(57)【要約】【課題】  １台のサーボドライブに複数のシリアルエンコーダを接続する場合にシリアルエンコーダの台数分の電源線とサーボドライブの送受信回路部品が必要であった問題を解決し、電源線とサーボドライブの送受信回路の部品点数を削減することができるサーボシステムを提供する。【解決手段】  サーボドライブ１と複数のシリアルエンコーダ３−ａ〜３−ｃ間の通信を電源線４による通信で行うサーボシステムにおいて、複数のシリアルエンコーダ３−ａ〜３−ｃは、各モータ２−ａ〜２−ｃのシリアルデータによる位置情報を電源供給用の電源線上でのシリアル通信によって送信し、サーボドライブ１は、複数のモータ２−ａ〜２−ｃを接続して制御するとともに各シリアルエンコーダ３−ａ〜３−ｃへの電源供給とシリアル通信を電源線４により行ない、かつサーボドライブ４と複数のシリアルエンコーダ３−ａ〜３−ｃ間をデイジーチェインＤで構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボドライブと複数のシリアルエンコーダ間の通信を電源線による通信で行うサーボシステムにおいて、
前記複数のシリアルエンコーダは、各モータのシリアルデータによる位置情報を電源供給用の電源線上でのシリアル通信によって送信し、前記サーボドライブは、複数のモータを接続して制御するとともに前記各シリアルエンコーダへの電源供給とシリアル通信を電源線により行ない、かつ前記サーボドライブと前記複数のシリアルエンコーダ間をデイジーチェインで構成したことを特徴とするサーボドライブと複数シリアルエンコーダ間のサーボシステム。
【請求項２】
位置情報を出力するデータ生成部と、電源線から電源と信号との重畳・分離を行う重畳分離回路と、各シリアルエンコーダに固有のアドレスが設定されたアドレス設定部とが接続されたデータ送受信回路と、を備えたシリアルエンコーダにおいて、前記データ送受信回路がサーボドライブとシリアルエンコーダ間のデータ転送処理をアドレスに従ったシーケンス処理することを特徴とするデイジーチェイン接続対応シリアルエンコーダ。
【請求項３】
１個のデータ送受信回路と、各シリアルエンコーダへの電源供給を行う電源回路と、電源線による通信を行うための重畳分離回路と、データの送受信タイミングの制御を行う制御部と、を備えたサーボドライブにおいて、
前記制御部が、サーボドライブから各シリアルエンコーダへの個別のデータ要求送信をずらして行うか、またはサーボドライブからの同時のデータ要求に対して各シリアルエンコーダからの送信をずらすようにさせてデータの衝突回避制御を行なうことを特徴とするデイジーチェイン接続対応サーボドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボドライブとシリアルエンコーダ間の通信を電源線による通信で行うシステム、およびそれに用いられるシリアルエンコーダおよびサーボドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源線によりシリアルエンコーダ通信を行う場合は、サーボドライブとシリアルエンコーダは１対１の接続であった。（例えば、特許文献１参照）。
図６は特許文献１記載のモータ制御システムのブロック図である。
図６において、シリアルエンコーダ１０１は、データ生成手段１０３、重畳分離手段１０４、データ送受信手段１０５を有し、サーボドライブ１０２は、重畳分離手段１０６、データ送受信手段１０７、電源供給手段１０８を有し、シリアルエンコーダ１０１とサーボドライブ１０２は、電源線１０９で接続されている。
そこで、サーボドライブ１０２の電源供給手段１０８からＤＣ電圧が出力され、重畳分離手段１０６を介してシリアルエンコーダ１０１へ供給される。通常は電圧の基準となるグランド電位とグランド電位に対して一定の電位差を有する電位を出力し、重畳分離手段１０６を通り、さらに電源線１０９を介してシリアルエンコーダ１０１の重畳分離手段１０４を経てデータ生成手段１０３へ供給される。
データ生成手段１０３においては、シリアルエンコーダ１０１を取り付けたモータの位置情報、シリアルエンコーダ１０１のエラー情報などのデータが生成される。データ生成手段１０３において生成されたデータは、データ送受信手段１０５を通じて論理が反転した２信号のＲＴ、／ＲＴとなり、重畳分離手段１０４へ出力される。
