JP2008250997A - Serial communication equipment for sensor and serial communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のモータに取り付けられた複数のセンサーとコントローラの複数のサーボ制御部間のシリアル伝送を行うセンサー用シリアル通信装置およびシリアル通信方法に関する。 The present invention relates to a serial communication device for a sensor and a serial communication method for performing serial transmission between a plurality of sensors attached to a plurality of motors and a plurality of servo control units of a controller.
コントローラとモータに取り付けられた位置検出器との間に設けられるシリアル伝送路の数は、位置検出器を個別に接続する場合、位置検出器の個数の本数が必要である。そこで、マルチドロップ接続することによって、省配線化が図られている。
例えば、特許文献１では、シリアル伝送路に分岐部を設けることでコントローラに接続されるシリアル伝送路の本数を抑えている。
また、特許文献２と特許文献３では、位置検出器とコントローラ間のシリアル伝送路をマルチドロップ接続することで省配線化を図っている。
The number of serial transmission paths provided between the controller and the position detector attached to the motor needs to be equal to the number of position detectors when the position detectors are individually connected. Therefore, wiring saving is achieved by multidrop connection.
For example, in
In
従来の位置検出器用シリアル通信装置を図２０に示す。
複数のモータ６１〜６２の位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を処理するコントローラ１と、前記モータ毎に設けられ、前記モータの位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を検出し、この位置データ若しくは単位時間当たりの変化量をコントローラに送信するデータ送信部を有する位置検出器５１〜５２と、この位置検出器と前記コントローラとを接続するシリアル伝送路Ｓ７とを備え、このシリアル伝送路に分岐部３０を設け、各位置検出器に接続するとともに、前記コントローラより送信指令を受けた位置検出器の位置データ若しくは単位時間当たりの変化量を、前記データ送信部よりシリアル信号で前記コントローラに伝送するよう構成している。
そして、分岐部からアドレスで選択された位置検出器が、自己のアドレスと位置データを送信する。
FIG. 20 shows a conventional serial communication device for position detector.
A
Then, the position detector selected by the address from the branch unit transmits its own address and position data.
他の構成の従来の位置検出器用シリアル通信装置を図２１に示す。
アーム等の複数の動作軸を駆動する複数のモータ６１〜６３に対し、それぞれの回転位置を検出する位置検出器５１〜５３を設ける。この位置検出器は、位置検出器情報をシリアルデータによって出力する。コントローラ１と複数の位置検出器との間は、一つのシリアル伝送路Ｓ５により接続され、コントローラから位置検出器にリクエスト信号を送信することにより、位置検出器がそのリクエスト信号の内容に応じて位置検出器情報をコントローラに送信するよう構成している。
たとえば、個別モードでは、駆動装置がリクエスト信号とともに位置検出器ＩＤ番号を送信し、該位置検出器ＩＤ番号に一致した位置検出器がデータを送信する。
連続モードでは、リクエスト信号を送信するとともに全ての位置検出器を指定するＩＤ番号を送信する。位置検出器は、予め設定された順番（ＩＤ番号の並び順）でデータを送信する。なお、ＩＤ番号は、位置検出器の外部から設定されるものであり、ＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
FIG. 21 shows a conventional serial communication device for a position detector having another configuration.
For example, in the individual mode, the driving device transmits a position detector ID number together with a request signal, and a position detector that matches the position detector ID number transmits data.
In the continuous mode, a request signal is transmitted and an ID number designating all position detectors is transmitted. The position detector transmits data in a preset order (ID number order). The ID number is set from the outside of the position detector and is stored in the EEPROM.
他の構成の従来の位置検出器用シリアル通信装置を図２２に示す。
位置検出器５１側に検出５０５からのパラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル／シリアル変換手段５０１と、該パラレル／シリアル変換手段により変換されたシリアル信号を送信する送信手段５０３と、コントローラ１側からの制御信号を受信する受信手段５０４と、位置検出器側の送受信を制御する送受信制御手段５０２と、コントローラ側に位置検出器側へ制御信号を送信する送信手段１０３と、位置検出器側からの信号を受信する受信手段１０４と、該受信手段からのシリアル信号をパラレル信号に変換するシリアル／パラレル変換手段１０１と、コントローラ側の送受信を制御する送受信制御手段１０２と、前記位置検出器側と前記コントローラ側との間の信号伝達用の一対のシリアル伝送路Ｓ５とを備え、複数の位置検出器から構成されるものである。
制御装置は位置検出器のデータが必要なとき、位置検出器番号の情報を含むデータリクエスト信号を送信する。各位置検出器は、自分にあらかじめ与えられている位置検出器番号と、データリクエスト信号に含まれる位置検出器番号とが一致すると、一連のデータの送受信動作を行う。
FIG. 22 shows a conventional serial communication device for a position detector having another configuration.
From the parallel / serial conversion means 501 for converting the parallel signal from the detection 505 into a serial signal to the
When the position detector data is required, the control device transmits a data request signal including information on the position detector number. Each position detector performs a series of data transmission / reception operations when the position detector number given to the position detector matches the position detector number included in the data request signal.
他の構成の従来の位置検出器用シリアル通信装置を図２３に示す。電源線６００あるいはグランド線６０２が断線したした時に点灯する通電表示用LED６０５を設けるとともにクロック線６０１あるいはデータ線６０３の断線を検出する断線検出手段６０４及びこの断線検出手段６０４の出力に基づいて、クロック線６０１あるいはデータ線６０３の断線に応じて点灯するクロック断線表示用LED６０６及びデータ断線表示用LED６０７を設けて、断線等によるシリアル伝送路異常を検知できるようにしている。
FIG. 23 shows a conventional serial communication device for a position detector having another configuration. An
このように従来の位置検出器用シリアル通信装置の場合、いずれの例においても、位置検出器がＩＤ番号を持っておくことが必須である。
しかし、あらかじめＩＤ番号を設定した位置検出器をサーボ制御部との対応を間違えないように組み込む作業には、人為的なミスが入り込み易い。また、あらかじめＩＤ番号を設定してない位置検出器をモータが機器に組み込まれた後から、ＩＤ番号を設定することは難しい。シリアル伝送路に接続された、ＩＤ番号が設定されていない位置検出器を特定して該位置検出器と通信することが難しいからである。
その結果、実際の多軸機械の構築にシリアル通信を利用することは難しく、省配線化の期待は大きいものの、あまり普及していない。
また、断線検出にはシリアル伝送路上のデータをモニタする専用のハードウエアを別個に設ける必要や、各ノード毎に表示用LEDを設ける必要があり、装置が複雑化、大型化するといった問題があった。
As described above, in the case of the conventional serial communication device for position detector, in any example, it is essential that the position detector has an ID number.
However, it is easy for human error to enter a position detector in which an ID number is set in advance so that the correspondence with the servo control unit is not mistaken. In addition, it is difficult to set the ID number after the motor has been incorporated into the device with a position detector that has not been previously set with an ID number. This is because it is difficult to identify and communicate with a position detector connected to a serial transmission path and having no ID number set.
As a result, it is difficult to use serial communication for the construction of an actual multi-axis machine, and although there is a great expectation for wiring saving, it is not so popular.
In addition, for disconnection detection, it is necessary to provide dedicated hardware for monitoring the data on the serial transmission path, and it is necessary to provide a display LED for each node, which causes problems such as complicated and large equipment. It was.
