(57)【要約】【課題】送り軸モータの駆動状態が異常か否かを判定する工作機械を提供する。【解決手段】工作機械１は、互いに独立した３個のデータ伝送機構を備える。それぞれのデータ伝送機構は、センサーの出力から取得されるデータに誤りを検出する符号を付与して送信する送信部を含む。機械制御装置２は、送り軸モータ１２の運転を継続するか否かを判定する運転判定制御を実施する運転判定部２３を含む。運転判定部２３は、データと誤りを検出する符号との関係性が規則に一致するデータが２個であり、２個のデータが予め定められた判定範囲内である時に運転を継続すると判定する。運転判定部２３は、データと誤りを検出する符号との関係性が規則に一致するデータのうち、少なくとも一つのデータが判定範囲を逸脱している時に送り軸モータ１２を停止すると判定する。【選択図】図１
2020113135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の構成部材を駆動する駆動機の駆動状態を伝送するための互いに独立した３個以上のデータ伝送機構と、
前記駆動機の駆動を制御する制御装置とを備え、
それぞれのデータ伝送機構は、前記駆動機の駆動状態に関する変数を取得するセンサーと、センサーの出力から取得されるデータに誤りを検出する符号を付与して送信する送信部と、誤りを検出する符号が付与されたデータを受信する受信部とを含み、
前記制御装置は、前記データ伝送機構にて伝送されたデータにおいて、データと誤りを検出する符号との関係性が予め定められた規則に一致するか否かを判定するデータ判定部と、データ判定部による判定結果に基づいて、前記駆動機の運転を継続するか否かを判定する運転判定制御を実施する運転判定部とを含み、
前記運転判定制御は、データと誤りを検出する符号との関係性が前記規則に一致しないデータが存在する場合に、データと誤りを検出する符号との関係性が前記規則に一致するデータが２個以上であり、２個以上の全てのデータが予め定められた判定範囲内である時に運転を継続すると判定する制御と、データと誤りを検出する符号との関係性が前記規則に一致するデータのうち、少なくとも一つのデータが判定範囲を逸脱している時に前記駆動機を停止すると判定する制御とを含むことを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記送信部は、誤りを検出すると共に誤りを訂正する訂正符号をデータに付与して送信し、
前記データ判定部は、データと前記訂正符号との関係性が前記規則に一致しない場合に、前記訂正符号に基づいて、データを訂正する訂正部を含み、
前記データ判定部は、前記訂正部にてデータが完全に訂正されているか否かを判定し、前記運転判定部は、前記訂正部にてデータが完全に訂正されていない場合に、前記運転判定制御を実施する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動機は、装置の構成部材を移動するモータであり、
前記センサーは、モータの回転速度に関する変数を検出する、請求項１または２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機の駆動状態を伝送するデータ伝送機構を備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において、センサーの出力値等の通信データを１つの装置から他の装置に伝送をする時に、ノイズ等の影響によりデータの一部が破損する場合があることが知られている。例えば、通信データに含まれる一部のビットの情報が消失してしまう場合がある。このために、データを伝送する回路では、受信した通信データが正しいか否かを判定する制御を実施することが知られている。この制御では、通信データに通信データと関連する符号が付与されて送信される。通信データを受信したときに、データと符号との関連性が予め定められた規則に一致しているか否かを判定することが知られている（例えば、特開平８−３２０７１３号公報を参照）。通信データと符号との関係性が予め定められた規則に一致していなければ、通信データまたは符号の少なくとも一部が破損していると判定することができる。
【０００３】
また、従来の技術においては、通信データが誤っていると判定された場合に通信データを訂正する機能を有する符号が知られている。このような符号を通信データに付与して通信データを送信することが知られている。通信データが誤っている場合に、符号に基づいて通信データを修復することができる。
【０００４】
ところで、データを伝送する回路には、重要な信号を伝送する回路がある。例えば、通信データとして、作業者の安全性を確保するように装置を制御するデータを伝送する場合がある。このような重要なデータを伝送する場合には、同一のデータを伝送する複数の回路を配置することが知られている。すなわち、データを伝送する回路を多重化することが知られている（例えば、特開２００７−２６０１０号公報を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２０７１３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
装置に複数のデータを伝送する回路を形成することにより、データを伝送する１つの回路にて正確にデータを伝送できなくても、他のデータを伝送する回路にて正確なデータを伝送することができる。例えば、装置の構成部材を駆動する駆動機に異常が生じた場合に、１つの回路の故障により駆動機の異常を伝送できない場合がある。この場合に、他の回路にて駆動機の異常を伝送することにより、駆動機を停止することができる。
