してからＳ１に戻る。
このような処理手順をとっているので、サーボアンプ２とエンコーダ装置３が実稼動状態のときにエンコーダ装置３がサーボアンプ２の運転に影響を及ぼすコマンドを受信したときは、そのコマンドを実行せず、実行できないというレスポンスをサーボアンプへ送信し、実稼動モード以外の時のみサーボアンプ２のコマンドが受け付けられる。そして運転状態時等に電気的外乱等の影響でサーボアンプが誤動作して伝送開始段階や伝送途中で本来送信されるべきコマンドが変化し、サーボアンプ２の動作に影響を及ぼすコマンドとなったときは、正しくないコマンドとして処理されてサーボアンプ２を停止させることなく継続して動作させることができる。
以上述べたように本発明のエンコーダ装置は、サーボアンプ２からコマンドを受信したときに実稼動モードか否かを判別する処理をしている点が特長となっている。その判断をしてから状態に応じたコマンド処理をしてソフトウェア的にメモリ９への書き換えを禁止しているので、伝送途中でデータが変化してエンコーダが誤ったコマンドを受信しても、エンコーダが誤動作してサーボシステムが停止してしまうような事態を防止することができるのである。したがってそのようなエンコーダ装置を備えたサーボモータとサーボシステムは信頼性が向上するのである。 FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure when the encoder device 3 of FIG. 2 operates, and will be described in order. First, when the servo amplifier 2 and the encoder device 3 are activated, initial processing for starting communication transmission / reception is executed. afterwards,
(S1) Determine whether the encoder device 3 has received the command transmitted from the servo amplifier 2,
(S7) If it is not received, the internal operation of the encoder device 3 is checked, and the process returns to S1.
(S8) When it is received, it interprets what process the received command is and determines whether it is a command other than a special command.
The special command is a command for setting the “actual operation mode”, and the command used for the normal operation other than the special command is an echo back check command used for the communication test, or reading / writing the contents of the memory 9. Are commands that are prepared and normally used as functions of the encoder device 3, such as commands for performing self-diagnosis of the encoder device 3.
If a special command is prepared so that it is transmitted from the servo amplifier only once at the first power-on, the actual operation mode can be set when the combination is used in an actual usage environment such as a field. An inadvertent execution of a rewrite command to the memory 9 can be prevented. In the process of manufacturing, adjusting, and shipping an encoder device, it is a combination of adjustment and test equipment, so by setting a command that cannot be transmitted from a combination different from the actual usage environment, encoder information and Motor information and the like can be written in the memory 9.
(S9) When a command other than a special command is received, that is, when a command used for normal operation is received, it is determined whether or not the command is a memory rewrite command for rewriting the memory 9.
(S11) When the command is a memory rewrite command, it is determined whether or not the actual operation mode is set.
(S12) When the actual operation mode is set, rewriting to the memory 9 is restricted, a response is output to the servo amplifier 2, command error processing is performed without rewriting the memory 9, and the process returns to S1. .
(S3) When the command is not a memory rewrite command at S9 and when the command is not an actual operation mode at S11, a process of rewriting the memory 9 according to the command is performed.
This processing is executed only when writing of encoder information and motor information is necessary when the encoder device is in the manufacturing stage, the adjustment stage, or the pre-shipment stage.
(S4) Then, a response as a result of the processing is output and transmitted to the servo amplifier 2, and then the process returns to S1.
(S10) When a command other than a special command has not been received, that is, when a special command has been received, a command for changing the system of the encoder 3 by setting a flag indicating the actual operation mode is set. So that the memory 9 is not rewritten.
(S6) After outputting a response indicating that the operation mode has been changed, the process returns to S1.
Since such a processing procedure is taken, when the servo amplifier 2 and the encoder device 3 receive a command that affects the operation of the servo amplifier 2 when the encoder device 3 is in an actual operation state, execute the command. Therefore, a response indicating that the command cannot be executed is transmitted to the servo amplifier, and the command of the servo amplifier 2 is accepted only in a mode other than the actual operation mode. When the servo amplifier malfunctions due to an electrical disturbance during operation, etc., and the command that should be sent changes during the transmission start stage or during transmission, resulting in a command that affects the operation of the servo amplifier 2 Is processed as an incorrect command and can be operated continuously without stopping the servo amplifier 2.
As described above, the encoder device according to the present invention is characterized in that when it receives a command from the servo amplifier 2, it performs a process of determining whether or not it is in the actual operation mode. Since the command processing according to the state is performed after the determination and rewriting to the memory 9 is prohibited by software, even if the data is changed during transmission and the encoder receives an incorrect command, the encoder It is possible to prevent a situation where the servo system stops due to malfunction. Therefore, the reliability of the servo motor and servo system provided with such an encoder device is improved.

