JPH01199201A - Safety device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To decrease the danger of runaway for a controlled system by producing a signal equivalent to the phase A from one of two signals of phases A and, the inverse of A (adverse to A) of an incremental encoder even in case one of both phases A and, the inverse of A becomes extinct. CONSTITUTION:The encoder feedback signals of phases A and, the inverse of A outputted from a line driver 11 are supplied by photocouplers 12 and 13 with both phases A and, the inverse of A kept as they are. An AND is secured between both feedback signals by an AND circuit 14. As a result, the phase A is secured from this phase A when both phases A and, the inverse of A are normal, from the normal phase, the inverse of A in case the phase A has a disconnection, and from the normal phase A in case the phase, the inverse of A has a disconnection respectively. In such a way, the phase A' equivalent to the phase A is always obtained even though one of both phases A and, the inverse of A has a disconnection.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、産業用ロボット、ＮＯにューメリカルコント
ローラ、以下ＮＧと略す）装置等のＦＡ（ファクトリ−
・オートメーション、以下ＦＡと略す）用コントローラ
に異常が生じた場合に、早期発見し人体への障害、ロボ
ット及び周辺機器の損傷等を未然に防ぐ安全装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is applied to industrial robots, FA (factory controllers) devices, etc.
・In the event that an abnormality occurs in a controller for automation (hereinafter abbreviated as FA), it is related to a safety device that detects it early and prevents injury to the human body and damage to robots and peripheral equipment.

従来の技術 近年、産業用ロボット、ＮＯ装置等の安全性が重要視さ
れている。以下、図面を参照しながら従来のエンコーダ
の断線検出に関する一例について説明する。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, the safety of industrial robots, NO equipment, etc. has become important. An example of disconnection detection in a conventional encoder will be described below with reference to the drawings.

一般に、産業用ロボット、ＮＧ装置等は、第６図のよう
な構成になっている。第６図において、６１は、制御対
象の動作量を与える操作部である。Generally, industrial robots, NG devices, etc. have a configuration as shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 61 denotes an operation unit that provides the amount of movement of the controlled object.

６２は、位置決め用の信号に変換する制御情報処理装置
である。また、６３の位置決め装置からフィードバック
情報も受は取る。位置決め装置は、モータの駆動装置６
４に、動作量に値する信号Ｐｄ６７を出力する。また、
モータに直結された、エンコーダからのフィードバック
信号Ｐ１５８　全入力する。６４はモータの駆動装置、
６５はモータ６６はモータに直結されたエンコーダであ
る。62 is a control information processing device that converts into a positioning signal. It also receives feedback information from the positioning device 63. The positioning device is a motor drive device 6
4, a signal Pd67 corresponding to the amount of operation is output. Also,
Input all feedback signals P158 from the encoder directly connected to the motor. 64 is a motor drive device;
A motor 65 is an encoder directly connected to the motor.

従来、第６図の構成で、動作中に、例えば０点でエンコ
ーダが断線したシ、エンコーダが故障したりした場合、
第６図のようにソフトウェアにより検出していた。以下
その動作について説明する。Conventionally, in the configuration shown in Fig. 6, if the encoder breaks during operation, for example at the 0 point, or if the encoder malfunctions,
It was detected by software as shown in Figure 6. The operation will be explained below.

まず、断線及びエンコーダ故障と判断できる。First, it can be determined that there is a disconnection or encoder failure.

十分に小さい整数値の判定しきい値ｎを入力６１する。A determination threshold value n of a sufficiently small integer value is input 61.

次に、６２で、動作指令パルスＰｄとフィードバックパ
ルスＰＫを入力し、この２つから、６３で偏差パルスＣ
（ε＝Ｊ　（Ｐｄ−ＰＨ）ｄｔ　）を算出する。６４で
、エンコーダーに断線や故障があった場合、偏差パルス
１−は、著しく増大していくために、判定しきい値ｎと
比較することによりその判断を下していた。そして、偏
差パルスｌ−１か判定しきい値ｎよシ大きくなった時に
は、６６で、駆動装置の電源を落とし即停止をさせてい
た。Next, at 62, the operation command pulse Pd and feedback pulse PK are input, and from these two, at 63, the deviation pulse C
(ε=J (Pd-PH)dt) is calculated. In step 64, if there is a disconnection or a failure in the encoder, the deviation pulse 1- will increase significantly, so the judgment is made by comparing it with the judgment threshold value n. When the deviation pulse l-1 becomes larger than the determination threshold value n, the power to the drive device is turned off at step 66 to immediately stop the drive device.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来の技術では、動作中に
エンコーダーの信号線が１本でも断線した場合、断線検
出に時間がかかるため、駆動装置の電源を落としても、
モーターすなわち制御対象が停止するまで、惰性によっ
て多くの距離を暴走してしまい、場合によっては、周囲
の障害物に衝突してしまうという問題点を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional technology as described above, if even one signal line of the encoder is disconnected during operation, it takes time to detect the disconnection, so even if the power to the drive device is turned off, it is difficult to detect the disconnection. ,
Until the motor, that is, the controlled object stops, it runs a long distance due to inertia, and in some cases, it has the problem of colliding with surrounding obstacles.