【０００７】
データを伝送する回路が多重化された装置においても、データの誤りを検出したり訂正したりする符号を付与したデータを伝送することができる。従来の技術においては、データを伝送する複数の回路を有する場合に、少なくとも１つの回路において所望の判定範囲を逸脱しているデータを受信した場合には、装置を停止させる制御を実施していた。すなわち、データに付与された符号とデータとの関係性が規則に一致しているか否かに関わらずに、少なくとも１つのデータが異常な値を示していた場合には、装置を停止させる制御を行っていた。
【０００８】
ところが、データは、データを伝送する経路において、ノイズ等の影響によりデータの値が変化してしまう場合がある。駆動機等の監視の対象となる装置に異常が生じているのではなく、データを伝送している経路においてデータが破損する場合がある。例えば、センサーの出力を通信線にて伝送している場合に、ノイズ等の影響によりデータが誤った値になる場合があった。この場合には、駆動機の駆動状態は正常であっても、駆動機の駆動状態が異常であると判定されて装置は停止する。この結果、装置の稼働率が低くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様の装置は、装置の構成部材を駆動する駆動機の駆動状態を伝送するための互いに独立した３個以上のデータ伝送機構と、駆動機の駆動を制御する制御装置とを備える。それぞれのデータ伝送機構は、駆動機の駆動状態に関する変数を取得するセンサーと、センサーの出力から取得されるデータに誤りを検出する符号を付与して送信する送信部と、誤りを検出する符号が付与されたデータを受信する受信部とを含む。制御装置は、データ伝送機構にて伝送されたデータにおいて、データと誤りを検出する符号との関係性が予め定められた規則に一致するか否かを判定するデータ判定部を含む。制御装置は、データ判定部による判定結果に基づいて、駆動機の運転を継続するか否かを判定する運転判定制御を実施する運転判定部を含む。運転判定制御は、データと誤りを検出する符号との関係性が規則に一致しないデータが存在する場合に、データと誤りを検出する符号との関係性が規則に一致するデータが２個以上であり、２個以上の全てのデータが予め定められた判定範囲内である時に運転を継続すると判定する制御を含む。運転判定制御は、データと誤りを検出する符号との関係性が規則に一致するデータのうち、少なくとも一つのデータが判定範囲を逸脱している時に駆動機を停止すると判定する制御を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一態様によれば、駆動機の駆動状態が異常か否かを判定する装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態における工作機械のブロック図である。
【図２】実施の形態におけるデータ伝送機構を説明する概略図である。
【図３】実施の形態におけるデータ伝送機構を説明する他の概略図である。
【図４】実施の形態における運転判定制御のフローチャートである。
【図５】実施の形態における他のデータ判定部のブロック図である。
【図６】実施の形態における他のデータ伝送機構を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１から図６を参照して、実施の形態における装置について説明する。本実施の形態では、装置の例として工作機械を取り上げて説明する。本実施の形態の装置は、駆動機の駆動状態を伝送するためのデータ伝送機構を備える。
【００１３】
図１は、本実施の形態の工作機械のブロック図である。工作機械１は、ワークに対する工具の相対位置を変化させながらワークを加工する。工作機械１は、ワークに対する工具の相対位置を変化させる送り軸を有する。例えば、送り軸は、３つの直動軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）により構成されている。工作機械１の送り軸としては、この形態に限られず、任意の直動軸または回転軸から構成することができる。
【００１４】
工作機械１は、送り軸に沿ってワークおよび工具のうち少なくとも一方を移動する移動装置５を備える。移動装置５は、それぞれの送り軸に対応して配置された送り軸モータ１２を含む。工作機械１は、工具を保持ながら工具を回転する主軸ヘッド４を備える。主軸ヘッド４は、工具を支持する主軸と、主軸を回転させる主軸モータ１１とを含む。
【００１５】
工作機械１は、送り軸モータ１２および主軸モータ１１を制御する制御装置としての機械制御装置２を備える。本実施の形態の機械制御装置２は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む演算処理装置（コンピュータ）により構成されている。機械制御装置２は、ＣＰＵにバスを介して互いに接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する。
【００１６】
本実施の形態の工作機械１は、数値制御式である。工作機械１を動作させる加工プログラム７は、作業者により予め生成されている。機械制御装置２は、加工プログラム７および判定範囲等の加工に関する情報を記憶する記憶部２１と、加工プログラム７に基づいてモータの動作指令を生成する指令生成部２２とを含む。工作機械１は、送り軸モータ１２および主軸モータ１１に電気を供給するための電気回路を有するモータ駆動装置３を含む。モータ駆動装置３は、指令生成部２２にて生成された動作指令に基づいて、送り軸モータ１２および主軸モータ１１に電気を供給する。モータ駆動装置３が電気を供給することにより、送り軸モータ１２および主軸モータ１１が駆動する。