重畳分離手段１０４においては、ＲＴ、／ＲＴの２信号は電源線１０９を介してサーボドライブ１０２に送られるが、このとき、ＲＴ、／ＲＴの２信号は高周波信号であり、電源線１０９に存在する電源がＤＣであることを利用し、電源線１０９とデータ生成手段１０３との間の重畳分離手段１０４にローパスフィルタ１０４Ｌを設置し、電源線１０９に存在する高周波信号ＲＴ、／ＲＴが電源１１０に伝送されないようにしている。
また、電源線１０９とデータ送受信手段１０５との間の重畳分離手段１０４にハイパスフィルタ１０４Ｈを設置し、電源線１０９に存在するＤＣ電位がデータ送受信手段１０５に伝送されないようにしている。
【０００３】
他方、サーボドライブ１０２の重畳分離手段１０６においては、例えばシリアルエンコーダ１０１の重畳分離手段１０４と同様に、電源線１０９と電源供給手段１０８との間の重畳分離手段１０６にローパスフィルタ１０６Ｌを設置し、電源線１０９に存在する高周波信号ＲＴ、／ＲＴが電源供給手段１０８に伝送されないようにしている。
また、電源線１０９とデータ送受信手段１０７との間の重畳分離手段１０６にハイパスフィルタ１０６Ｈを設置し、電源線１０９に存在するＤＣ電位がデータ送受信手段１０７に伝送されないようにしている。
このように、シリアルエンコーダ１０１は位置データをデータ生成手段１０３で作成し、データ送受信手段１０５から重畳分離手段１０４を介して電源線１０９によってサーボドライブ１０２に送信する。サーボドライブ１０２は電源線１０９から重畳分離手段１０４を介してデータ送受信手段１０７にシリアルエンコーダ１０１からの位置データを受信する。
図７はサーボドライブ１０２とシリアルエンコーダ１０１間のデータ転送のシーケンスを示す図であり、サーボドライブ１０２からのデータ要求受信後、シリアルエンコーダ１０１は位置データを送信する。
以上のように構成することにより、２本の電源線１０９だけでシリアルエンコーダ１０１からサーボドライブ１０２へのデータ伝送およびドライバからエンコーダへの電圧供給ができることとなる。
このように、従来のシステムは、サーボドライブとシリアルエンコーダを１対１の接続とするものである。
【特許文献１】特開２００２―１３６１７９号公報（第５頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電源線によるシリアルエンコーダの通信を行うシステムでは、シリアルエンコーダとサーボドライブが１対１の接続を対象としている。そのため、１台のサーボドライブで複数のモータを制御するために複数のシリアルエンコーダを接続するような場合、システムの配線数が増えるという問題があった。
図８は１台のサーボドライブで複数のモータを制御するために複数のシリアルエンコーダを接続した状態を示すブロック図で、図において、１台のサーボドライブ１０２にシリアルエンコーダ１０１を電源線１０９によって複数接続する場合には、図に示すようにサーボドライブ１０２にシリアルエンコーダ１０１の接続台数分の電源ケーブル１０９が必要になり、システムの配線数が増えた。
また、シリアルエンコーダとサーボドライブは１対１の接続のため、図９に示すようにサーボドライブ１０２の内部にはシリアルエンコーダ１０１との通信データ処理のために重畳分離手段１０６とデータ送受信手段１０７がシリアルエンコーダ１０１の台数分必要となり、サーボドライブの部品点数が増えるというような問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、１台のサーボドライブに複数のシリアルエンコーダを接続する場合に、サーボドライブとシリアルエンコーダ間の通信処理を１本の電源線で可能とする手段を設けることにより、システムの配線数と部品点数を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、サーボドライブと複数シリアルエンコーダ間のサーボシステムに係り、サーボドライブと複数のシリアルエンコーダ間の通信を電源線による通信で行うサーボシステムにおいて、前記複数のシリアルエンコーダが、各モータのシリアルデータによる位置情報を電源供給用の電源線上でのシリアル通信によって送信し、前記サーボドライブが、複数のモータを接続して制御するとともに前記各シリアルエンコーダへの電源供給とシリアル通信を電源線により行ない、かつ前記サーボドライブと前記複数のシリアルエンコーダ間をデイジーチェインで構成したことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、デイジーチェイン接続対応シリアルエンコーダに係り、位置情報を出力するデータ生成部と、電源線から電源と信号との重畳・分離を行う重畳分離回路と、各シリアルエンコーダに固有のアドレスが設定されたアドレス設定部とが接続されたデータ送受信回路と、を備えたシリアルエンコーダにおいて、前記データ送受信回路がサーボドライブとシリアルエンコーダ間のデータ転送処理をアドレスに従ったシーケンス処理することを特徴としている。