図４は第２実施例の処理手順を示すフローチャートであり、図３のフローチャートのＳ１２の後にＳ１３を追加したものである。Ｓ１３では、「実稼動モード中にエンコーダがメモリ９を書き換えるコマンドを受信し、処理しようとした」という情報が演算器７の内部に記録される。この記録があるため、サーボアンプ２とエンコーダ装置３の間の伝送に関連する通信誤動作等の不具合が発生したときはこの記録が確認され、記録が残っていれば伝送路上における不具合が予測され、記録が残っていなければ何らかの原因によってエンコーダ装置単体で誤動作したという判別が可能となる。したがって通信関連不具合のトラブルシュート時間の短縮できるのである。なお、演算器７の内部に記録せずにメモリ９に記録してもよく、同様の効果を得ることができる。   FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure of the second embodiment, in which S13 is added after S12 in the flowchart of FIG. In S <b> 13, information that “the encoder has received a command to rewrite the memory 9 during the actual operation mode and tried to process” is recorded in the arithmetic unit 7. Because of this record, when a malfunction such as a communication malfunction related to transmission between the servo amplifier 2 and the encoder device 3 occurs, this record is confirmed, and if the record remains, a malfunction on the transmission path is predicted, If there is no record remaining, it is possible to determine that the encoder device has malfunctioned for some reason. Therefore, it is possible to shorten the troubleshooting time for communication-related defects. In addition, you may record in the memory 9 instead of recording in the calculator 7, and the same effect can be acquired.

本発明および従来のエンコーダ装置の接続図Connection diagram of the present invention and a conventional encoder device 本発明および従来のエンコーダ装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of this invention and the conventional encoder apparatus. 本発明のエンコーダ装置の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of the encoder apparatus of this invention 第２の処理手順を示すフローチャートFlow chart showing second processing procedure 従来のエンコーダ装置の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of the conventional encoder apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 上位装置 ２ サーボアンプ ３ エンコーダ装置
４ モータ ５ 増幅器 ６ 波形整形部
７ 演算器 ８ 入出力回路 ９ メモリ
１０ エンコーダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-order apparatus 2 Servo amplifier 3 Encoder apparatus 4 Motor 5 Amplifier 6 Waveform shaping part 7 Calculator 8 Input / output circuit 9 Memory 10 Encoder

Claims (4)

サーボアンプのコマンドを受けてそのコマンドに対応した処理をするとともに当該処理の結果のレスポンスを前記サーボアンプへ送信するエンコーダ装置において、
前記コマンドが前記サーボアンプの機能に影響を及ぼすかどうかを判断し、
影響を及ぼすと判断したときは当該コマンドに対応した処理をせずにその処理をしないというレスポンスを前記サーボアンプへ送信し、
影響を及ぼさないと判断したときは当該コマンドに対応した処理をしてその処理の結果のレスポンスを前記サーボアンプへ送信することを特徴とするエンコーダ装置。 In the encoder device that receives a command of the servo amplifier and performs a process corresponding to the command and transmits a response of the result of the process to the servo amplifier.
Determining whether the command affects the function of the servo amplifier;
When it is determined that it has an effect, it sends a response to the servo amplifier that the process is not performed without performing the process corresponding to the command,
An encoder apparatus, characterized in that when it is determined that there is no influence, a process corresponding to the command is performed and a response as a result of the process is transmitted to the servo amplifier. 影響を及ぼすと判断された情報はメモリに格納され、外部から参照することができるようになっていることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ装置。   2. The encoder apparatus according to claim 1, wherein information determined to have an influence is stored in a memory and can be referred to from the outside. 請求項１または２に記載のエンコーダ装置を備えたことを特徴とするサーボモータ。   A servo motor comprising the encoder device according to claim 1. 請求項３に記載のサーボモータを備えたことを特徴とするサーボシステム。   A servo system comprising the servo motor according to claim 3.
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