【００１７】
図２に、本実施の形態におけるデータ伝送機構の概略図を示す。図２に示す例では、装置の構成部材を駆動する駆動機として、モータ３１が示されている。図１および図２を参照して、モータ３１は、例えば、移動装置５の送り軸モータ１２である。送り軸モータ１２としては、例えば、ワークが固定されるテーブルを移動するモータ、または、主軸ヘッド４が固定された部材を移動するモータである。本実施の形態では、テーブルを移動するモータを例に取り上げて説明する。
【００１８】
装置の構成部材を駆動する駆動機としては、モータに限られず、装置の構成部材を移動したり回転させたりする任意の機械を採用することができる。例えば、駆動機としては、モータの他に、空気圧または油圧にて駆動するシリンダーを例示することができる。
【００１９】
本実施の形態の工作機械１は、駆動機の駆動状態に関する変数を取得するセンサーを含む。ここでの例では、モータ３１の回転速度に関する変数を検出するための第１のセンサー３２ａ、第２のセンサー３２ｂ、および第３のセンサー３２ｃが配置されている。複数のセンサー３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力値に基づいて、駆動機の駆動状態が判定される。
【００２０】
駆動機の駆動状態に関する変数を検出するために、互いに種類の異なるセンサーを配置することができる。本実施の形態においては、それぞれのセンサー３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、モータ３１の回転速度に関する変数を取得する。センサーとしては、例えば、モータの回転シャフトに取り付けられ、回転シャフトの回転数を検出するエンコーダを採用することができる。また、テーブルを移動するためのレールに沿って配置され、テーブルの位置を検出するリニアスケール、または光にてテーブルの位置を検出する非接触式のセンサー等を採用することができる。
【００２１】
または、第１のセンサー３２ａ、第２のセンサー３２ｂ、および第３のセンサー３２ｃは、同一の種類のセンサーを採用しても構わない。例えば、モータ３１の回転速度を検出するための３個のエンコーダを、モータ３１の回転シャフトに取り付けても構わない。それぞれのセンサー３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、互いに独立して、モータ３１の回転速度に関する変数を取得することができる。そして、取得した値からモータ３１の回転速度を算出することができる。
【００２２】
なお、駆動機の駆動状態としては回転速度に限られず、温度、圧力、振動の大きさ、トルク、または音の大きさなどの任意の駆動状態を採用することができる。駆動機の駆動状態に関する変数を取得するセンサーとしては、駆動機の駆動状態を検出できる任意のセンサーを用いることができる。センサーとしては、エンコーダおよびリニアスケール等の位置検出器の他に、駆動機の所定の部分の温度を検出する温度センサーを例示することができる。更に、センサーとしては、駆動機が油圧または空気圧にて駆動するときの圧力を検出する圧力センサー、駆動機を駆動しているときの振動を検出する振動センサー、駆動機が出力するトルクを検出するトルクセンサー、および駆動機が発する異常音を検出する音量センサーなどを例示することができる。
【００２３】
本実施の形態の工作機械１は、互いに独立した３個以上のデータ伝送機構を有する。複数のデータ伝送機構は、通信データを互いに独立して伝送する。図２に示す例では、第１のデータ伝送機構３０ａ、第２のデータ伝送機構３０ｂ、および第３のデータ伝送機構３０ｃが配置されている。それぞれのデータ伝送機構は、モータの回転速度に関する変数を取得するセンサーと、センサーの出力に基づいて取得されたデータを送信する送信部としての送信プロセッサと、送信プロセッサにて送信されたデータを受信する受信プロセッサとを含む。第１のデータ伝送機構３０ａは、第１のセンサー３２ａと、第１の送信プロセッサ３３ａと、第１の受信プロセッサ３４ａとを含む。第２のデータ伝送機構３０ｂは、第２のセンサー３２ｂと、第２の送信プロセッサ３３ｂと、第２の受信プロセッサ３４ｂとを含む。第３のデータ伝送機構３０ｃは、第３のセンサー３２ｃと、第３の送信プロセッサ３３ｃと、第３の受信プロセッサ３４ｃと含む。
【００２４】
それぞれの送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、それぞれのセンサーの出力を予め定められた変数に変換する機能を有していても構わない。例えば、テーブルの位置を検出するリニアスケールから得られる位置の信号をモータの回転速度に変換する機能を有していていも構わない。ここでの例では、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、センサー３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力に基づいてモータ３１の回転速度を取得し、モータ３１の回転速度をデータとして送信する。
【００２５】