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、センサーがＩＤ番号を持たなくても、複数のサーボ制御部と、複数のモータに取り付けられた複数のセンサーの対応付けが容易であって、該センサーが出力するセンサー情報をモニタし、シリアル伝送路の断線箇所を容易に推定可能なセンサー用シリアル通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is easy to associate a plurality of servo controllers with a plurality of sensors attached to a plurality of motors even if the sensor does not have an ID number. An object of the present invention is to provide a sensor serial communication device that can monitor sensor information output from the sensor and easily estimate the disconnection location of the serial transmission path.
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、１または複数のサーボ制御部と前記サーボ制御部によって駆動される１または複数のモータに取り付けられた１または複数のセンサーを、１つの通信マスタと１以上の通信スレーブを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置において、
前記通信マスタは、1または複数の前記サーボ制御部を接続するための1または複数のサーボ用シリアルポートと、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートを備え、
前記通信スレーブは、前記通信マスタまたは他の前記通信スレーブとカスケード接続するためのカスケード接続用シリアルポートと、１または複数のセンサーを１：１で接続するための１または複数のセンサー用シリアルポートとを備えることを特徴としたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, one or more servo control units and one or more sensors attached to one or more motors driven by the servo control unit are connected to one communication master and one or more communication units. In the serial communication device for sensors connected by the serial transmission path including the slave,
The communication master includes one or more servo serial ports for connecting one or more servo control units, and a cascade connection serial port for connecting the communication slaves,
The communication slave includes a cascade connection serial port for cascading with the communication master or another communication slave, and one or more sensor serial ports for connecting one or more sensors in a 1: 1 ratio. It is characterized by comprising.
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記通信マスタが、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、前記センサー情報を受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号を昇順または降順に対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信する手段を備えることを特徴としたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the communication master corresponds to the sensor information received from the communication slave, the order in which the sensor information is received and the servo serial port number in ascending or descending order. And means for transmitting to the servo serial port at the same time.
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記通信マスタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポート番号を対応表に従って対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信する手段を備えることを特徴としたものである。 According to a third aspect of the present invention, the communication master according to the first aspect is configured such that the communication master simultaneously matches the sensor information received from the communication slave with the order of reception and the servo serial port number according to the correspondence table. A means for transmitting to the servo serial port is provided.
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信マスタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the correspondence table is downloaded from the outside to the communication master at the time of initialization.
請求項５に記載の発明は、請求項１において、前記通信スレーブは、自己より後段からの前記センサー情報を自己より前段へ送信し、その後、自己の前記センサー情報を前段へ送信する手段を備えることを特徴としたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the communication slave includes means for transmitting the sensor information from the subsequent stage to the previous stage from the self, and then transmitting the sensor information of the self to the previous stage. It is characterized by that.
請求項６に記載の発明は、１または複数のサーボ制御部と１または複数の前記サーボ制御部によって駆動される１または複数のモータに取り付けられた１または複数のセンサーを１つの通信マスタと１以上の通信スレーブを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置の通信方法おいて、
前記通信マスタが、センサー情報要求コマンドをカスケード接続用シリアルポートを介して前記通信スレーブに送信するステップＭ１と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップＭ２と、前記センサー情報をサーボ用シリアルポートから対応する前記サーボ制御部に送信するステップＭ３を有し、
前記通信スレーブが、前記センサー情報要求コマンドを受信するとともに後段の前記通信スレーブへ転送するステップＳ１と、前記センサー情報要求コマンドを自己の前記センサーに同時に送信し前記センサーからの前記センサー情報を受信するステップＳ２と、後段からの前記センサー情報を前段の前記通信スレーブまたは前記通信マスタへ転送するステップＳ３と、その後自己の前記センサー情報を前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブへ送信するステップＳ４を有することを特徴としたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, one or more servo control units and one or more sensors attached to one or more motors driven by the one or more servo control units are connected to one communication master and one In the communication method of the serial communication device for sensors connected by the serial transmission path including the above communication slaves,
Step M1 in which the communication master transmits a sensor information request command to the communication slave via a serial port for cascade connection; Step M2 in which sensor information for the sensor information request command is received from the communication slave; and the sensor information A step M3 for transmitting the servo from the servo serial port to the corresponding servo control unit,
The communication slave receives the sensor information request command and forwards it to the communication slave in the subsequent stage, and simultaneously transmits the sensor information request command to its own sensor and receives the sensor information from the sensor. Step S2, Step S3 for transferring the sensor information from the subsequent stage to the communication slave or the communication master in the previous stage, and Step S4 for transmitting the sensor information of its own to the communication master or the communication slave in the previous stage. It is characterized by that.
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記テップＭ３は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号と昇順または降順に対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信するものであることを特徴としたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the Step M3 associates the sensor information received from the communication slave with the order of reception and the number of the servo serial port in ascending or descending order. At the same time, the data is transmitted to the servo serial port.
請求項８に記載の発明は、請求項６において、前記ステップＭ３は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記サーボ用シリアルポートの番号を対応表に従って対応させたうえで同時に前記サーボ用シリアルポートへ送信するものであることを特徴としたものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect, the step M3 is configured such that the sensor information received from the communication slave is associated with the order of reception and the servo serial port number according to the correspondence table. Are simultaneously transmitted to the servo serial port.
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信マスタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。 The invention according to claim 9 is the invention according to claim 8, wherein the correspondence table is downloaded from the outside to the communication master at the time of initialization.
請求項１０に記載の発明は、請求項６において、前記ステップＳ４は、自己より後段からの前記センサー情報を自己より前段へ送信し、その後、自己の前記センサー用シリアルポートに接続されている前記センサーからの前記センサー情報を前記センサー用シリアルポートの番号の降順または昇順に前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブに送信するものであることを特徴としたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the sixth aspect, the step S4 transmits the sensor information from the rear stage to the front stage from the self, and thereafter connected to the sensor serial port of the self. The sensor information from the sensor is transmitted to the communication master or the previous communication slave in descending or ascending order of the sensor serial port number.
請求項１１に記載の発明は、１または複数のサーボ制御部と前記サーボ制御部によって駆動される１または複数のモータに取り付けられた１または複数のセンサーを、１つの通信マスタと１以上の通信スレーブと１つの通信モニタを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置において、
前記通信モニタは、前記通信マスタ、及び、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートと前記通信スレーブから受信したセンサー情報を格納するための受信バッファを備えることを特徴としたものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, one or more servo control units and one or more sensors attached to one or more motors driven by the servo control unit are connected to one communication master and one or more communication units. In a serial communication device for sensors connected to a slave via a serial transmission line including one communication monitor,
The communication monitor includes a cascade connection serial port for connecting the communication master and the communication slave, and a reception buffer for storing sensor information received from the communication slave. .
請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、前記通信モニタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、前記センサー情報を受信した順番と前記受信バッファの番号を昇順又は降順に対応させた上で格納する手段を備えることを特徴としたものである。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the eleventh aspect, the communication monitor associates the sensor information received from the communication slave with the order in which the sensor information is received and the number of the reception buffer in ascending or descending order. It is characterized by comprising means for storing above.
請求項１３に記載の発明は、請求項１１において、前記通信モニタは、前記通信スレーブから受信したセンサー情報を、その受信した順番と受信バッファの番号を対応表に従って対応させた上で格納する手段を備えることを特徴としたものである。 A thirteenth aspect of the present invention is the communication device according to the eleventh aspect, wherein the communication monitor stores the sensor information received from the communication slave in correspondence with the order of reception and the number of the reception buffer according to the correspondence table. It is characterized by comprising.
請求項１４に記載の発明は、請求項１３において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信モニタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。 A fourteenth aspect of the invention is characterized in that, in the thirteenth aspect, the correspondence table is downloaded from the outside to the communication monitor at the time of initialization.
