JP6761011B2

JP6761011B2 - エンコーダ及び制御システム

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Publication number: JP6761011B2
Application number: JP2018179479A
Authority: JP
Inventors: 林　慎一郎; 慎一郎林
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: US11101815B2; US20200099387A1; DE102019006715A1; CN110940359A; JP2020051816A; CN110940359B

Description

本発明は、エンコーダ及び制御システムに関する。

シリアル通信を行うエンコーダを含む制御システムにおいて、エンコーダは制御装置から位置情報を要求する信号を受信し、あるタイミングで生成した位置情報をシリアルデータに載せて通信している。ここで、エンコーダが有する位置情報のデータ量、即ち、被検知体の多回転データ量及び一回転内位置データ量はエンコーダによって様々である。特に、被検知体が何回転したかを表す多回転データをエンコーダ単体でバックアップするバッテリレスエンコーダにおいては、方式やエンコーダサイズによって多回転データ量が変化する場合がある。

そこで、使用しているエンコーダのデータ転送フオーマットの種類をＣＮＣ（コンピューター数値制御装置）が自動的に判断して処理できるシリアルインターフェース方式が報告されている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、ノイズや部品不良などによりエンコーダから送信される位置データ量の構成を読み間違えた場合、あるいは、エンコーダが交換されて位置データ量の構成が変わった場合、位置データの重みが変わることになるため、動作に影響を及ぼすという問題があった。

特開平５−１１３８０９号公報

本発明は、エンコーダから送信された位置データ量の構成が変わった場合であっても、動作への影響を回避可能なエンコーダ及び制御システムを提供することを目的とする。

本開示の実施例に係る制御システムは、エンコーダと、該エンコーダからシリアル通信で送信された情報を用いて対象物を制御する制御装置とを具備する制御システムであって、エンコーダは、被検知体の絶対位置データを含み、所定のデータ量からなる位置情報を生成する位置情報生成部と、データ量におけるシリアル通信時の絶対位置データの割合を表す構成情報を生成する構成情報生成部と、位置情報及び構成情報をシリアルデータとして制御装置に送信する送信部と、を備え、制御装置は、エンコーダから送信された位置情報及び構成情報を受信する受信部と、受信部が受信した構成情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶した構成情報が、次回に受信部が受信した構成情報と一致しないときに、構成不一致を報知する報知部と、を備える。

本開示の実施例に係るエンコーダ及び制御システムによれば、エンコーダから送信された位置データ量の構成が変わった場合であっても、動作への影響を回避することができる。

実施例１に係る制御システムの構成図である。実施例１に係る制御システムにおけるエンコーダの位置情報の構成を示す図である。実施例１に係る制御システムにおけるエンコーダの位置情報の例を示す図である。実施例１に係る制御システムにおけるエンコーダの位置情報の他の例を示す図である。実施例１に係る制御システムにおけるエンコーダの位置情報のさらに他の例を示す図である。位置情報の構成を特定のフォーマットに固定した場合における各種エンコーダの位置情報の例を示す図である。実施例１に係る制御システムにおいて、制御装置が送信する位置情報要求信号及びエンコーダが送信する応答信号のタイミングチャートである。実施例２に係る制御システムの構成図である。実施例２に係る制御システムにおいて、制御装置が送信する位置情報要求信号または構成情報要求信号及びエンコーダが送信する応答信号のタイミングチャートである。実施例３に係る制御システムの構成図である。実施例１に係る制御システムにおいて、エンコーダから送信された構成情報が変化する例を示す図である。実施例３に係る制御システムにおいて、エンコーダから最初に送信された構成情報を制御装置が記憶した状態を示す図である。実施例３に係る制御システムにおいて、エンコーダから最初に送信された構成情報を記憶した後に、次回に送信された構成情報が変化した例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るエンコーダ及び制御システムについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