それぞれの送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、センサー３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力から取得されるデータに誤りを検出する符号を付与して送信する。例えば、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号またはパリティビット等のデータに誤りがあるか否かを判定するための誤り検出符号を付与する。
【００２６】
それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃにて生成され、誤りを検出するための誤り検出符号が付与されたデータを受信する。第１の受信プロセッサ３４ａは、第１の送信プロセッサ３３ａに通信線にて接続されている。また、第２の受信プロセッサ３４ｂは、第２の送信プロセッサ３３ｂに通信線にて接続されている。第３の受信プロセッサ３４ｃは、第３の送信プロセッサ３３ｃに通信線にて接続されている。本実施の形態においては、受信部は、通信線にて送信部と接続されているが、この形態に限られない。送信部と受信部とが無線にて通信するように形成されていても構わない。
【００２７】
このように、本実施の形態のデータ伝送機構は、１つのセンサーの出力に基づく変数が受信プロセッサに到達するまでに、１つの経路にて構成されている。それぞれのデータ伝送機構では、独立した経路を通ってセンサーから受信プロセッサまでデータが伝送される。そして、１つの駆動状態に関するデータを送信する３個以上のデータ伝送機構が配置されている。
【００２８】
本実施の形態における送信部および受信部は、プロセッサを含むが、この形態に限られない。送信部は、データに誤りを検出する符号を付与することができる任意の装置を採用することができる。また、受信部は、誤りを検出する符号が付与されたデータを受信できる機能を有していれば構わない。例えば、送信部および受信部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路にて構成されていても構わない。
【００２９】
図２に示すデータ伝送機構を備える工作機械では、送信部としての送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、単一の第１のプリント基板４１に配置されている。第１のプリント基板４１は、例えば、第１のセンサー３２ａ、第２のセンサー３２ｂ、および第３のセンサー３２ｃの近傍に配置されている。受信部としての受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、単一の第２のプリント基板４２に配置されている。第２のプリント基板４２は、例えば、機械制御装置２の内部に配置されている。
【００３０】
誤り検出符号は、データと関連性を有するように形成される。それぞれの送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、送信するデータに基づいて、予め定められた規則により誤り検出符号を生成する。図２に示す例では、それぞれのデータ伝送機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃにおいて、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃからデータとして「０ｘ１２３４」が送信される。ここでの例では、例えば、モータの回転速度を示すデータが送信される。また、誤り検出符号として「０ｘ５６」がデータに付与されて送信される。なお、モータ３１の駆動状態が正常である場合には、それぞれの送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから送信されるデータは、互いに同一の値または非常に近い値である。
【００３１】
本実施の形態における機械制御装置２は、データ伝送機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃにて伝送されたデータに誤りが有るか否かを判定するデータ判定部２４を有する。データ判定部２４は、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから送信されたデータが、ノイズ等の影響により破損しているか否かを判定する。データ判定部２４は、データと誤り検出符号との関係性が予め定められた規則に一致するか否かを判定する比較部２５を含む。比較部２５は、データと誤り検出符号との関係性が予め定められた規則に一致しない場合に、データが誤っていると判定する。
【００３２】
本実施の形態においては、それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データ判定部２４として機能する。特に、受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データ判定部２４の比較部２５として機能する。データ判定部としては、この形態に限られない。データを受信するプロセッサの他に、データを判定する機能を有するプロセッサまたは集積回路等が配置されていても構わない。
【００３３】
図２に示す例においては、第１の送信プロセッサ３３ａから送信された誤り検出符号が付与されたデータと、第１の受信プロセッサ３４ａが受信した誤り検出符号が付与されたデータとは同一である。第１の受信プロセッサ３４ａは、受信したデータと誤り検出符号との関係性が規則に一致していると判定する。第１の送信プロセッサ３３ａから第１の受信プロセッサ３４ａまでの伝送経路において、ノイズ等の影響により、データが破損していないと判定することができる。第２の受信プロセッサ３４ｂにおいても、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致しており、データは誤っていないと判定する。