請求項１５に記載の発明は、１または複数のサーボ制御部と１または複数の前記サーボ制御部によって駆動される１または複数のモータに取り付けられた１または複数のセンサーを１つの通信マスタと１以上の通信スレーブと１つの通信モニタを含むシリアル伝送路で接続したセンサー用シリアル通信装置の通信方法おいて、
前記通信モニタが、前記通信マスタからのセンサー情報要求コマンドを受信するステップＭＮ１と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップＭＮ２と、前記センサー情報を前記受信バッファに格納するステップＭＮ３を有することを特徴としたものである。
According to the fifteenth aspect of the invention, one or more servo control units and one or more sensors attached to one or more motors driven by the one or more servo control units are connected to one communication master and one In the communication method of the serial communication device for sensors connected by the serial transmission path including the above communication slave and one communication monitor,
Step MN1 in which the communication monitor receives a sensor information request command from the communication master; Step MN2 in which sensor information corresponding to the sensor information request command is received from the communication slave; and storage of the sensor information in the reception buffer. Step MN3 is included.
請求項１６に記載の発明は、請求項１５において、前記ステップＭＮ３は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記受信バッファの番号と昇順または降順に対応させたうえで格納することを特徴としたものである。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the fifteenth aspect, the step MN3 associates the sensor information received from the communication slave with the order of reception and the number of the reception buffer in ascending or descending order. It is characterized by storing.
請求項１７に記載の発明は、請求項１５において、前記ステップＮＭ３は、前記通信スレーブから受信した前記センサー情報を、その受信した順番と前記受信バッファの番号を対応表に従って対応させたうえで格納することを特徴としたものである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the fifteenth aspect, the step NM3 stores the sensor information received from the communication slave after associating the sensor information with the reception buffer number according to the correspondence table. It is characterized by doing.
請求項１８に記載の発明は、請求項１５において、前記対応表は、初期化時において、外部から前記通信モニタへダウンロードされたものであることを特徴としたものである。 The invention according to claim 18 is the invention according to claim 15, wherein the correspondence table is downloaded from the outside to the communication monitor at the time of initialization.
請求項１９に記載の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５において、前記通信マスタと前記通信スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブと前記１または複数のセンサー間のシリアル伝送路が断線した場合、あるいは３者組み合わせによるすべての断線の場合、前記通信マスタは、予め設定されたセンサーの数だけ受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信する手段を備えたことを特徴としたものである。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the serial transmission path between the communication master and the communication slave is disconnected, or the slave When the serial transmission path between the two is disconnected, when the serial transmission path between the slave and the one or more sensors is disconnected, or when all the disconnections are made by a combination of the three, the communication master is set in advance. It is characterized in that it is provided with means for receiving sensor information that is received by the number of sensors and communication is interrupted due to disconnection.
請求項２０に記載の発明は、請求項１１、請求項１２、請求項１３または請求項１４において、前記通信マスタと前記通信モニタ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記通信マスタと前記通信スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブ間のシリアル伝送路が断線した場合あるいは、前記スレーブと前記１または複数のセンサー間のシリアル伝送路が断線した場合、あるいは４者組み合わせによるすべての断線の場合、前記通信モニタは、予め設定されたセンサーの数だけ受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信する手段を備えたことを特徴としたものである。 According to a twentieth aspect of the present invention, in the eleventh, twelfth, thirteenth, or fourteenth aspect, a serial transmission path between the communication master and the communication monitor is disconnected, or the communication master and the communication When the serial transmission path between the slaves is disconnected, when the serial transmission path between the slaves is disconnected, when the serial transmission path between the slave and the one or more sensors is disconnected, or all four combinations In the case of disconnection, the communication monitor is provided with means for receiving a predetermined number of sensors and receiving information about the sensor that has lost communication due to disconnection.
請求項１、請求項２および請求項５に記載の発明によれば、また、請求項６、請求項７および請求項１０に記載の発明によれば、位置検出器等のセンサーにＩＤ番号を設定しなくても、多軸機械に組み込まれた複数のモータをサーボ制御する複数のサーボ制御部が、該サーボ制御部に対応した位置検出器等のセンサーからの情報をシリアル通信によって得ることができる。従って、多軸機械にセンサーを組み込むときにＩＤ番号を設定したり、センサーを交換するときにそのＩＤ番号を引き継ぐ等の手間が不要なので、多軸機械のサーボ制御システムにおいて、サーボ制御部にセンサー情報を与える手段としてシリアル通信を容易に利用することができる。
According to the inventions according to
請求項３および請求項４に記載の発明または請求項８および請求項９に記載の発明によれば、上記の効果に加え、サーボ制御部とセンサーの対応の変更を論理的に行うことができるので、本センサー用シリアル通信装置を利用する上での利便性が増す。 According to the third and fourth aspects of the invention or the eighth and ninth aspects of the invention, in addition to the above effects, the correspondence between the servo control unit and the sensor can be logically changed. Therefore, convenience in using the serial communication device for the sensor is increased.
請求項１１、請求項１２に記載の発明によれば、また、請求項１５、請求項１６に記載の発明によれば、上記の効果に加え、シリアル通信により授受されるセンサー情報を監視するためのモニタ装置を構成することができる。 According to the inventions according to claims 11 and 12, and according to the inventions according to claims 15 and 16, in addition to the above effects, the sensor information transmitted and received by serial communication is monitored. Can be configured.
請求項１３および請求項１４に記載の発明または請求項１７および請求項１８に記載の発明によれば、上記の効果に加え、モニタ装置にてサーボ制御部とセンサーの対応を論理的に行うことができるので、本センサー用シリアル通信装置を利用する上での利便性が増す。 According to the invention described in claim 13 and claim 14 or the invention described in claim 17 and claim 18, in addition to the above effects, the correspondence between the servo control unit and the sensor is logically performed in the monitor device. Therefore, convenience in using the serial communication device for the sensor is increased.
請求項１９および請求項２０に記載の発明によれば、通信モニタは、予め設定されたセンサーの数だけセンサー情報を受信し、断線により通信が途絶えたセンサー情報は空けて受信するようにしたため、通信マスタが受信した通信スレーブからのセンサー情報に本来あるべきセンサー情報がないとき（タイムスロットにセンサー情報がないとき）該センサー情報のない個所が断線個所と特定ができ、シリアル伝送路上のデータをモニタする専用のハードウエアを別個に設ける必要や、各ノード毎に表示用LEDを設ける必要がなく、装置が複雑化、大型化するといった問題がない。
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施例のセンサー用シリアル通信装置のシステム構成図である。
１はコントローラ、１１〜１４はコントローラ１に備えられたサーボ制御部、１９はコントローラ１と通信マスタ２が同期して動作するための共通のクロックである。
２はサーボ制御部１１〜１４とシリアル伝送路Ｓ１〜Ｓ４で接続された通信マスタ、３は通信マスタ２にシリアル伝送路Ｓ５で接続された通信スレーブ、４は通信スレーブ３にシリアル伝送路Ｓ６で接続された通信スレーブ、５はターミネータ、６１〜６４はモータであり、５１〜５４はモータ６１〜６４に取り付けられた位置検出器等のセンサーであり、シリアル伝送路Ｓ７〜Ｓ１０によって通信スレーブ３〜４と接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram of a sensor serial communication apparatus according to a first embodiment of the present invention.