本発明は、上記問題点に対し、制御対象の暴走の危険性
を著しく低下させることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above-mentioned problems and significantly reduce the risk of a control object running out of control.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は、エンコーダに
従来はエンコーダのフィードバック信号の耐ノイズ性向
上に使われていた。Ａ相、Ｂ相に相反するＡ相、Ｂ相を
有するラインドライバー出力方式エンコーダ、論理回路
が、エンコーダ信号線から信号を受は取るインターフニ
ー２回路、Ａ相、Ａ相から入相に等価な位置カウンター
入力信号Ａ′相、同じくＢ相、Ｂ相からＢ′相を生成す
る信号再成回路部、Ａ相、Ａ相とＢ相、Ｂ相において。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention has conventionally been used in encoders to improve the noise resistance of encoder feedback signals. A line driver output type encoder with phase A and phase B that are opposite to each other, the logic circuit has two interfuni circuits that receive and receive signals from the encoder signal line, and a phase equivalent to input from phase A and phase A. Position counter input signal A' phase, also B phase, signal regeneration circuit section that generates B' phase from B phase, A phase, A phase and B phase, B phase.

どちらか−本が断線した場合に片方断線検出を行ない、
その情報を知らせる回路部、及びＡ相、Ａ相かＢ相、Ｂ
相の両方とも断線した場合に両方断線検出を行ない、駆
動装置の電源を切る回路部から構成される。If either one of the books is disconnected, one side is detected as disconnected,
The circuit section that informs the information, and A phase, A phase or B phase, B
It consists of a circuit section that detects disconnection of both phases and turns off the power to the drive device when both phases are disconnected.

作　　用 本発明は、上記した構成により、エンコーダーのフィー
ドバック信号Ａ相、Ａ相から新たなＡ相に等価な位置カ
ウンター信号Ａ′相を提供することにより、たとえ入相
、Ａ相のどちらか片方が断線した場合でも、入相信号と
等価な位置カウンター人力が実現できる。Ｂ相、Ｂ相に
ついても同等のことがいえる。従って、モーターの動作
中にエンコーダーが片方断線した場合でも、動作中は、
駆動装置の電源を遮断することなく、次停止位置まで、
通常動作をさせていわゆる定常停止させることが可能と
なシ、従来技術で発生していた制御対象の暴走を防ぐこ
とが実現できる。According to the above-described configuration, the present invention provides an equivalent position counter signal A' phase from the encoder feedback signal A phase and A phase to a new A phase. Even if the line is disconnected, the position counter can be operated manually, which is equivalent to the input phase signal. The same thing can be said about B phase and B phase. Therefore, even if one of the encoders is disconnected while the motor is operating, the
to the next stop position without cutting off the power to the drive device.
It is possible to perform normal operation and bring it to a so-called steady stop, and it is possible to prevent the controlled object from running out of control, which occurs in the conventional technology.

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。第１図、第２図、第３図ともＡ相のみについ
て示しているが、Ｂ相についても同じように説明可能で
ある。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. Although FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 show only the A phase, the B phase can also be explained in the same way.