【００３４】
一方で、第３の送信プロセッサ３３ｃから送信されたデータは、第３の送信プロセッサ３３ｃから第３の受信プロセッサ３４ｃまでの伝送経路において破損している。例えば、ノイズの影響を受けてデータの一部が破損している。第３の受信プロセッサ３４ｃが受信したデータ「０ｘ１５３４」は、第３の送信プロセッサ３３ｃにて送信されたデータ「０ｘ１２３４」とは異なっている。比較部２５として機能する第３の受信プロセッサ３４ｃは、データと誤り検出符号とを比較し、データと誤り検出符号との関係性が予め定められた規則に一致していないと判定する。第３の受信プロセッサ３４ｃは、データに誤りが有ると判定する。
【００３５】
また、データ判定部２４としての受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データが予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する機能を有する。受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致した場合に、データが予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する。ここでの例では、受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、モータ３１の回転速度が予め定められた回転速度の判定範囲内であるか否かを判定する。第１の受信プロセッサ３４ａおよび第２の受信プロセッサ３４ｂは、データが判定範囲内であると判定する。データの判定範囲は、記憶部２１に記憶されている。なお、データが判定範囲内であるか否かを判定する制御は、運転判定部２３が行っても構わない。
【００３６】
機械制御装置２は、データ判定部２４による判定結果に基づいて、駆動機の運転を継続するか否かを判定する運転判定制御を実施する運転判定部２３を含む。本実施の形態においては、第１の受信プロセッサ３４ａが運転判定部２３として機能する。運転判定部としては、この形態に限られない。駆動機の運転を継続するか否かを判定するプロセッサまたは集積回路等の装置が受信プロセッサとは別に配置されていても構わない。
【００３７】
運転判定部２３としての第１の受信プロセッサ３４ａは、第２の受信プロセッサ３４ｂおよび第３の受信プロセッサ３４ｃから、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致しているか否かの判定結果と、データが判定範囲内であるか否かの判定結果とを受信する。
【００３８】
図２に示す例では、第３の受信プロセッサ３４ｃからの出力には、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致していないという情報が含まれる。この場合に、第１の受信プロセッサ３４ａは、第３の受信プロセッサ３４ｃから受信した情報を使用しない制御を実施する。第１の受信プロセッサ３４ａは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致しないデータが存在する場合に、データと誤りを検出する符号との関係性が規則に一致するデータが２個以上であり、２個以上の全てのデータが予め定められた判定範囲内である時に、運転を継続すると判定する。ここでの例では、第１の受信プロセッサ３４ａおよび第２の受信プロセッサ３４ｂが受信した２個のデータは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致し、かつデータが判定範囲内である。このために、第１の受信プロセッサ３４ａは、モータ３１の運転を継続すると判定する。
【００３９】
運転判定部２３として機能する第１の受信プロセッサ３４ａは、現在の運転状態を継続する指令を、指令生成部２２に送信する。指令生成部２２は、加工プログラム７に基づいて工作機械１の運転を継続する。
【００４０】
図３に、本実施の形態におけるデータ伝送機構の他の概略図を示す。図３に示す例においては、第１の受信プロセッサ３４ａおよび第２の受信プロセッサ３４ｂにて受信したデータは、データと誤り検出符号との関連性が規則に一致し、かつデータが判定範囲内である。一方で、第３の受信プロセッサ３４ｃにて受信した誤り検出符号が付与されたデータは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致している。ところが、第３のセンサー３２ｃにて取得された変数に基づいて算出されたデータ（回転速度）が判定範囲を逸脱している。また、第３のデータ伝送機構３０ｃに異常は生じていない。この場合には、第３の送信プロセッサ３３ｃにて送信された誤り検出符号が付与されたデータと、第３の受信プロセッサ３４ｃにて受信した誤り検出符号が付与されたデータとは等しくなる。第３の受信プロセッサ３４ｃは、受信したデータに誤りがないと判定する。また、第３の受信プロセッサ３４ｃは、データが判定範囲を逸脱していると判定する。
【００４１】