請求項３記載の発明は、デイジーチェイン接続対応サーボドライブに係り、１個のデータ送受信回路と、各シリアルエンコーダへの電源供給を行う電源回路と、電源線による通信を行うための重畳分離回路と、データの送受信タイミングの制御を行う制御部と、を備えたサーボドライブにおいて、前記制御部が、サーボドライブから各シリアルエンコーダへの個別のデータ要求送信をずらして行うか、またはサーボドライブからの同時のデータ要求に対して各シリアルエンコーダからの送信をずらすようにさせてデータの衝突回避制御を行なうことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、サーボドライブとシリアルエンコーダの接続をデイジーチェイン接続とすることにより、サーボドライブから複数のシリアルエンコーダを接続する場合でも１本の電源線で接続することができ、システムの配線数を削減することができる。
また、請求項２に記載の発明によると、複数のシリアルエンコーダにそれぞれ固有のアドレスを設定し、サーボドライブからのデータ要求に対しての１つのデータ送受信処理手段でのデータ処理に当該アドレス情報を考慮することで複数のシリアルエンコーダのデータ処理を可能とすることができる。
また、請求項３に記載の発明によると、サーボドライブでの複数のシリアルエンコーダのデータ処理を１つのデータ送受信回路で行うことにより、サーボドライブの構成部品を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明のサーボ制御システムの構成を示す図である。図において、サーボドライブ１からモータ２に内蔵されるシリアルエンコーダ３への電源線４はデイジーチェインＤで接続されている。サーボドライブ１はシリアルエンコーダ３に対して電源線４による通信によって位置データの送信要求を行い、要求を受信したシリアルエンコーダは位置データの送信を行う。
なお、デイジーチェイン（ｄａｉｓｙ  ｃｈａｉｎ）とは、複数のデバイス同士を接続する場合に、各デバイス間を個々の信号線で数珠つなぎに連結する接続法をいい、ヒナギク（ｄａｉｓｙ）をつなぎ合わせて作る花輪に似ていることからこの名称がつけられている。シリアルエンコーダ３へのデータはまず最初のシリアルエンコーダ３に送り、そのシリアルエンコーダ３から次のシリアルエンコーダ３に送るというように順送りすることで、最終的に対象とするシリアルエンコーダにそのデータが送られる。本発明ではこのデイジーチェインを採用しかつその際、シリアルエンコーダの送信が衝突しないようにするデータ衝突回避制御を同時に行なうことにより、１本の電源線で接続することができ、システムの配線数を削減することができるようになった。
本発明が特許文献１と異なる部分は、１台のサーボドライブから複数のシリアルエンコーダへの電源線接続をこのようにデイジーチェイン接続Ｄとしている点である。
【０００９】
図２にはデイジーチェイン接続をしているシリアルエンコーダ３の内部構成を示す。
シリアルエンコーダ３には電源線４が２本接続可能であり、シリアルエンコーダ３の内部で重畳分離回路５に共通に接続される。シリアルエンコーダ３のデータ送受信回路６には位置情報を出力するデータ生成部７とアドレス設定部８が接続され、重畳分離回路５を介して電源線４による送受信処理を行う。アドレス設定部８には各シリアルエンコーダに固有のアドレスが設定されており、データ送受信回路６に設定されたアドレス情報を出力する。
【００１０】
図３はサーボドライブの内部構成を示す。
サーボドライブ１は１本の電源線４に接続され、電源回路１３からシリアルエンコーダへの電源供給を行うとともに、電源線４による通信を行うため、重畳分離回路１２とデータ送受信回路１１を１系統設ける。制御部１０はデータ送受信回路１１を制御し、データの送受信タイミングなどの制御を行う。
【００１１】
図１のデイジーチェイン接続とした場合、全てのシリアルエンコーダが同一の電源線に接続され、送信経路が共通となるため、シリアルエンコーダの送信が衝突しない対策が必要となる。本発明では次のような解決策を講じている。