第１図は、本発明の一実施例を示すものである。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

第１図において、１１は、エンコーダーのラインドライ
バー、１２．１３は、エンコーダーの信号線から信号を
受は取るフォトカプラ、１４は、Ａ相またはＡ相の片方
が断線しても、常にＡ相と等価な位置カウンター入力信
号を発生する信号再生ＡＮＤ回路、１６は位置カウンタ
ー、１６は片方断線を検出する片方断線検出回路、１７
は両方断線を検出する両方断線検出回路である。In FIG. 1, 11 is a line driver for the encoder, 12 and 13 are photocouplers that receive and take signals from the encoder signal line, and 14 is always the A phase even if the A phase or one of the A phases is disconnected. 16 is a position counter; 16 is a one-side wire breakage detection circuit for detecting one-side wire breakage; 17 is a signal regeneration AND circuit that generates a position counter input signal equivalent to
is a wire breakage detection circuit that detects both wire breaks.

以上のように構成されたエンコーダーの断線に関する安
全装置について、以下第１図、第２図及び第３図を用い
てその動作を説明する。まず第２図は、上記構成の回路
をブロック図化したもので全体構成を示す。ラインドラ
イバー出力１１で出力された人相、Ａ相のエンコーダー
フィードバック信４＋Ｉｔｉ、２２のエンコーダーイン
ターフェース部で１２．１３のフォトカプラによりＡ相
をＡ相とし、Ａ相をＡ相として入力する。これらの信号
は、２３の位置カウンター入力信号発生部において、１
４のＡＮＤ回路で論理積がとられ、Ａ相。The operation of the safety device for encoder disconnection constructed as described above will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3. First, FIG. 2 is a block diagram of the circuit having the above configuration, showing the overall configuration. The encoder feedback signal 4+Iti of the human phase and A phase output from the line driver output 11 is inputted as the A phase by the photocoupler 12.13 at the encoder interface section 22, and the A phase is input as the A phase. These signals are generated by 1 in 23 position counter input signal generators.
A logical product is taken by the AND circuit of 4, and the A phase is obtained.

Ａ相が正常な時はＡ相と、Ａ相が断線したときには正常
なＡ相からＡ相を、Ａ相が断線したときには正常なＡ相
からＡ相をというように片方が断線した場合でも常に人
相と等価なＡ′相を出力する。When the A phase is normal, it is connected to the A phase, when the A phase is disconnected, the normal A phase is connected to the A phase, and when the A phase is disconnected, the normal A phase is connected to the A phase, and so on, even if one side is disconnected. Outputs A' phase which is equivalent to the human face.

また、インターフェース部２２からの２本のＡ相信号よ
り、２５の片方断線検出部で片方断線を検出し、そのエ
ラー情報αを出力し、動作中であれば、次停止位置まで
通常動作とさせていわゆる定常停止とさせる。２６では
、制御対象が動作中であるという信号が出ているときに
位置カウンター入力信号Ａ′に変化がなかったら両方断
線と検出し、その場合は、そのエラー情報βを出力し、
モータの駆動装置の電源を落とすものである。第３図は
上記実施例の位置カウンター入力信号発生部２３まわり
におけるタイミングチャートである。これは、エンコー
ダ出力Ａ相が断線した時であるが位置カウンター入力信
号には、何ら変化を生じない。Also, based on the two A-phase signals from the interface section 22, the one-side wire breakage detection section 25 detects one wire breakage, outputs the error information α, and if the operation is in progress, normal operation is performed until the next stop position. This causes a so-called steady stop. In 26, if there is no change in the position counter input signal A' when a signal indicating that the controlled object is in operation is output, it is detected that both wires are disconnected, and in that case, the error information β is outputted,
This turns off the power to the motor drive device. FIG. 3 is a timing chart around the position counter input signal generating section 23 of the above embodiment. This occurs when the encoder output phase A is disconnected, but no change occurs in the position counter input signal.

以上のように上記実施例によれば、従来、耐ノイズ向上
のために使われていたエンコーダーのラインドライバー
出力を断線検出の目的のために使用し、Ａ相、入相のう
ち片方が断線した時にも常に入相に等価な信号Ａ′相を
出力させることにより。As described above, according to the above embodiment, the line driver output of the encoder, which was conventionally used to improve noise resistance, is used for the purpose of detecting disconnection, and when one of the A phase and the input phase is disconnected. By always outputting the signal A' phase which is equivalent to the input phase.

ロボットやＮＣ装置等の制御対象を安全に定常停止をさ
せることができるようになる。It becomes possible to safely bring a controlled object such as a robot or an NC device to a steady stop.