運転判定部２３としての第１の受信プロセッサ３４ａは、データ判定部２４として機能する第２の受信プロセッサ３４ｂおよび第３の受信プロセッサ３４ｃの判定結果を受信する。第１の受信プロセッサ３４ａは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致するデータのうち、少なくとも１つのデータが判定範囲を逸脱している時に、モータ３１を停止すると判定する。図３に示す例においては、２個のデータ伝送機構３０ａ，３０ｂにて伝送されたそれぞれのデータは判定範囲内である。一方で、１個のデータ伝送機構３０ｃにて伝送されたデータは、判定範囲を逸脱するために、第１の受信プロセッサ３４ａは、データ伝送機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃの異常は生じておらず、モータ３１に異常が生じていると判定する。第１の受信プロセッサ３４ａは、モータ３１を停止する指令を指令生成部２２に送信する。指令生成部２２は、対象となる送り軸モータ１２を停止する指令を送信して、送り軸モータ１２を停止する。または、指令生成部２２は、工作機械１に配置された主軸モータ１１および全ての送り軸モータ１２を停止する。すなわち、工作機械１を停止する。
【００４２】
このように、本実施の形態における運転判定制御では、一部のデータ伝送機構においてデータに誤りがあると判定されても、２個以上のデータ伝送機構にて受信したデータに誤りが無く、かつデータが判定範囲内であれば、モータ３１の駆動状態は正常であると判定する。一部のデータ伝送機構において異常が生じていると判定し、駆動機の運転を継続する。
【００４３】
従来の技術においては、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致するか否かに関わらずに、少なくとも１個のデータが判定範囲を逸脱した場合に、駆動機を停止する制御を行っていた。このために、一部のデータ伝送機構に異常が生じた場合に、駆動機を停止する場合があった。これに対して、本実施の形態においては、複数のデータ伝送機構のうち一部のデータ伝送機構に異常が生じていると判定することができる。この結果、駆動機の運転を継続して、駆動機の稼働率の低下を抑制することができる。
【００４４】
また、本実施の形態の運転判定制御では、複数のデータ伝送機構にて受信したデータが正常であることを運転の継続の条件にしているために、駆動機の駆動状態が正常であることを確実に判定することができる。なお、運転判定部の判定においては、一部のデータ伝送機構においてデータと誤り検出符号との関連性が規則に一致していない場合においても、１個のデータ伝送機構にて受信したデータが正常であれば、運転を継続しても構わない。
【００４５】
一方で、本実施の形態の運転判定制御では、少なくとも１個のデータにおいて、データと誤り検出符号との関連性が規則に一致し、かつデータが判定範囲を逸脱している場合に駆動機を停止する。このデータは誤りがないと判定することができる。このように、駆動機に異常が生じている可能性がある場合に、駆動機を停止することができる。
【００４６】
上記の運転判定制御は、それぞれのセンサーの出力に基づいて、モータの回転速度を取得する毎に実施することができる。本実施の形態においては、３個のデータ伝送機構３０ａ，３０ｂ，３０ｃが配置されているが、この形態に限られず、４個以上のデータ伝送機構が配置されていても構わない。この場合においても、前述の運転判定制御を実施することができる。例えば、４個のデータ伝送機構が配置されている場合に、２つのデータ伝送機構にて伝送されたデータと誤り検出符号との関連性が規則に一致しない場合においても、他の２つのデータ伝送機構にて伝送されたデータが、符号との関係性が一致しており、かつ、判定範囲内である場合には、運転を継続することができる。
【００４７】
図４に、本実施の形態における制御のフローチャートを示す。図４に示す制御は、予め定められた時間間隔ごとに繰り返して実施することができる。
【００４８】
図２から図４を参照して、ステップ７１においては、それぞれのセンサー３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、モータ３１の回転速度に関する変数を検出する。それぞれの送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、それぞれのセンサー３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力を用いて、データとしての回転速度を取得する。ステップ７２において、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、データに誤り検出符号を付与する。ステップ７３において、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、誤り検出符号が付与されたデータを送信する。
【００４９】
ステップ７４において、それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、誤り検出符号が付与されたデータを受信する。ステップ７５において、それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データと誤り検出符号との関連性が予め定められた規則に一致するか否かを判定する。また、それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データが判定範囲内であるか否かを判定する。そして、第２の受信プロセッサ３４ｂおよび第３の受信プロセッサ３４ｃは、第１の受信プロセッサ３４ａに判定結果を送信する。