まず、実施例１に係る制御システムについて説明する。図１に実施例１に係る制御システムの構成図を示す。実施例１に係る制御システム１０１は、エンコーダ１と、該エンコーダ１からシリアル通信で送信された情報を用いて対象物を制御する制御装置２とを具備する。

実施例１に係る制御システム１０１に含まれるエンコーダ１は、位置情報生成部１１と、構成情報生成部１２と、送信部１３と、センサ部１４と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１５と、を有する。エンコーダ１は、被検知体としてのモータ１０の近傍に設けられ、モータ１０の回転軸（図示せず）の位置及び移動速度を検出する。

センサ部１４は、被検知体であるモータ１０の回転軸の移動を検知し、回転軸の移動距離に応じたアナログ信号を出力する。Ａ／Ｄコンバータ１５は、センサ部１４から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を出力する。

エンコーダ１は、被検知体の位置情報を要求する位置情報要求信号を制御装置２から受信する。

位置情報生成部１１は、被検知体（例えば、モータ１０）の絶対位置データを含み、所定のデータ量からなる位置情報を生成する。エンコーダ１がリニアエンコーダである場合は、位置情報は、絶対位置データから構成される。一方、エンコーダ１がロータリエンコーダである場合は、位置情報は多回転データ及び絶対位置データ（一回転内位置データ）から構成される。ここで、「データ量」とは、多回転データの量を表すビット数と絶対位置データの量を表すビット数の合計のビット数、即ち、総ビット数である。データ量は、エンコーダ１と制御装置２との間のシリアル通信のフォーマットとして予め決められている。

図２Ａに、実施例１に係る制御システムにおけるエンコーダの位置情報の構成を示す。図２Ａでは、位置情報の所定のデータ量を２８ビットとした例を示している。位置情報は、Ｘビットの多回転データ及びＹビットの絶対位置データから構成される。図２Ａに示した例ではＸとＹの和は２８である。

構成情報生成部１２は、データ量におけるシリアル通信時の絶対位置データの割合を表す構成情報を生成する。ここで、割合は、多回転データの量及び絶対位置データの量の配分、あるいは、異種データ間の境界の位置等により表される。構成情報は、絶対位置データの量の情報を含む。図２Ａに示した例では、構成情報は、所定のデータ量（２８ビット）における多回転データの量（Ｘビット）、あるいは絶対位置データの量（Ｙビット）、あるいはその両方で表すことができる。例えば、構成情報は、（Ｘ＝ｍ）、あるいは（Ｙ＝ｎ）、あるいは（Ｘ＝ｍ、Ｙ＝ｎ）（ｍ、ｎは正の整数）で表すことができる。この場合、ｍとｎの和が位置情報のデータ量（ｍ＋ｎ）となる。データ量（ｍ＋ｎ）は既知であるので、構成情報として多回転データの量（Ｘ＝ｍ）を受信すれば絶対位置データの量（Ｙ＝ｍ＋ｎ−Ｘ＝ｎ）を算出することができ、絶対位置データの量（Ｙ＝ｎ）を受信すれば多回転データの量（Ｘ＝ｍ＋ｎ−Ｙ＝ｍ）を算出することができる。

このように、位置情報生成部１１は、絶対位置データと被検知体の多回転データとを含む位置情報を生成し、構成情報生成部１２は、データ量におけるシリアル通信時の絶対位置データと多回転データとの配分を表す構成情報を生成する。

エンコーダ１の送信部１３は、構成情報に対応する位置情報を構成情報と共に制御装置２に送信する。エンコーダ１の位置情報生成部１１及び構成情報生成部１２は、その機能を実装した回路等のハードウェアによって実現することができ、あるいは、それと同等の機能を実現するソフトウェアによって、ＣＰＵ等の演算装置が実現することもできる。

制御装置２は、受信部２１と、制御部２２と、を有する。

受信部２１は、エンコーダ１から送信された位置情報及び構成情報を受信する。図１に示した例では、エンコーダ１の送信部１３が送信した位置情報及び構成情報を、制御装置２の受信部２１が受信する。