1 is a controller, 11 to 14 are servo control units provided in the
2 is a communication master connected to the servo control units 11 to 14 via the serial transmission paths S1 to S4, 3 is a communication slave connected to the
なお、通信スレーブは必要な段数だけカスケード接続することができるが、ここでは、簡単のため２段だけカスケード接続した例を示している。また、各通信スレーブのセンサーポートも任意の数だけ設けることができるが、簡単のため、センサーポート数が２の例を示している。また、サーボ制御部１１〜１４が、モータ６１〜６４に電力を供給するための電力線やセンサー５１〜５４に制御電源を供給するケーブルも、簡単のため、記述を省略している。
Note that the communication slaves can be cascade-connected in the required number of stages, but here, for simplicity, an example in which only two stages are cascade-connected is shown. In addition, although an arbitrary number of sensor ports can be provided for each communication slave, an example in which the number of sensor ports is 2 is shown for simplicity. In addition, the power lines for the servo control units 11 to 14 to supply power to the motors 61 to 64 and the cables for supplying the control power to the
通信マスタ２は、サーボ制御部を接続するためのシリアルポートを複数個持っているが、以降、そのシリアルポートをサーボポートという。また、個々のサーボポートを識別するための番号をサーボポート番号という。サーボポート番号は、あらかじめ決められているものであり、たとえば、ｓｐ１、ｓｐ２、ｓｐ３、ｓｐ４のように表記する。
The
通信スレーブ３、通信スレーブ４は、センサーをシリアル伝送路で接続するためのシリアルポートを持っているが、以降、そのシリアルポートをセンサーポートという。また、そのセンサーポートを識別する番号をセンサーポート番号という。センサーポート番号は、あらかじめ決められているものであり、例えば、ｐ１、ｐ２のように表記する。
The
さらに、以降、有効センサーポートとは、センサーが実際に接続されているセンサーポートのことをいうものとする。
後段有効センサーポート数とは、自己の通信スレーブより後段の通信スレーブの有効センサーポートの総数をいうものとする。
タイムスロットとは、各通信スレーブが有効センサーポートを介して受信したセンサー情報を通信マスタへ送信するときに、シリアル伝送路を時分割で使用するが、その時分割の単位のことをいうものとする。
Further, hereinafter, the effective sensor port refers to a sensor port to which a sensor is actually connected.
The number of effective sensor ports in the subsequent stage refers to the total number of effective sensor ports in the communication slaves subsequent to the own communication slave.
A time slot is a unit of time division when a serial transmission path is used in time division when each communication slave transmits sensor information received via an effective sensor port to the communication master. .
図１の構成において、コントローラ１のモーション制御部（図示せず）は、多軸機械を制御するために、外部からダウンロードされた作業プログラム（図示せず）を解釈して、サーボ制御部１１〜１４に与える指令を生成する。サーボ制御部１１〜１４は、その指令に基づいて、モータ６１〜６４をサーボ制御するが、そのサーボ制御に必要なセンサー５１〜５４からのセンサー情報を、通信スレーブ３、通信スレーブ４、通信マスタ２を介して得ることができる。
In the configuration of FIG. 1, the motion control unit (not shown) of the
図６は、通信マスタ２が通信スレーブ３へセンサー情報要求を送信し、通信スレーブ３がセンサー５１へセンサー情報要求を送信し、センサー５１がセンサー情報３３１を通信スレーブ３へ送信し、通信スレーブ３が通信マスタ２へセンサー情報３３１をタイムスロットｔ４を利用して送信する様子を示している。ただし、図６では、通信マスタ２へタイムスロットｔ１〜ｔ３を利用して送信されるセンサー情報が、それぞれシリアル伝送路Ｓ８〜Ｓ１０を介して通信スレーブ３〜４へ送信される様子については省略している。また、シリアル伝送路Ｓ５の伝送速度は、シリアル伝送路Ｓ７の２倍である場合の例として記載している。
In FIG. 6, the
まず、通信マスタ２は、センサー情報要求３１０をシリアル伝送路Ｓ５へ送信し、通信スレーブ３は該センサー情報要求３１０を受信して、シリアル伝送路Ｓ７を介してセンサー５１へ転送する。センサー５１は、該センサー情報要求３１０に応答して、センサー情報３３１をシリアル伝送路Ｓ７を介して通信スレーブ３へ送信する。
通信スレーブ３は、後段からのセンサー情報３３３〜３３４を先に前段へ転送した後、自己の有効検出器ポートから受信したセンサー情報３３１〜３３２を、センサーポート番号の降順（昇順にすることも可能である）で前段へ送信する。
First, the
The
シリアル伝送路上の通信は時分割多重化され、タイムスロット番号は、より後段の通信スレーブのセンサーポート番号に対応するものから順番に、また、同一の通信スレーブ内においては、センサーポート番号の降順（昇順にすることも可能である）に、空きがないように、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４のように割り当てられる。
タイムスロットの長さはセンサー情報の送信時間と、符号化に基づいて増えたビット数分の送信時間および伝送路長や伝送回路に依存した遅延時間を吸収するためのギャップ時間との和であり予め決められるものであり、タイムスロットの総数は、センサーが実際に接続されている有効センサーポートの総数となる。
なお、タイムスロット数は、通信マスタまたは各通信スレーブの送受信処理部に備えられたタイマ（図示せず）にタイムスロット長の時間を設定し、その時間がタイムアップする毎にカウントするものとする。
また、通信マスタ２においてタイムスロットをカウントする基準点は、各通信スレーブに対してセンサー情報要求３１０の送信を完了した時点であり、通信スレーブ３においてタイムスロットをカウントする基準点は、通信スレーブ３が通信マスタからセンサー情報要求３１０の受信を完了した時点である。
Communication on the serial transmission line is time-division multiplexed, and the time slot numbers are assigned in order starting from the one corresponding to the sensor port number of the communication slave at a later stage, and within the same communication slave, the descending order of the sensor port number ( (Ascending order is also possible), and allocation is made as t1, t2, t3, t4 so that there is no space.
The length of the time slot is the sum of the transmission time of the sensor information and the transmission time for the number of bits increased based on encoding and the gap time to absorb the delay time depending on the transmission path length and transmission circuit. The total number of time slots is the total number of valid sensor ports to which sensors are actually connected.
The number of time slots is counted every time the time slot length is set in a timer (not shown) provided in the transmission / reception processing unit of the communication master or each communication slave, and the time is up. .
The reference point for counting the time slot in the
図６に示すようなタイムスロットを利用した通信を実現するために、各通信スレーブ３〜４は、初期化の段階において、自己の有効センサーポート、および、後段有効センサーポートの数を把握しておかなければならない。また、通信マスタ２は、全ての有効センサーポートの数を把握しておかなければならない。
In order to realize communication using time slots as shown in FIG. 6, each
以下、初期化の手順について説明する。
まず、各通信スレーブ３、４は、パワーオンリセット（図示せず）により、シリアル伝送路をＯＮ／ＯＦＦするためのカスケードスイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＦＦに設定する。また、自己の有効センサーポートのセンサーポート番号を検出し、スレーブセンサーポート表３２、４２の有効位置検出ポート番号欄（図３−ａ、３−ｂ）に記憶しておく。
カスケードスイッチＳＷ１、ＳＷ２がＯＦＦのとき、通信マスタ２に接続されている通信スレーブは、通信マスタ２に最も近い通信スレーブ３のみとなる。この状態で、通信マスタ２は、図７に示すフローチャートに従って通信スレーブ３、４の通信スレーブ番号の設定と有効センサーポート数の把握を行う。
The initialization procedure will be described below.