【００５０】
ステップ７６において、第１の受信プロセッサ３４ａは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致しないデータがあるか否かを判定する。ステップ７６において、全てのデータについて、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致する場合に、制御はステップ７７に移行する。
【００５１】
ステップ７７において、第１の受信プロセッサ３４ａは、複数のデータのうち判定範囲を逸脱するデータが有るか否かを判定する。ステップ７７において、判定範囲を逸脱するデータが１個でもある場合には、制御はステップ７８に移行する。ステップ７８において、第１の受信プロセッサ３４ａは、工作機械１を停止すると判定する。第１の受信プロセッサ３４ａは、工作機械１を停止する指令を指令生成部２２に送信して、工作機械１を停止する。
【００５２】
ステップ７７において、判定範囲を逸脱するデータがない場合に、制御はステップ８２に移行する。ステップ８２において、第１の受信プロセッサ３４ａは、運転を継続すると判定する。第１の受信プロセッサ３４ａは、運転を継続する指令を指令生成部２２に送信する。指令生成部２２は、加工プログラム７に基づく工作機械１の運転を継続する。
【００５３】
ステップ７６において、データと誤り検出符号との関連性が規則に一致しないデータがある場合に、制御はステップ７９に移行する。ステップ７９において、第１の受信プロセッサ３４ａは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致するデータが２個以上あるか否かを判定する。ステップ７９において、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致するデータが２個未満の場合に、制御はステップ８０に移行する。ステップ８０において、第１の受信プロセッサ３４ａは、ステップ７８と同様に、工作機械１を停止する。
【００５４】
ステップ７９において、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致するデータが２個以上ある場合に、制御はステップ８１に移行する。ステップ８１において、第１の受信プロセッサ３４ａは、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致するデータのうち、判定範囲を逸脱するデータがあるか否かを判定する。ステップ８１において判定範囲を逸脱するデータがある場合に、制御はステップ８０に移行する。第１の受信プロセッサ３４ａは、工作機械１を停止する。
【００５５】
ステップ８１において、データと誤り検出符号との関係性が規則に一致するデータのうち、判定範囲を逸脱するデータがない場合に、制御はステップ８２に移行する。この場合に、第１の受信プロセッサ３４ａは、モータ３１の駆動状態は正常であり、一部のデータ伝送機構が異常であると判定することができる。ステップ８２において、第１の受信プロセッサ３４ａは、運転を継続すると判定し、指令生成部２２に判定結果を送信する。指令生成部２２は、加工プログラム７に基づいて工作機械１の運転を継続する。なお、運転判定部２３は、モータ３１の駆動状態は正常であり、一部のデータ伝送機構が異常であると判定した場合に、表示パネル等の表示部に一部のデータ伝送機構の異常の情報を表示しても構わない。
【００５６】
本実施の形態の制御では、駆動機の駆動状態が正常であり、データ伝送機構が異常である場合に、駆動機または駆動機を備える装置の運転を停止することを抑制することができる。この結果、駆動機または駆動機を備える装置の稼働率の低下を抑制することができる。
【００５７】
上記の実施の形態においては、送信部としての送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、データの誤りを検出する誤り検出符号を付与していたが、この形態に限られない。送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、データの誤りを検出すると共に誤りを訂正するための訂正符号を付与してデータを送信することができる。訂正符号としては、ＥＣＣ（Error Correction Code）またはハミング符号を例示することができる。
【００５８】
図５に、本実施の形態における他のデータ判定部のブロック図を示す。データ判定部２７は、比較部２５に加えて、訂正部２６を含む。比較部２５は、データと訂正符号との関係性が規則に一致するか否かを判定する。比較部２５にて訂正符号とデータとの関係性が規則に一致しないと判定した場合に、訂正部２６は、訂正符号に基づいてデータを訂正する。
【００５９】
図２を参照して、本実施の形態においては、それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃが訂正部２６として機能する。それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データと訂正符号との関係性が規則に一致しない場合にデータを訂正する。機械制御装置２は、訂正部２６がデータを完全に訂正できた場合に、訂正した後のデータを用いて制御を実施することができる。例えば、訂正した後のデータを用いて、本実施の形態における運転判定制御を実施することができる。
【００６０】