制御部２２は、受信部２１が受信した構成情報に基づいて、受信部２１が受信した位置情報を処理する。

ここで、構成情報の具体例について説明するために、図３に、位置情報の構成を特定のフォーマットに固定した場合における各種エンコーダにおける位置情報の例を示す。図３に示すように、所定のデータ量（２８ビット）の位置情報のうち、多回転データ量が１２ビット、絶対位置データ量が１６ビットと指定されたシリアル通信のフォーマットを例に挙げて説明する。

各データ量が通信のフォーマットで指定されている場合、エンコーダは上記のビット数を満たす必要がある。しかしながら、バッテリレスエンコーダ等では、バッテリレスの方式とエンコーダサイズによっては出力可能な多回転データ量が変動するため、フォーマット上のビット数を満たせない場合がある。

図３に示すエンコーダＡのように、多回転データ量が１１ビットしかないバッテリレスエンコーダでは上記のフォーマットを満たすことができず不足ビットが生じ、そのままでは１２ビット（４０９６）以上回転したときに問題が生じる。そのため、位置情報の受信側で多回転データ量の最上位ビットをマスクするような処置が必要となる。しかしながら、エンコーダが有する多回転データ量を自動判別できないと、手動で何らかのパラメータ設定を行う必要が生じる。

これに対して、実施例１に係るエンコーダでは、シリアル通信のフォーマットにおける位置情報のうち、エンコーダ１が持つ多回転データ量と絶対位置データ量がどれほどかが分かる情報である構成情報をエンコーダから制御装置２にシリアル通信で送信することで、エンコーダ１に最適なフォーマットでの制御が可能となる。

即ち、実施例１に係るエンコーダによれば、エンコーダＡの場合、位置情報２８ビットのうち多回転データ量が１１ビットであること、あるいは絶対位置データ量が１７ビットであること、あるいはその両方を制御装置に送信することで、制御装置はエンコーダが送信した位置情報の構成を判断でき、手動でのパラメータ設定を実行しなくても最適な制御が可能となる。図２Ｂに実施例１に係る制御システムにおけるエンコーダの位置情報の例を示す。実施例１に係るエンコーダによれば、構成情報作成部１２が、エンコーダＡの多回転データ量を１１ビットとし、絶対位置データ量を１７ビットとする構成情報（Ｘ＝１１、Ｙ＝１７）を生成する。この場合、絶対位置データの最下位ビットｄ０が不足するため、例えば値０を与えてもよい。ｄ０は最下位ビットであるため、データの精度に大きな影響を与えることはない。

また、図３のエンコーダＢのように、多回転データよりも絶対位置データをより多く出力し、高分解能化したい場合もある。しかしながら、シリアル通信のフォーマットで絶対位置データ量が１６ビットと決められていると、絶対位置データの下位のデータ５ビットは送信不可となり、高分解能なエンコーダの優位性が失われるという問題が生じる。

図２Ｃに実施例１に係るエンコーダにおけるエンコーダの位置情報の構成の他の例を示す。図２Ｃに示すように、実施例１に係るエンコーダでは、エンコーダＢの場合、データ量２８ビットのうち多回転データ量を７ビット、絶対データ量を２１ビットとする構成情報（Ｘ＝７、Ｙ＝２１）をエンコーダ側から指定できるため、エンコーダＢの高分解能を活かすことが可能となる。

また、図３のエンコーダＣのように、多回転データを必要としないエンコーダ（主としてリニアエンコーダ）においては、多回転データが存在しないため、全て絶対位置データとして送信する必要がある。しかしながら、シリアル通信のフォーマットで位置情報の構成として多回転データが存在するものと指定されていては最適なデータの送信ができないという問題が生じていた。