First, the
When the cascade switches SW1 and SW2 are OFF, the communication slave connected to the
通信マスタ２は、通信スレーブ３へ、通信スレーブ番号＃１と有効センサーポート数要求からなる通信スレーブ番号設定コマンドを送信する。
通信スレーブ番号設定コマンドを受信した通信スレーブ３は、図８に示すフローチャートに従って応答する。すなわち、カスケードスイッチＳＷ１がＯＦＦである場合、通信スレーブ番号＃１をスレーブセンサーポート表３２の通信スレーブ番号欄（図３−ａ）に記憶し、スレーブセンサーポート表３２に記憶されている通信スレーブ３の有効センサーポート数を通信マスタ２へ返信し、その後、カスケードスイッチＳＷ１をＯＮにする。
通信マスタ２は、返信されてきた通信スレーブ３のセンサーポート数を通信マスタ有効センサーポート表２２の有効センサーポート数欄（図２）に記憶する。
The
The
The
通信マスタ２は、上記と同様の初期化の手順を、通信スレーブ番号をインクリメントしながら、最後段の通信スレーブ４からのセンサーポート数を受信するまで繰り返す。最後段の通信スレーブ４からのセンサーポート数であることは、有効センサーポート要求コマンドを送信した後にタイマがタイムアップした場合に、先回の返信が最終段の通信スレーブ４からのものだったというようにして判断することができる。
なお、このタイムアップは、通信マスタ２の送受信処理部に備えられたシリアル通信監視用のタイマ（図示せず）に設定したタイマ値がタイムアップしたことによって発生するものである。
The
This time-up occurs when a timer value set in a serial communication monitoring timer (not shown) provided in the transmission / reception processing unit of the
次に、通信マスタ２は、図９に示すフローチャートに従って、通信スレーブ３、４それぞれに、後段有効センサーポート数を送信する。まず、通信スレーブ３に、図５−ｂに示すような後段有効センサーポート数を設定するコマンドを送信する。この場合、通信スレーブ番号には“１”が、後段有効ポート数には、通信スレーブ３の後段である通信スレーブ４の有効センサーポート数“２”が設定される。
通信スレーブ３は、このコマンドを受信したら、図１０に示すフローチャートに従って処理を行い、後段センサーポート数を通信スレーブセンサーポート表３２の後段センサーポート数欄（図３−ａ）に記憶する。その後、その応答を通信マスタ２に返信する。
Next, the
Upon receiving this command, the
次に、通信マスタ２は、通信スレーブ４に対して同様に、後段有効センサーポート数を設定する手順を行うが、通信スレーブ４は最後段なので、有効センサーポート数“０”を設定するためのコマンドを送信する。通信スレーブ数が任意の場合は、通信マスタセンサーポート表２２から記憶されている通信スレーブ数の分だけ、後段有効センサーポート数の設定手順を繰り返す。
以上のような初期化手順が終了したとき、通信マスタ２は通信マスタ有効センサーポート表２２に図２に示すような情報を記憶し、通信スレーブ３、４は通信スレーブ有効センサーポート表３３、３４に図３−ａ、３−ｂに示すような情報を記憶し、カスケードスイッチＳＷ１、ＳＷ２は全てＯＮになっている。
Next, the
When the initialization procedure as described above is completed, the
次に、図１１、１２を用いて、サーボ制御時の通信マスタ２と通信スレーブ３、４との通信について説明する。
まず、通信マスタ２は、コントローラ１のサーボ制御部１１〜１４のいずれかからのセンサー情報要求に同期してまたはクロック１９に同期して、図５−ｄに示すようなセンサー情報要求コマンドを通信スレーブ３、４へ送信する。
センサー情報要求コマンドを受信した通信スレーブ３、４は、該センサー情報要求コマンドを各々の有効センサーポートｐ１、ｐ２、シリアル伝送路Ｓ７〜１０を介してセンサー５１〜５４へ送信する。センサー５１〜５４はセンサー情報を、シリアル伝送路Ｓ７〜１０、有効センサーポートｐ１、ｐ２を介して、通信スレーブ３、４へ送信する。
Next, communication between the
First, the
The
通信スレーブ４は、後段有効センサーポート数が０なので後段からのセンサー情報の送信を待つことなく、センサー５３、５４からのセンサー情報をセンサーポート番号の降順（昇順にすることも可能である）で、通信スレーブ３へ送信する。
通信スレーブ３は、タイムスロットが後段有効センサーポート数分経過した後、センサー５１、５２からのセンサー情報をセンサーポート番号の降順（昇順にすることも可能である）で通信マスタ２へ送信する。
通信マスタ２は、タイムスロットが全てのセンサーポート数分経過したら、全ての有効センサーポートからのセンサー情報を受信しているので、該センサー情報を受信した順番、すなわち、タイムスロット番号ｔ１〜ｔ４の順番とサーボポート番号ｓｐ１〜ｓｐ４の昇順（降順にすることも可能である）を対応させて、該センサー情報をサーボポートｓｐ１〜ｓｐ４へ送信する。
The communication slave 4 has no effective sensor port on the rear stage, so that the sensor information from the sensors 53 and 54 can be arranged in descending order (in ascending order) of the sensor port number without waiting for transmission of sensor information from the rear stage. To the
The
Since the
図１３は、サーボ制御時の通信マスタ２と通信スレーブ３、４との通信のタイミング図で、シリアル伝送路Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７〜Ｓ１０上を流れるセンサー情報要求とセンサー情報を示している。本タイミング図は、シリアル伝送路Ｓ５、Ｓ６の通信速度は、シリアル伝送路Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ７〜Ｓ１０の通信速度の２倍であるものとして記述している。
FIG. 13 is a timing diagram of communication between the
初期化が完了してサーボ制御が始まった後、サーボ制御部１１〜１４からのセンサー情報要求コマンド３１１〜３１４はシリアル伝送路Ｓ１〜Ｓ４に、同じタイミングで送信される。サーボ制御部１１〜１４は、共通のクロック１９に同期して動作するからである。
通信マスタ２は、任意の一つのセンサー情報要求コマンドを通信スレーブ３、４へ送信するが、図１３では、サーボ制御部１１からのセンサー情報要求コマンド３１１を通信スレーブ３、４へシリアル通信路Ｓ５、Ｓ６を介して送信している。
このセンサー情報要求コマンド３１１を受信した通信スレーブ３は、センサー５１〜５２のセンサー情報を得るために、センサー情報要求コマンド３１１をシリアル伝送路Ｓ７〜Ｓ８を介してセンサー５１〜５２へ送信する。センサー５１〜５２は同時にセンサー情報要求コマンド３１１を受信して、それに対する応答であるセンサー情報３３１〜３３２をシリアル伝送路Ｓ７〜Ｓ８を介して通信スレーブ３へ送信する。
After initialization is completed and servo control is started, sensor information request commands 311 to 314 from the servo control units 11 to 14 are transmitted to the serial transmission lines S1 to S4 at the same timing. This is because the servo control units 11 to 14 operate in synchronization with the
The
The
同様に、このセンサー情報要求コマンド３１１を受信した通信スレーブ４は、センサー５３〜５４のセンサー情報を得るために、センサー情報要求コマンド３１１をシリアル伝送路Ｓ９〜Ｓ１０を介してセンサー５３〜５４へ送信する。センサー５３〜５４は同時にセンサー情報要求コマンド３１１を受信して、それに対する応答であるセンサー情報３３３〜３３４をシリアル伝送路Ｓ９〜Ｓ１０を介して通信スレーブ４へ送信する。
通信スレーブ４は、後段有効センサーポート数が０に設定されているので、後段からのセンサー情報を受信することなく、自己のセンサー情報をセンサーポート番号の降順（昇順にすることも可能である）で前段へ送信する。すなわち、まず、センサー情報３３４をシリアル伝送路Ｓ６を介して通信スレーブ３へ送信し、次に、センサー情報３３３をシリアル伝送路Ｓ６を介して通信スレーブ３へ送信する。
Similarly, the communication slave 4 that has received the sensor
Since the number of effective sensor ports in the rear stage is set to 0, the communication slave 4 does not receive sensor information from the rear stage, and the sensor information of its own can be in descending order (in ascending order) of the sensor port number. Send to the previous stage. That is, first, the