また、第１図での両方断線検出部は、バードウ４図のよ
うにソフトウェア処理によυ％偏差パルス’　（’”ｆ
（Ｐｄ−ＰＩ）ｄｔ）がしきい値ｎより太きく（４１）
かつ、フィードバックパルスＰＩＯ（４２）の時、両方
断線と判断し、モータ駆動装置の電源を切ることができ
る。すなわち、エンコーダ信号線が断線しても正常な位
置カウンター入力信号を出力できれば、片方及び両方断
線検出部分は、ハードウェア、ソフトウェアのどちらで
もよい。In addition, the both wire breakage detection parts in Fig. 1 are processed by software processing as shown in Bardow Fig. 4.
(Pd-PI)dt) is thicker than the threshold n (41)
In addition, when the feedback pulse PIO (42) occurs, it is determined that both wires are disconnected, and the power to the motor drive device can be turned off. That is, as long as a normal position counter input signal can be output even if the encoder signal line is disconnected, one or both disconnection detection parts may be either hardware or software.

発明の効果 以上のように本発明は、何ら開発費用のかからない市販
のエンコーダーのラインドライバー出力Ａ相、Ａ相、Ｂ
相、Ｂ相と、Ａ相、Ａ相及びＢ相、Ｂ相からのＡ相及び
Ｂ相の発生回路と、Ａ相、Ａ相、β相、Ｂ相のいずれか
が断線した時それを検出し、定常停止の情報出力部分と
Ａ相、Ａ相またはＢ相、Ｂ相がともに断線した時それを
検出し、駆動装置の電源を切りその情報を出力する部分
を設ける事により、Ａ相、Ａ相、Ｂ相、Ｂ相のいずれか
が断線した場合には、制御対象を安全に定常停止させ、
外部にそのエラー情報を知らせることができ、また、Ａ
相、Ａ相またはＢ相、Ｂ相がともに断線した時は、駆動
装置の電源を切り、外部にそのエラー情報を知らせるこ
とが可能であり。Effects of the Invention As described above, the present invention provides line driver outputs A-phase, A-phase, and B-phase of a commercially available encoder that does not require any development cost.
Detects when any of the A phase, B phase, A phase, A phase and B phase, A phase and B phase generation circuit from B phase, A phase, A phase, β phase, and B phase is disconnected. However, by providing a part that detects when both the steady stop information output part and the A phase, A phase, B phase, and B phase are disconnected, turns off the power to the drive device, and outputs that information, the A phase, If any of the A-phase, B-phase, or B-phase is disconnected, the controlled object will be brought to a safe steady stop, and
The error information can be notified externally, and A
When both phases, A phase or B phase, B phase are disconnected, it is possible to turn off the power to the drive device and notify the outside of the error information.

従来の断線検出装置に比べて、安価な構成で著しく安全
性を向上させることが可能になる。Compared to conventional wire breakage detection devices, it is possible to significantly improve safety with an inexpensive configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例における安全装置の回路図、
第２図は同ブロック図、第３図は位置カウンター入力信
号発生の時のタイミングチャート図、第４図は他の実施
例における安全装置のフローチャート図、第５図は従来
の産業用ロボットのブロック図、第６図は故障した時の
検出方法のフローチャート図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図 ＃ｆ　６　図FIG. 1 is a circuit diagram of a safety device in an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a block diagram of the same, Fig. 3 is a timing chart when a position counter input signal is generated, Fig. 4 is a flow chart of a safety device in another embodiment, and Fig. 5 is a block diagram of a conventional industrial robot. 6 are flowcharts of a method for detecting failure. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 #f 6 Figure

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）エンコーダーのＡ相と、Ａ相に相反する＠Ａ＠相
からＡ相に等価な位置カウンター入力信号Ａ′相を生成
する信号再生回路を備え、Ａ相または、＠Ａ＠相の片方
が断線しても、Ａ相または＠Ａ＠相のどちらか１本でも
有効であれば制御対象に定常停止を行なわせる安全装置
。(1) Equipped with a signal regeneration circuit that generates a position counter input signal A' phase equivalent to the A phase from the A phase of the encoder and the @A@ phase that is opposite to the A phase, and one of the A phase or the @A@ phase. A safety device that causes the controlled object to come to a steady stop even if the A phase or @A @ phase is valid even if the wire is disconnected. （２）Ａ相と＠Ａ＠相の２本とも断線した時には、停止
させるよう構成した特許請求の範囲第１項記載の安全装
置。(2) The safety device according to claim 1, which is configured to stop when both the A phase and @A@ phase are disconnected.