図２Ｄに実施例１に係るエンコーダにおけるエンコーダの位置情報の構成のさらに他の例を示す。図２Ｄに示すように、実施例１に係るエンコーダでは、エンコーダＣの場合、データ量２８ビットのうち多回転データ量を０ビット、絶対位置データ量を２８ビットとする構成情報（Ｘ＝０、Ｙ＝２８）をエンコーダ側から指定できるため、最適なデータの送信を行うことができる。

上記の説明においては、構成情報の例として、所定のデータ量（２８ビット）のデータ量のうち、多回転データ量が１２ビット、絶対位置データ量が１６ビットといった配分を示す情報（例えば、Ｘ＝１２、Ｙ＝１６）を示した。しかしながら、このような例には限られず、構成情報は、シリアル通信時の絶対位置データと多回転データとの境界を示す情報を含むようにしてもよい。具体的には、構成情報は、位置情報における、多回転データと絶対位置データの境界に隣接する、多回転データまたは絶対位置データの最下位ビット（ＬＳＢ）の位置、あるいは、多回転データまたは絶対位置データの最上位ビット（ＭＳＢ）の位置、あるいは、最下位ビット（ＬＳＢ）の位置及び最上位ビット（ＭＳＢ）の位置の両方、を表す情報を含んでいてもよい。例えば、図２ＢのエンコーダＡの場合、矢印で示すように多回転データと絶対位置データとの境界が多回転データの最下位ビットの位置である１１ビット、あるいは、絶対位置データの最上位ビットの位置である１２ビットの間であるとの情報であってもよい。

次に、エンコーダ１と制御装置２との間におけるシリアル通信について説明する。制御装置２は、位置情報の要求信号（位置情報要求信号）を所定の周期でエンコーダ１に送る。エンコーダ１は、制御装置２から要求信号を受ける都度、位置情報及び構成情報をシリアルデータとして制御装置２に送信する。構成情報は、絶対位置データ又は多回転データの量の情報を含むことが好ましい。図４に実施例１に係る制御システムにおいて、制御装置が送信する位置情報要求信号及びエンコーダが送信する応答信号のタイミングチャートを示す。例えば、エンコーダ１が位置情報要求信号を受信した時刻を位置情報要求信号のパルスの立下りの時刻ｒ１、ｒ２、ｒ３とする。

位置情報生成部１１は、位置情報要求信号を受信してから所定時間後に位置情報を生成する。図１に示した例では、位置情報生成部１１は、Ａ／Ｄコンバータ１５から出力されたデジタル信号に基づき、被検知体の位置情報を生成する。位置情報はＸビットの多回転データとＹビットの絶対位置データを含む。

構成情報生成部１２は、位置情報のデータ量における、多回転データの量（Ｘ＝ｍ）、あるいは絶対位置データの量（Ｙ＝ｎ）、あるいはその両方を表す構成情報（Ｘ＝ｍ、Ｙ＝ｎ）を生成する。構成情報は、絶対位置データの量の情報を含むことが好ましい。ただし、データ量（ｍ＋ｎ）が既知であれば、多回転データの量（Ｘ＝ｍ）から絶対位置データの量（Ｙ＝ｎ）を算出することができる。

送信部１３は、位置情報及び構成情報を一連のシリアルデータとして制御装置２に送信する。図４において、例えば、時刻ｒ１においてエンコーダ１が１回目の位置情報要求信号を受信した場合、所定時間後の時刻ｔ１において、送信部１３が、位置情報及び構成情報を一連のシリアルデータとして制御装置２に送信する。同様に、時刻ｒ２においてエンコーダ１が２回目の位置情報要求信号を受信した場合、所定時間後の時刻ｔ２において、送信部１３が、シ位置情報及び構成情報を一連のシリアルデータとして制御装置２に送信する。同様に、時刻ｒ３においてエンコーダ１が３回目の位置情報要求信号を受信した場合、所定時間後の時刻ｔ３において、送信部１３が、位置情報及び構成情報を一連のシリアルデータとして制御装置２に送信する。