通信スレーブ３は、後段有効センサーポート数が２に設定されているので、後段からのセンサー情報をシリアル伝送路Ｓ６を介して、タイムスロット数“２”個分カウントして、シリアル伝送路Ｓ５を介して通信マスタ２へ転送する。その後、自己のセンサー情報３３２をシリアル伝送路Ｓ５を介して通信マスタ２へ送信し、その次にセンサー情報３３１をシリアル伝送路Ｓ５を介して通信マスタ２へ送信する。
Since the number of effective sensor ports in the subsequent stage is set to 2, the
通信マスタ２は、これらのセンサー情報３３１〜３３４を、受信した順番と逆の順番、すなわちタイムスロット番号ｔ１〜ｔ４の降順を、サーボポート番号ｓｐ１〜ｓｐ４の昇順（昇順にすることも可能である）に対応させて、サーボポートｓｐ１〜ｓｐ４出力する。各タイムスロットで受信されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかが分かっているので、このサーボポートに出力されるセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかが分かっている。従って、その情報に基づいてサーボポートｓｐ１〜ｓｐ４とサーボ制御部１１〜１４をシリアル伝送路Ｓ１〜Ｓ４で接続しておけば、各サーボ制御部１１〜１４は、自己が必要とするセンサー情報を受信することができる。
The
サーボ制御部１１〜１４とサーボポートｓｐ１〜ｓｐ４を個別のシリアル伝送路Ｓ１〜Ｓ４で接続できる場合は、サーボ制御部１１〜１４とサーボポートｓｐ１〜ｓｐ４を適切に対応させることは容易である。
しかし、サーボ制御部１１〜１４とサーボポートｓｐ１〜ｓｐ４が、リボンケーブルまたはプリント配線で接続される場合、サーボ制御部１１〜１４とサーボポートｓｐ１〜ｓｐ４の対応が固定され、サーボ制御部がそのサーボ制御部によって制御されるモータに取り付けられたセンサーからのセンサー情報を受信できない状態が発生する恐れがある。
そのような場合には、通信マスタ２は、タイムスロット/サーボポート対応表２３、すなわち図４に示すようなタイムスロット番号とサーボポート番号の対応表を持ち、そのタイムスロット番号に対応したサーボポートへ、該タイムスロット番号において受信したセンサー情報を送信する。（第２実施例）
なお、タイムスロット/サーボポート対応表２３の設定は、たとえば、外部のエンジニアリングツール等からコントローラ１のシリアルポート（図示せず）、サーボ制御部１１、シリアル伝送路Ｓ１を介して通信マスタ２へ容易にダウンロードすることができる。
When the servo control units 11 to 14 and the servo ports sp1 to sp4 can be connected by the individual serial transmission paths S1 to S4, it is easy to appropriately correspond the servo control units 11 to 14 and the servo ports sp1 to sp4.
However, when the servo control units 11 to 14 and the servo ports sp1 to sp4 are connected by a ribbon cable or printed wiring, the correspondence between the servo control units 11 to 14 and the servo ports sp1 to sp4 is fixed. There is a possibility that a state in which sensor information from a sensor attached to a motor controlled by the servo control unit cannot be received may occur.
In such a case, the
The time slot / servo port correspondence table 23 can be easily set to the
次に、センサーへのパラメータの書込みについて、図１４を用いて説明する。センサーへの個別の書込みは該センサーが接続されているセンサーポートへの書込みのみを有効にして、センサー情報の読出しと同様に、タイムスロット方式で行う。そのために、図５−ｃに示すようなセンサーポートマスク要求３４１を各通信スレーブに対して送信し、当該センサーポートへの書込みのみを有効にして他のセンサーポートへの書込みを無効にする。
その後、通信マスタは２、パラメータ等のデータを書込むためのセンサー書込み要求３５２を送信する。図１４では、センサー５２向けにンサー書込み要求３５２が伝送される。なお、センサー５２からの応答を通信マスタ２へ送信する方法は、センサー情報を送信する場合と同様であるので説明を省略する。
Next, parameter writing to the sensor will be described with reference to FIG. The individual writing to the sensor is performed by the time slot method in the same manner as the reading of the sensor information by enabling only the writing to the sensor port to which the sensor is connected. For this purpose, a sensor port mask request 341 as shown in FIG. 5C is transmitted to each communication slave, and only writing to the sensor port is enabled and writing to other sensor ports is disabled.
Thereafter, the
次に、本発明の第３実施例のセンサー用シリアル通信装置の動作について図１５を用いて説明する。図１５は本発明の第３実施例のセンサー用シリアル通信装置のシステム構成図である。図１５において図１と同じものに関しては説明を省略する。８は通信モニタであり、通信マスタ２と通信スレーブ３間のシリアル伝送路Ｓ５に接続されている。通信モニタ８は通信マスタ２から送信されるセンサー情報要求３１０、及び、通信スレーブ３から送信されるセンサー情報３３１〜３３４を受信するための通信モニタ受信処理部８１と、センサー情報３３１〜３３４を格納するための受信バッファ８４〜８７から構成されている。
なお、通信モニタ８の受信バッファは任意の数だけ設けることができるが、簡単のため、センサー数が４の例を示している。
Next, the operation of the sensor serial communication apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a system configuration diagram of the sensor serial communication apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 15, the description of the same components as those in FIG. A communication monitor 8 is connected to a serial transmission path S5 between the
Although an arbitrary number of reception buffers of the communication monitor 8 can be provided, an example in which the number of sensors is four is shown for simplicity.
図６に示すようなタイムスロットを利用した通信でデータの監視を実現するために、通信モニタ８は全ての有効センサーポートの数を把握しておかなければならない。 In order to realize data monitoring by communication using a time slot as shown in FIG. 6, the communication monitor 8 must know the number of all effective sensor ports.
以下、通信モニタ８の初期化手順について説明する。
通信マスタ２は通信スレーブ３へ、通信スレーブ番号＃１と有効センサーポート数要求からなる通信スレーブ番号設定コマンドを送信する。
通信スレーブ番号設定コマンドを受信した通信モニタ８は、図１６に示すフローチャートに従って動作を行う。すなわち、スレーブ番号＃１を通信モニタ有効センサーポート表８２の通信スレーブ番号欄（図１７）に記憶する。その後、通信スレーブ３から送信される有効センサーポート数を受信したら通信モニタ有効センサーポート表８２の有効センサーポート数欄（図１７）に記憶する。
Hereinafter, the initialization procedure of the communication monitor 8 will be described.