図４と図５はサーボドライブとシリアルエンコーダ間の２つの通信シーケンスを示す図で、図４はサーボドライブ１からシリアルエンコーダ３に対して個別にデータ要求を送信する場合、図５は一括してデータ要求を送信する場合をそれぞれ示している。
まず、図４のサーボドライブ１からシリアルエンコーダ３に対して個別にデータ要求を送信する場合について説明する。
サーボドライブ１はシリアルエンコーダ３に対して、位置データの送信を要求するデータ要求にシリアルエンコーダのアドレス情報を付加して送信する。シリアルエンコーダ３のデータ送受信回路６は受信したデータ要求のアドレスとアドレス設定部８のアドレスとを比較し、一致した場合にはデータ生成部７からの位置情報を送信する。
サーボドライブ１はシステムの全てのシリアルエンコーダ３に対して時間をずらしてデータ要求を送信し、シリアルエンコーダ３からの送信が衝突することを回避する。
次に、図５のはサーボドライブ１からシリアルエンコーダ３に対して一括してデータ要求を送信する場合について説明する。
サーボドライブ１はシリアルエンコーダ３に対して全てのシリアルエンコーダに共通なアドレス情報を付加してデータ要求を送信する。
データ要求を受信したシリアルエンコーダ３は受信したデータ要求のアドレスが共通アドレスであることを検出すると、それぞれ設定されたアドレスに従った異なる遅れ時間ｔ１、ｔ２、ｔ３経過後に位置情報を送信することでシリアルエンコーダからの送信が衝突することを回避する。
このように、サーボドライブ１からシリアルエンコーダ３への個別のデータ要求送信をずらしたり、またはサーボドライブ２からの同時のデータ要求に対してシリアルエンコーダ４からの送信をずらすことでデータの衝突を回避することができ、サーボドライブの１つのデータ送受信処理回路での処理が可能となる。
【００１２】
このように、シリアルエンコーダに電源線をデイジーチェイン接続することにより、１台のサーボドライブに複数のシリアルエンコーダを１本の電源線で接続することができ、システムの配線数を削減することができる。
また、シリアルエンコーダにアドレス設定部を設け、サーボドライブからのデータ要求にシリアルエンコーダのアドレス情報を付加し、シリアルエンコーダの送信処理をアドレス情報に従った処理とすることにより、１本の電源線による複数のシリアルエンコーダの通信を可能とし、サーボドライブの１つの送受信処理手段で複数のシリアルエンコーダとの通信を処理することができるため、サーボドライブの部品点数を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
１台のサーボドライブと複数のシリアルエンコーダを１本の電源線で接続する手段を設けることによりサーボドライブとシリアルエンコーダ間の配線数を削減することができるので、複数のモータを１つのサーボドライブに接続するシステムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例を示すサーボシステムの構成図である。
【図２】本発明のシリアルエンコーダの構成図である。
【図３】本発明のサーボドライブの構成図である。
【図４】本発明のサーボドライブとシリアルエンコーダ間の通信シーケンスを示す図である。
【図５】本発明のサーボドライブとシリアルエンコーダ間の通信シーケンスを示す図である。
【図６】従来のシリアルエンコーダの構成図である。
【図７】従来のサーボドライブとシリアルエンコーダ間の通信シーケンスを示す図である。
【図８】従来のサーボシステムの構成図である。
【図９】従来のサーボドライブと複数のシリアルエンコーダによる構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  サーボドライブ
２  モータ
３  シリアルエンコーダ
４  電源線
５  モータ出力線
６，１２    重畳分離回路
７，１１    データ送受信回路
８    データ生成部
９    アドレス設定部
１０    制御部
１３    電源回路
【図１】
2006304461.tif 000003
【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】
2006304461.tif 000008
【図７】
2006304461.tif 000009
【図８】
2006304461.tif 000010
【図９】
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