ところが、訂正符号に基づいて訂正をしても完全にデータを訂正できない場合がある。訂正符号を用いる訂正では、ある程度の大きさの誤りを訂正することが可能である。例えば、散発的に少ない誤りが生じるランダム誤りは、容易に訂正することができる。しかしながら、短い期間に多数の誤りが生じるバースト誤りは、訂正符号に基づいて訂正をしても全ての誤りを訂正できない場合がある。
【００６１】
それぞれの受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、データを訂正した場合に、データが完全に訂正されているか否かを判定する。例えば、受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、訂正後のデータと誤り符号との関係性が規則に一致しているか否かを判定する。運転判定部２３としての第１の受信プロセッサ３４ａは、第２の受信プロセッサ３４ｂおよび第３の受信プロセッサ３４ｃから判定結果を受信する。
【００６２】
第１の受信プロセッサ３４ａは、完全に訂正されていないデータが有る場合に、前述の運転判定制御を実施することができる。完全に訂正されていないデータは、データと訂正符号との関係性が規則に一致しないデータであると見做して、運転判定制御を実施する。本実施の形態においては、データと誤りを検出するための符号の関係性が規則に一致しない場合には、そのデータを用いずに制御を実施することができる。
【００６３】
本実施の形態における運転判定制御は、装置の周りに存在する作業者の安全性を確保したり、装置の周りに配置される物に損傷を与えたりしないようにする時に有用である。例えば、工作機械のテーブルは、予め定められた速度以上で移動すると、作業者に衝突する虞がある。このような構成部品を移動するモータの制御に本実施の形態の運転判定制御は好適である。
【００６４】
本実施の形態においては、装置として工作機械を例に取り上げたが、この形態に限られず、任意の装置に適用することができる。例えば、多関節ロボットなどの所定の作業を行うロボット、ワークまたはロボットなどを移動するために、地面を走行する走行台車等を例示することができる。このような装置では、例えば、緊急停止を実施する場合がある。緊急停止を実施するためのデータ伝送機構に、本実施の形態の機構を適用することができる。
【００６５】
前述の図２および図３においては、送信プロセッサと受信プロセッサとが通信線にて接続されているが、この形態に限られない。無線にてデータの伝送を行う場合にも、ノイズ等の影響によりデータに誤りが生じる場合がある。このような無線にてデータの伝送を行う装置にも本実施の形態の制御を適用することができる。
【００６６】
図６に、本実施の形態における他のデータ伝送機構を説明する概略図を示す。前述の図２および図３に示す形態においては、送信部としての送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、受信部としての受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、互いに異なるプリント基板４１，４２に配置されている。図６に示すデータ伝送機構では、送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃおよび受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、共通のプリント基板４３に配置されている。送信プロセッサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃから受信プロセッサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃまでのデータの伝送経路は、プリント基板４３の表面に形成された配線になる。この場合においても、配線が断線したり、ノイズの影響を受けたりする場合がある。例えば、プリント基板に配置されているコンデンサーまたは電気回路に存在する浮遊容量の影響などにより、データがノイズの影響を受ける場合がある。この場合においても、本実施の形態の運転判定制御を実施することができる。
【００６７】
上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。
【００６８】
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。
【符号の説明】
【００６９】
１    工作機械
２    機械制御装置
１１    主軸モータ
１２    送り軸モータ
２１    記憶部
２３    運転判定部
２４，２７    データ判定部
２５    比較部
２６    訂正部
３０ａ    第１のデータ伝送機構
３０ｂ    第２のデータ伝送機構
３０ｃ    第３のデータ伝送機構
３１    モータ
３２ａ    第１のセンサー
３２ｂ    第２のセンサー
３２ｃ    第３のセンサー
３３ａ    第１の送信プロセッサ
３３ｂ    第２の送信プロセッサ
３３ｃ    第３の送信プロセッサ
３４ａ    第１の受信プロセッサ
３４ｂ    第２の受信プロセッサ
３４ｃ    第３の受信プロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月6日(2019.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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