The
The communication monitor 8 that has received the communication slave number setting command operates according to the flowchart shown in FIG. That is, the
通信マスタ２は、上記と同様の初期化の手順を、通信スレーブ番号をインクリメントしながら、最終段の通信スレーブ４からのセンサーポート数を受信するまで繰り返す。通信モニタ８も図１６に示すフローチャートに従い、最終段の通信スレーブ４からのセンサーポート数を受信するまで繰り返す。最終段の通信スレーブ４からのセンサーポート数であることは、有効センサーポート数要求コマンドを受信した後にタイマがタイムアップした場合に、前回の有効センサーポート数が最終段の通信スレーブ４からのものだったというようにして判断することができる。
なお、このタイムアップは、通信モニタ８の通信モニタ受信処理部８１に備えられたシリアル通信監視用のタイマ（図示せず）に設定したタイマ値がタイムアップすることによって発生するものである。
以上のような初期化手順が終了したとき、通信モニタ８は通信モニタ有効センサーポート表８２に図１７のような情報を記憶される。
The
This time-up occurs when a timer value set in a serial communication monitoring timer (not shown) provided in the communication monitor
When the initialization procedure as described above is completed, the communication monitor 8 stores information as shown in FIG. 17 in the communication monitor valid sensor port table 82.
次に、図１９を用いてサーボ制御時の通信モニタ８の動作について説明する。通信モニタ８は、タイムスロットが全てのセンサーポート数分経過したら、全ての有効センサーポートからのセンサー情報を受信しているので、該センサー情報を受信した順番、すなわち、タイムスロット番号ｔ１〜ｔ４の順番と受信バッファ番号の昇順（降順にすることも可能である）を対応させて、該センサー情報を受信バッファ番号＃１〜＃４を有する受信バッファ８４〜８７に格納する。
Next, the operation of the communication monitor 8 during servo control will be described with reference to FIG. Since the communication monitor 8 has received sensor information from all valid sensor ports after the time slot has elapsed for all sensor ports, the communication monitor 8 receives the sensor information in the order in which the sensor information is received, that is, the time slot numbers t1 to t4. The sensor information is stored in the reception buffers 84 to 87 having the reception
通信モニタ８は、これらのセンサー情報３３１〜３３４を、受信した順番（または逆の順番）で、すなわちタイムスロット番号ｔ１〜ｔ４の昇順（または降順）で受信バッファ８４〜８７に格納する。
あるいは、センサー情報３３１〜３３４を、タイムスロット番号ｔ１〜ｔ４と受信バッファ番号の対応表（図１８）に基いて受信バッファ８４〜８７に格納することもできる。
受信バッファ８４〜８７に格納されたセンサー情報はセンサー情報監視用のＣＰＵ（図示せず）等により読み出すことが可能である。
そして、各タイムスロットで受信されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかが分かっているので、この受信バッファ８４〜８７に格納されたセンサー情報は、どのモータに取り付けられたセンサーからのものであるかを判断することが可能である。
The communication monitor 8 stores the
Alternatively, the
The sensor information stored in the reception buffers 84 to 87 can be read by a sensor information monitoring CPU (not shown) or the like.
Since the sensor information received in each time slot is known from the sensor attached to which motor, the sensor information stored in the reception buffers 84 to 87 is attached to which motor. It is possible to determine whether it is from a sensor that is attached.
なお、タイムスロット/受信バッファ番号対応表８３の設定は、通信マスタ２のタイムスロット/サーボポート対応表２３設定時に、例えば、外部のエンジニアリングツール等からコントローラ１のシリアルポート（図示せず）、サーボ制御部１１、シリアル伝送路Ｓ１、通信マスタ２を介して通信モニタ８へ容易にダウンロードすることができる。
The time slot / reception buffer number correspondence table 83 is set when the time slot / servo port correspondence table 23 of the
次に、本発明の第４の実施例のセンサー用シリアル通信装置の動作について図２４を用いて説明する。図２４は、第３実施例のセンサー用シリアル通信装置に、断線検出の動作を説明するために断線個所１ ６１０と断線個所２ ６１１を付加したのみのシステム構成図である。まず図２４において初期化終了後、シリアル伝送路S８のみに断線個所１ ６１０が発生した場合を説明する。
Next, the operation of the sensor serial communication apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a system configuration diagram in which a
初期化が完了してサーボ制御が始まった後、図２５に示されるセンサー情報要求コマンド３１１を受信した通信スレーブ４は、センサー５３〜５４のセンサー情報を得るために、センサー情報要求コマンド３１１をシリアル伝送路Ｓ９〜Ｓ１０を介してセンサー５３〜５４へ送信する。センサー５３〜５４は同時にセンサー情報要求コマンド３１１を受信して、それに対する応答であるセンサー情報３３３〜３３４をシリアル伝送路Ｓ９〜Ｓ１０を介して通信スレーブ４へ送信する。
通信スレーブ４は、後段有効センサーポート数が０に設定されているので、後段からのセンサー情報を受信することなく、自己のセンサー情報をセンサーポート番号の降順（昇順にすることも可能である）で前段へ送信する。すなわち、まず、センサー情報３３４をシリアル伝送路Ｓ６を介して通信スレーブ３へ送信し、次に、センサー情報３３３をシリアル伝送路Ｓ６を介して通信スレーブ３へ送信する。
After the initialization is completed and the servo control is started, the communication slave 4 that has received the sensor
Since the number of effective sensor ports in the rear stage is set to 0, the communication slave 4 does not receive sensor information from the rear stage, and the sensor information of its own can be in descending order (in ascending order) of the sensor port number. Send to the previous stage. That is, first, the
通信スレーブ３は、後段有効センサーポート数が２に設定されているので、後段からのセンサー情報をシリアル伝送路Ｓ６を介して、タイムスロット数“２”個分カウントして、シリアル伝送路Ｓ５を介して通信マスタ２へ転送する。また、通信スレーブ３は、前記初期化の手順で説明したとおり、有効センサーポート数が“２”個（有効センサーポート番号ｐ１とｐ２）が設定されているので、通信マスタに対してタイムスロット数“２”個分の転送を行なう。まず自己のセンサー情報３３２をシリアル伝送路Ｓ５を介して通信マスタ２へ送信しようとするが、断線個所１ ６１０が発生しているためセンサー情報３３２は、図２５に示されるように、例えば断線個所１ ６１０が“０”レベルに固定した断線であればセンサー情報３３２はすべて“０”を転送する。その次にセンサー情報３３１をシリアル伝送路Ｓ５を介して通信マスタ２へ送信する。
Since the number of effective sensor ports in the subsequent stage is set to 2, the
通信マスタ２は、これらのセンサー情報３３１〜３３４を、受信した順番と逆の順番、すなわちタイムスロット番号ｔ１〜ｔ４の降順を、サーボポート番号ｓｐ１〜ｓｐ４の昇順（昇順にすることも可能である）に対応させて、サーボポートｓｐ１〜ｓｐ４出力する。
すなわちサーボポートｓｐ１、ｓｐ３、ｓｐ４からは正常な値が観測され、ｓｐ２からは常に“０”の値が観測される。センサー情報３３２はセンサー５２からの情報であり、シリアル伝送路S８の個所が断線していると特定される。
The
That is, normal values are observed from the servo ports sp1, sp3, and sp4, and a value of “0” is always observed from sp2. The
次に図２４において初期化終了後、シリアル伝送路S６のみに断線個所２ ６１１が発生した場合を説明する。前記同様に、通信スレーブ３は後段有効センサーポート数が２に設定されているので、後段からのセンサー情報をシリアル伝送路S６を介して、タイムスロット数“２”個分カウントしてシリアル伝送路S５を介して通信マスタ２へ転送する。しかし、図２６に示されるように、例えば断線個所２ ６１１が“０”レベルに固定した断線であればセンサー情報３３１とセンサー情報３３２はすべて“０”となりサーボポートｓｐ３、ｓｐ４からは常に“０”の値が観測される。前記タイムスロット数“２”個分カウントした後、通信スレーブ３のセンサー情報３３２をシリアル伝送路S５を介して通信マスタ２へ送信し、その次にセンサー情報３３１をシリアル伝送路Ｓ５を介して通信マスタ２へ送信され、サーボポートｓｐ１、ｓｐ２からは正常な値が観測される。ｓｐ３、ｓｐ４が常に“０”にとどまるため、例えば、シリアル伝送路S６が断線している推定される。
Next, in FIG. 24, the case where the
また、通信モニタ８を用いた場合も、受信バッファ８４〜８７に格納されたセンサー情報をCPU（図示しない）から読み出すことにより前記同様、容易に断線個所の特定または推定が可能である。 Even when the communication monitor 8 is used, the disconnection point can be easily identified or estimated as described above by reading out the sensor information stored in the reception buffers 84 to 87 from the CPU (not shown).