上記のように、位置情報要求信号を受信する度に位置情報と構成情報の両者を送信することにより、エンコーダ１は、構成情報が変更された場合でも適正な位置情報を送信することができる。構成情報が変更される場合の例としては、位置情報の大きさに応じて位置情報の構成を変更する場合や、エンコーダを変更する場合等が挙げられる。

実施例１に係る制御システムによれば、エンコーダからシリアルデータ上の位置データにおける多回転データ量及び絶対位置データ量の配分を表す構成情報を制御装置に送信することで、エンコーダに最適なフォーマットで位置データの通信が可能となる。

次に、実施例２に係る制御システムについて説明する。図５に実施例２に係る制御システムの構成図を示す。実施例２に係る制御システム１０２が、実施例１に係る制御システム１０１と異なっている点は、送信部１３は位置情報及び構成情報を一連のシリアルデータ又は別個のシリアルデータとして制御装置２０に送信し、制御システム２は、受信部２１が受信した構成情報を記憶する記憶部２３をさらに備え、制御部２２は、記憶部２３に記憶した構成情報に基づいて、受信部２１が受信した位置情報を処理する点である。実施例２に係る制御システム１０２におけるその他の構成は、実施例１に係る制御システム１０１における構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

エンコーダ１の送信部１３は、構成情報に対応する位置情報を制御装置２０に送信する。構成情報は、絶対位置データの量の情報を含むことが好ましい。

位置情報生成部１１は、絶対位置データと被検知体の多回転データとを含む位置情報を生成する。構成情報生成部１２は、データ量におけるシリアル通信時の絶対位置データと多回転データとの配分を表す構成情報を生成する。構成情報は、絶対位置データ又は多回転データの量の情報を含むことが好ましい。

送信部１３は、構成情報に対応する位置情報を制御装置２０に送信する。

制御装置２０の受信部２１は、エンコーダから送信された位置情報及び構成情報を受信する。制御装置２０の記憶部２３は、受信部２１が受信した構成情報を記憶する。制御装置２０の制御部２２は、記憶部２３に記憶した構成情報に基づいて、受信部２１が受信した位置情報を処理する。エンコーダ１から送信されてきた構成情報を制御装置２０側の記憶部２３で記憶しておくことにより、エンコーダ１は構成情報を位置情報とともに常時送る必要がなくなる。

次に、実施例２に係る制御システムにおいて送受信される位置情報と構成情報について説明する。図６に実施例２に係る制御システムにおいて、制御装置が送信する位置情報要求信号または構成情報要求信号及びエンコーダが送信する応答信号のタイミングチャートを示す。

例えば、制御装置２０が位置情報要求信号を送信した時刻を位置情報要求信号のパルスの立下りの時刻ｒ１、ｒ２、ｒ３とする。

位置情報生成部１１は、位置情報要求信号を受信してから所定時間後に位置情報を生成する。図５に示した例では、位置情報生成部１１は、Ａ／Ｄコンバータ１５から出力されたデジタル信号に基づき、被検知体の位置情報を生成する。位置情報はＸビットの多回転データとＹビットの絶対位置データを含む。

構成情報生成部１２は、位置情報のデータ量における、多回転データの量（Ｘ＝ｍビット）、あるいは絶対位置データの量（Ｙ＝ｎビット）、あるいはその両方を表す構成情報（Ｘ＝ｍ、Ｙ＝ｎ）を生成する。構成情報は、絶対位置データの量の情報を含むことが好ましい。ただし、データ量（ｍ＋ｎ）が既知であれば、多回転データの量（Ｘ＝ｍ）から絶対位置データの量（Ｙ＝ｎ）を算出することができる。

