特許 6169715 多重化通信システム及び作業用ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6169715

(24)【登録日】2017年7月7日

(45)【発行日】2017年7月26日

(54)【発明の名称】多重化通信システム及び作業用ロボット

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20170713BHJP

   G08C 15/06 20060101ALI20170713BHJP

   G08C 19/00 20060101ALI20170713BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20170713BHJP

   G08C 15/00 20060101ALI20170713BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/245 110Z

   G08C15/06 J

   G08C19/00 U

   B25J19/00 J

   G08C15/00 A

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-541360(P2015-541360)

(86)(22)【出願日】2013年10月9日

(86)【国際出願番号】JP2013077444

(87)【国際公開番号】WO2015052790

(87)【国際公開日】20150416

【審査請求日】2016年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】富士機械製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】特許業務法人ネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100162237

【弁理士】

【氏名又は名称】深津 泰隆

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】長坂 伸夫

(72)【発明者】

【氏名】今寺 泰章

(72)【発明者】

【氏名】石浦 直道

(72)【発明者】

【氏名】廣田 重元

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０８４３２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第３１８６４９０（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９−５／６２

Ｇ０８Ｃ １５／０６

Ｂ２５Ｊ １９／００

Ｇ０８Ｃ １５／００

Ｇ０８Ｃ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電磁モータの変位を検出するエンコーダから出力されるエンコーダ信号を多重化した多重化データ列を送信する多重化手段と、
前記多重化データ列に含まれる複数ビットのうち、前記多重化データ列を送信する複数の送信回数のうち、予め設定されたタイミングの送信回数の前記多重化データ列に対し前記エンコーダに応じてビット割り当てされるビットの各々に、前記エンコーダ信号及び前記エンコーダ信号のデータの有無に拘わる情報をビット割り当てするビット割り当て手段と、
を備えることを特徴とする多重化通信システム。

【請求項2】

前記エンコーダ信号に応じて前記電磁モータを駆動制御する駆動制御部に対し、前記駆動制御部を起動する起動タイミングを通知する通知手段を備え、
前記通知手段は、前記多重化手段が前記多重化データ列を送信する通信回線を確立する状態、又は前記多重化手段の起動を起点として遅延時間を設定した起動遅延時間が経過する状態、の少なくとも一方の状態の検出に基づいて前記駆動制御部に前記起動タイミングを通知することを特徴とする請求項１に記載の多重化通信システム。

【請求項3】

前記エンコーダは、前記エンコーダ信号を同期式通信で出力するものであり、
受信側において、
前記多重化データ列から復元した前記エンコーダ信号を、前記通信回線のデータ転送レートと前記同期式通信のデータ出力間隔時間に応じて予め設定されたデータ量だけ蓄積した後に、蓄積した前記エンコーダ信号を前記同期式通信で前記駆動制御部に出力するバッファ部を備えることを特徴とする請求項２に記載の多重化通信システム。

【請求項4】

前記エンコーダは、前記エンコーダ信号を半２重通信で出力するものであり、
前記半２重通信の送信及び受信の切り替えを処理する送受信切替手段を備え、
前記送受信切替手段は、前記半２重通信により伝送されるデータの先頭ビットの立ち上がり、又は立ち下がりで送信の開始を検出して切り替えを処理し、予め設定された終了フラグを検出した回数で送信の終了を検出して切り替えを処理することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多重化通信システム。

【請求項5】

前記駆動制御部と前記エンコーダとは互いの通信プロトコルが異なるものであり、前記エンコーダが自身の前記通信プロトコルの形式で出力する前記エンコーダ信号を、前記駆動制御部の前記通信プロトコルの形式に変換するプロトコル変換手段を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の多重化通信システム。

【請求項6】

前記多重化手段は、光ファイバーケーブル、ＬＡＮケーブル及びＵＳＢケーブルの少なくとも一つの通信媒体を介して前記多重化データ列を送信することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の多重化通信システム。

【請求項7】

可動部によりワークを保持して作業を実施する作業用ロボットであって、
前記作業に拘わるデータの伝送を請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の多重化通信システムにより伝送することを特徴とする作業用ロボット。

【請求項8】

前記可動部は、前記電磁モータ及び前記エンコーダを有し、
前記エンコーダから出力され前記多重化通信システムにより伝送される前記エンコーダ信号を受信して前記電磁モータを駆動制御する駆動制御部を固定部に備えることを特徴とする請求項７に記載の作業用ロボット。

【請求項9】

前記駆動制御部から前記可動部の前記電磁モータに供給する電源を、前記多重化手段が前記多重化データ列を送信する通信回線とは別に設けられた電源線により供給することを特徴とする請求項８に記載の作業用ロボット。