これまでの説明は、モータに取り付けられている位置検出器等のセンサーが、サーボ制御部と、シリアル伝送路、通信スレーブ、通信マスタを介して１：１に接続される例について説明した。しかし、アプリケーションに応じて、一つのサーボ制御部に複数のセンサーを接続する等の構成をとることは、サーボ制御部とサーボポートの接続を変更することによって容易に実現することができる。 The description so far has described an example in which a sensor such as a position detector attached to the motor is connected to the servo control unit, a serial transmission path, a communication slave, and a communication master in a 1: 1 ratio. However, the configuration of connecting a plurality of sensors to one servo control unit according to the application can be easily realized by changing the connection between the servo control unit and the servo port.
以上、本発明によれば、モータに取り付けられるセンサーとサーボ制御部をシリアル伝送路で接続するにもかかわらず、センサーのＩＤ番号を設定する必要がないので、省配線と組み込みや保守の作業の負荷を大幅に軽減することができる。
複数のサーボ制御されるモータを組み込んだ多軸機械の構築に適する。
As described above, according to the present invention, although the sensor attached to the motor and the servo control unit are connected by the serial transmission path, it is not necessary to set the sensor ID number. The load can be greatly reduced.
Suitable for construction of multi-axis machines incorporating multiple servo controlled motors.
１ コントローラ
１１〜１４ サーボ制御部
１９ クロック
２ 通信マスタ
２１ 通信マスタ送受信処理部
２２ 通信マスタ有効センサーポート表
２３ タイムスロット／サーボポート対応表
３、４ 通信スレーブ
３１、４１ 通信スレーブ送受信処理部
３２、４２ 通信スレーブ有効センサーポート表
３１１〜３１４ センサー情報要求コマンド
３２１〜３２４ センサー情報要求コマンド
３３１〜３３４ センサー情報
３４１ センサーポートマスク要求
３５１、３５３、３５４ 空要求
３５２ センサー書込み要求
５ ターミネータ
５１〜５４ センサー
６１〜６４ モータ
８ 通信モニタ
８１ 通信モニタ受信処理部
８２ 通信モニタ有効センサーポート表
８３ タイムスロット／受信バッファ番号対応表
８４〜８７ 受信バッファ
Ｓ１〜Ｓ１０ シリアル伝送路
ｓｐ１〜ｓｐ４ サーボポート
ｐ１〜ｐ２ センサーポート
１０１ シリアル/パラレル変換手段
１０２ 送受信制御手段
１０３ 送信手段
１０４ 受信手段
１０５ 位置検出器選択器
５０１ シリアル/パラレル変換手段
５０２ 送受信制御手段
５０３ 送信手段
５０４ 受信手段
５０５ 検出器
７０ 分岐部
６００ 電源
６０１ クロック
６０２ GND
６０３ データ
６０４ 断線検出手段
６０５〜６０７ LED
６１０ 断線個所１
６１１ 断線個所２
1 Controller 11-14
603 Data 604 Disconnection detection means 605-607 LED
610
611
Claims (20)
前記通信マスタは、1または複数の前記サーボ制御部を接続するための1または複数のサーボ用シリアルポートと、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートを備え、
前記通信スレーブは、前記通信マスタまたは他の前記通信スレーブとカスケード接続するためのカスケード接続用シリアルポートと、１または複数のセンサーを１：１で接続するための１または複数のセンサー用シリアルポートとを備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。 One or more servo controllers and one or more sensors attached to one or more motors driven by the servo controllers are connected by a serial transmission line including one communication master and one or more communication slaves. In the serial communication device for sensors,
The communication master includes one or more servo serial ports for connecting one or more servo control units, and a cascade connection serial port for connecting the communication slaves,
The communication slave includes a cascade connection serial port for cascading with the communication master or another communication slave, and one or more sensor serial ports for connecting one or more sensors in a 1: 1 ratio. A serial communication device for sensors, comprising:
前記通信マスタが、センサー情報要求コマンドをカスケード接続用シリアルポートを介して前記通信スレーブに送信するステップＭ１と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップＭ２と、前記センサー情報をサーボ用シリアルポートから対応する前記サーボ制御部に送信するステップＭ３を有し、
前記通信スレーブが、前記センサー情報要求コマンドを受信するとともに後段の前記通信スレーブへ転送するステップＳ１と、前記センサー情報要求コマンドを自己の前記センサーに同時に送信し前記センサーからの前記センサー情報を受信するステップＳ２と、後段からの前記センサー情報を前段の前記通信スレーブまたは前記通信マスタへ転送するステップＳ３と、その後自己の前記センサー情報を前記通信マスタまたは前段の前記通信スレーブへ送信するステップＳ４を有することを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。 Serial transmission path including one or more servo control units and one or more sensors attached to one or more motors driven by one or more servo control units, one communication master and one or more communication slaves In the communication method of the sensor serial communication device connected in
Step M1 in which the communication master transmits a sensor information request command to the communication slave via a serial port for cascade connection; Step M2 in which sensor information for the sensor information request command is received from the communication slave; and the sensor information A step M3 for transmitting the servo from the servo serial port to the corresponding servo control unit,
The communication slave receives the sensor information request command and forwards it to the communication slave in the subsequent stage, and simultaneously transmits the sensor information request command to its own sensor and receives the sensor information from the sensor. Step S2, Step S3 for transferring the sensor information from the subsequent stage to the communication slave or the communication master in the previous stage, and Step S4 for transmitting the sensor information of its own to the communication master or the communication slave in the previous stage. A communication method of a serial communication device for sensors.
前記通信モニタは、前記通信マスタ、及び、前記通信スレーブを接続するためのカスケード接続用シリアルポートと前記通信スレーブから受信したセンサー情報を格納するための受信バッファを備えることを特徴としたセンサー用シリアル通信装置。 Serial including one or more servo control units and one or more sensors attached to one or more motors driven by the servo control unit, one communication master, one or more communication slaves, and one communication monitor In the serial communication device for sensors connected by a transmission line,
The communication monitor includes a serial port for cascade connection for connecting the communication master and the communication slave and a reception buffer for storing sensor information received from the communication slave. Communication device.
前記通信モニタが、前記通信マスタからのセンサー情報要求コマンドを受信するステップＭＮ１と、前記センサー情報要求コマンドに対するセンサー情報を前記通信スレーブから受信するステップＭＮ２と、前記センサー情報を前記受信バッファに格納するステップＭＮ３を有することを特徴としたセンサー用シリアル通信装置の通信方法。 One or more servo controllers and one or more sensors attached to one or more motors driven by the one or more servo controllers, one communication master, one or more communication slaves, and one communication monitor In the communication method of the serial communication device for sensors connected by a serial transmission line including
Step MN1 in which the communication monitor receives a sensor information request command from the communication master; Step MN2 in which sensor information corresponding to the sensor information request command is received from the communication slave; and storage of the sensor information in the reception buffer. A communication method for a sensor serial communication device, comprising step MN3.
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