構成情報は、シリアル通信時の絶対位置データと多回転データとの境界を示す情報を含むようにしてもよい。具体的には、構成情報は、位置情報における、多回転データと絶対位置データの境界に隣接する、多回転データまたは絶対位置データの最下位ビット（ＬＳＢ）の位置、あるいは、多回転データまたは絶対位置データの最上位ビット（ＭＳＢ）の位置、あるいは、最下位ビット（ＬＳＢ）の位置及び最上位ビット（ＭＳＢ）の位置の両方、を表す情報を含んでいてもよい。

制御装置２０は、シリアル通信の開始時に位置情報又は構成情報の第１要求信号をエンコーダ１に送る。ここで、「第１要求信号」とは、制御装置２０がシリアル通信の開始時にエンコーダ１に送信する、位置情報又は構成情報を要求する信号である。図６において、例えば、シリアル通信の開始時である時刻ｒ１においてエンコーダ１が位置情報又は構成情報を要求する第１要求信号を受信する。

エンコーダ１は、制御装置２０から第１要求信号を受けたときに、構成情報を位置情報と共に一連のシリアルデータとして制御装置２０に送信するか、又は構成情報を別個のシリアルデータとして制御装置に送信する。図６において、時刻ｔ１において、送信部１３が、シリアル通信により、構成情報を位置情報と共に一連のシリアルデータとして制御装置２０に送信する。あるいは、構成情報を別個のシリアルデータとして制御装置に送信してもよい。

制御装置２０の記憶部２３は、エンコーダ１から受信した構成情報を記憶する。従って、２回目以降に受信した位置情報における多回転データ及び絶対位置データの構成は、記憶部２３に記憶した構成情報に基づいて決定することができる。

エンコーダ１は、制御装置２０から第１要求信号を受けたときに、エンコーダの仕様に関する仕様情報を構成情報と共に制御装置２０に送信するようにしてもよい。エンコーダの仕様情報は、エンコーダ図番、型格、シリアルナンバー等に関する情報のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。エンコーダの仕様情報を送信することで、制御装置側でエンコーダが変更されたか否かを確認することができる。

制御装置は、第１要求信号を送った後に所定の周期で位置情報の第２要求信号をエンコーダに送る。ここで、「第２要求信号」とは、制御装置２０がエンコーダ１に第１要求信号を送った後に、所定の周期でエンコーダ１に送信する、位置情報を要求する信号である。図６に示すように、時刻ｒ２においてエンコーダ１が２回目の要求信号として位置情報の第２要求信号を受信する。

エンコーダ１は、制御装置２０から第２要求信号を受ける都度（ｔ＝ｔ２、ｔ３、・・・）、位置情報を別個のシリアルデータとして制御装置２０に送信する。図６に示すように、時刻ｔ２において、送信部１３が、位置情報を別個のシリアルデータとして制御装置２０に送信する。以下同様に、エンコーダ１は、時刻ｔ３以降に制御装置２０から第３回目以降の要求信号として第２要求信号を受ける都度、位置情報を別個のシリアルデータとして制御装置２０に送信する。

このように、実施例２に係る制御システムにおいては、エンコーダが最初の位置情報要求信号を受信した際に、構成情報を１回だけ制御装置に送信し、制御装置が受信した構成情報を記憶する。このような構成により、エンコーダは構成情報を１回だけ送信し、２回目以降は位置情報のみを送信することができ、エンコーダが送信するシリアルデータに余裕を持たせることができる。

上記の説明では、エンコーダが位置情報要求信号を受信した後に、構成情報を１回だけ送信する例を示したが、このような例には限られない。例えば、定期的に構成情報を送信することにより、位置情報の構成に変化がないことを確認することができる。また、エンコーダの位置情報の構成が変更された場合には、その都度、構成情報を送信するようにしてもよい。構成情報が変更される場合の例として、位置情報の大きさに応じて位置情報の構成を変更する場合や、エンコーダを変更する場合が挙げられる。

次に、実施例３に係る制御システムについて説明する。図７に実施例３に係る制御システムの構成図を示す。実施例３に係る制御システム１０３は、エンコーダ１と、エンコーダ１からシリアル通信で送信された情報を用いて対象物を制御する制御装置２００とを具備する。

実施例３に係る制御システム１０３におけるエンコーダ１は、実施例１に係る制御システム１０１におけるエンコーダ１と同様な構成を有する。

エンコーダ１の位置情報生成部１１は、絶対位置データと被検知体の多回転データとを含む位置情報を生成する。エンコーダ１の構成情報生成部１２は、データ量におけるシリアル通信時の絶対位置データと多回転データとの配分を表す構成情報を生成する。送信部１３は、構成情報に対応する位置情報を制御装置２００に送信する。

実施例３に係る制御システム１０３における制御装置２００は、受信部２１と、記憶部２３と、報知部２４とを有する。

受信部２１は、エンコーダ１から送信された位置情報及び構成情報を受信する。記憶部２３は、エンコーダ１から受信部２１が受信した構成情報を記憶する。報知部２４は、記憶部２３に記憶した構成情報が、次回に受信部２１が受信した構成情報と一致しないときに、構成不一致を報知する。

次に、実施例３に係る制御システムにおいて、記憶部に記憶した構成情報とは異なる構成情報を制御装置２００が受信した場合に警告等を行う手順について説明する。まず、エンコーダ１から送信された構成情報が、過去に制御装置２００が受信した構成情報とは異なる構成情報に変化する場合について説明する。図８に実施例１に係る制御システム１０１において、エンコーダから送信された構成情報が変化する例を示す。図８において、エンコーダ１が送信した正常な構成情報ｄ１が、多回転データが１２ビット、絶対位置データが１６ビットであることを示す情報であったとする。このとき、ノイズや部品不良などで構成情報が異常となってしまう場合や、エンコーダが交換されて構成情報が変わる場合がある。例えば、図８に示すように、シリアル通信回線上で、構成情報ｄ１が、多回転データが１１ビット、絶対位置データが１７ビットであることを示す構成情報ｄ２に変化したものとする。

実施例１に係る制御システムにおいては、制御装置２は記憶部を備えていないため、構成情報の変化を認識することができず、正常な構成情報から変化した構成情報ｄ２をそのまま使用してしまう。そのため、位置データの重み（多回転データと絶対位置データの配分）が変わることになるため、誤った位置情報に基づいて制御を実行してしまうこととなる。

これに対して、実施例３に係る制御システム１０３においては、まず、記憶部２３が、エンコーダ１から受信した正常な構成情報を記憶する。図９Ａに実施例３に係る制御システムにおいて、エンコーダから最初に送信された正常な構成情報を制御装置２００が記憶した状態を示す。エンコーダ１が送信した応答信号における正常な構成情報ｄ１が、多回転データが１２ビット、絶対位置データが１６ビットであることを示す情報であったとする。記憶部２３は、この正常な構成情報ｄ１を記憶する。

図９Ｂに実施例３に係る制御システムにおいて、エンコーダから最初に送信された構成情報を記憶した後に、次回に送信された構成情報が変化した例を示す。例えば、シリアル通信回線上で、正常な構成情報ｄ１が、多回転データが１１ビット、絶対位置データが１７ビットであることを示す構成情報ｄ２に変化したものとする。このように、構成情報を複数回送信する場合の例としては、エンコーダを変更した場合や、制御システムを再起動した場合や、構成情報に変更がないことを確認するために構成情報を複数回送信する場合等が挙げられる。

報知部２４は、記憶部２３に記憶した正常な構成情報（Ｘ＝１２、Ｙ＝１６）が、次回に受信部２１が受信した構成情報（Ｘ＝１１、Ｙ＝１７）と一致しないときに、構成不一致を報知する。制御装置２００は、報知部２４が構成不一致を報知するときに、制御装置２００の制御対象である対象物（例えば、モータ１０）の制御を停止するようにしてもよい。

このように、実施例３に係る制御システムによれば、制御装置２００内にエンコーダ１の構成情報（位置データの構成）を記憶しておくことで、再度送られてきた構成情報と比較し、変化が見られた場合に警告情報を生成したり、警告情報の生成とともに位置情報の処理を停止したりすることで動作異常を防ぐことができる。また、構成情報を読み間違えた場合でも、警告情報を生成したり、警告情報の生成とともに位置情報の処理を停止したりすることができるため動作異常を防ぐことができる。さらに、構成情報が変わったことでエンコーダが交換されたか否かを確認することができる。

また、制御装置２００は、構成不一致を可視情報として表示する表示装置２５をさらに備えるようにしてもよい。報知部２４が、警告情報を生成し、または位置情報の処理を停止する指令を生成した場合は、表示装置２５にエンコーダが他のエンコーダに交換された可能性がある旨を表示するようにしてもよい。このような表示を行うことにより、ユーザはエンコーダが交換された可能性があることを容易に認識することができる。

また、エンコーダ１の送信部１３は、構成情報を送信する際にエンコーダ仕様情報を併せて送信するようにしてもよい。エンコーダ仕様情報は、エンコーダ図番、型格、シリアルナンバー等に関する情報のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。また、制御装置２００がエンコーダ仕様情報を要求する信号を送信した場合は、送信部１３はエンコーダ仕様情報を送信するようにしてもよい。エンコーダの仕様情報を送信することで、制御装置側でエンコーダが変更されたか否かを確認することができる。

制御装置２００は、記憶部２３に記憶した構成情報を、次回に受信部２１が受信した構成情報に書き替える更新処理部２６をさらに備えるようにしてもよい。このような構成とすることにより、エンコーダが新たなエンコーダに交換された後に、新たなエンコーダの構成情報を用いて位置情報を処理することができる。

制御装置２００に備えられた、制御部２２、報知部２４、及び更新処理部２６は、その機能を実装した回路等のハードウェアによって実現することができ、あるいは、それと同等の機能を実現するソフトウェアによって、ＣＰＵ等の演算装置が実現することもできる。

１エンコーダ
２制御装置
１１位置情報生成部
１２構成情報生成部
１３送信部
１４センサ部
１５Ａ／Ｄコンバータ
２１受信部
２２制御部
２３記憶部
２４報知部
２５表示装置
２６更新処理部

Claims

エンコーダと、該エンコーダからシリアル通信で送信された情報を用いて対象物を制御する制御装置とを具備する制御システムであって、
前記エンコーダは、
被検知体の絶対位置データを含み、所定のデータ量からなる位置情報を生成する位置情報生成部と、
前記データ量におけるシリアル通信時の前記絶対位置データの割合を表す構成情報を生成する構成情報生成部と、
前記位置情報及び前記構成情報をシリアルデータとして前記制御装置に送信する送信部と、を備え、
前記制御装置は、
前記エンコーダから送信された前記位置情報及び前記構成情報を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記構成情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶した前記構成情報が、次回に前記受信部が受信した前記構成情報と一致しないときに、構成不一致を報知する報知部と、を備える、
制御システム。
前記制御装置は、前記報知部が前記構成不一致を報知するときに、対象物の制御を停止する、請求項１に記載の制御システム。
前記構成不一致を可視情報として表示する表示装置をさらに備える、請求項１又は２に記載の制御システム。
前記制御装置は、前記記憶部に記憶した前記構成情報を、次回に前記受信部が受信した前記構成情報に書き替える更新処理部をさらに備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御システム。
前記位置情報生成部は、前記絶対位置データと被検知体の多回転データとを含む前記位置情報を生成し、前記構成情報生成部は、前記データ量におけるシリアル通信時の前記絶対位置データと前記多回転データとの配分を表す前記構成情報を生成する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御システム。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御システムに具備されるエンコーダであって、
前記送信部は、前記構成情報に対応する前記位置情報を前記制御装置に送信する、エンコーダ。