【請求項10】

前記可動部を前記固定部に対して相対的に複数の方向に移動させ、前記複数の方向の各々に対応して設けられる複数の移動機構を備え、
前記多重化通信システムは、前記複数の移動機構のうち少なくとも１つの移動機構に拘わるデータのみを伝送することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の作業用ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多重化通信システム及びその多重化通信システムにより作業に拘わるデータを伝送する作業用ロボットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、電子部品実装装置などの作業用ロボットは、例えば、電子部品を吸着する吸着ノズルの位置や向き等を変更する駆動源として電磁モータが装着ヘッドに内蔵されている。また、作業用ロボットは、前記電磁モータの変位等を検出するエンコーダから出力されるエンコーダ信号に基づいて電磁モータを駆動制御するアンプ部が装置本体側に設けられる。この種の作業用ロボットでは、吸着ノズルをより多様な方向に精度よく移動させるために、より多くの電磁モータを装着ヘッドに内蔵したいという要望がある。その一方で、作業用ロボットは、装着ヘッドに搭載する電磁モータやエンコーダの装置数が増加すると、アンプ部とエンコーダ等とを接続する通信線の数が増加し配線スペースが拡大する、あるいは通信線の断線の可能性が高まるなどの不具合が生じる。これに対し、アンプ部とエンコーダとの通信線の数を少なくするためにエンコーダ信号を多重化して共通の通信線を介して伝送する多重化通信システムがある（例えば、特許文献１など）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３１８６４９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に開示される多重化通信システムは、複数のエンコーダがエンコーダ信号の送信を要求された場合に予め設定される識別情報に基づいて順番に共通の通信線に送信する。しかしながら、この多重化通信システムでは、エンコーダの高分解能化によってエンコーダ信号のビット数が増加した場合や電磁モータの数が増加した場合に、複数のエンコーダ信号を順番に多重化して伝送する１周期が長くなる。その結果、アンプ部は、送信の順番が遅いエンコーダになるほどエンコーダ信号に基づく電磁モータに対するフィードバック制御の応答速度に遅延が生じ制御性能が低下する。このため、高分解能なエンコーダを搭載する場合や電磁モータの装置数が増加した場合にも応答速度が維持できる多重化通信システムが望まれている。

【0005】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンコーダ信号を多重化して伝送するにあたり、エンコーダ信号に基づいた電磁モータに対する制御の応答速度を好適に維持可能な多重化通信システム及び作業用ロボットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を鑑みてなされた本願に開示される技術に係る多重化通信システムは、複数の電磁モータの変位を検出するエンコーダから出力されるエンコーダ信号を多重化した多重化データ列を送信する多重化手段と、多重化データ列に含まれる複数ビットのうち、多重化データ列を送信する複数の送信回数のうち、予め設定されたタイミングの送信回数の多重化データ列に対しエンコーダに応じてビット割り当てされるビットの各々に、エンコーダ信号及びエンコーダ信号のデータの有無に拘わる情報をビット割り当てするビット割り当て手段と、を備えることを特徴とする。

【0007】

また、上記課題を鑑みてなされた本願に開示される技術に係る作業用ロボットは、可動部によりワークを保持して作業を実施する作業用ロボットであって、作業に拘わるデータの伝送を多重化通信システムにより伝送する。この多重化通信システムは、複数の電磁モータの変位を検出するエンコーダから出力されるエンコーダ信号を多重化した多重化データ列を送信する多重化手段と、多重化データ列に含まれる複数ビットのうち、多重化データ列を送信する複数の送信回数のうち、予め設定されたタイミングの送信回数の多重化データ列に対しエンコーダに応じてビット割り当てされるビットの各々に、エンコーダ信号及びエンコーダ信号のデータの有無に拘わる情報をビット割り当てするビット割り当て手段と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本願に開示される技術によれば、エンコーダ信号を多重化して伝送するにあたり、エンコーダ信号に基づいた電磁モータに対する制御の応答速度を好適に維持可能な多重化通信システム及び作業用ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施例の作業用ロボットを説明するための模式図。

【図2】多重化通信装置の送信データ合成処理部を示すブロック図。

【図3】多重化通信装置の受信データ分離処理部を示すブロック図。

【図4】多重化通信システムにおいて伝送される多重化データ列としてのフレームデータの構成と送信データの関係を示す図。

【図5】コントローラと多重化通信装置との起動後の処理内容を示すフローチャート。

【図6】コントローラと多重化通信装置との起動後の処理内容を示すフローチャート。

【図7】アンプとリニアスケールとの通信を説明するための模式図。

【図8】アンプとリニアスケールとの間で伝送されるデータの構造を示す図。

【図9】別例の多重化通信システムにおいて伝送される多重化データ列としてのフレームデータの構成と送信データの関係を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。初めに、本願の通信システムを適用する装置の一例として作業用ロボットについて説明する。
（作業用ロボット１０の構成）
図１は、作業用ロボット１０に適用される多重化通信システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、作業用ロボット１０は、作業用ロボット１０を設置する場所に固定的に設ける装置本体２０と、装置本体２０に対して相対的に移動する可動部３０とを備える。装置本体２０は、コントローラ２１と、Ｙ軸リニア用サーボアンプ２２と、Ｘ軸リニア用サーボアンプ２３と、３軸ロータリ用サーボアンプ２４，２５とを備える。可動部３０は、Ｙ軸用リニアモータ３１と、Ｘ軸用リニアモータ３２と、６つのロータリ型サーボモータ３３〜３８とを備える。

【0011】

可動部３０は、各モータ３１〜３８の駆動に応じて例えばＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向への自由度を有して変位駆動されるロボットアームを備える。作業用ロボット１０は、コントローラ２１の制御に基づいて、例えば、生産ラインを搬送される対象物に可動部３０（ロボットアーム）に保持されたワークの取り付けなどの作業を実施する作業用ロボットである。コントローラ２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されている。コントローラ２１は、フィールドネットワーク用ケーブル４１により各アンプ２２〜２５のスレーブ回路（図示略）と接続されている。ここでいうフィールドネットワーク（制御用ネットワーク）とは、例えば、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）−ＩＩＩであり、コントローラ２１がマスターとなり、スレーブ回路に接続されたアンプ２２〜２５とのデータの送受信を行うネットワークを構築し、配線の統合（削減）等を実現してネットワーク構築のコスト低減を図るものである。

【0012】

アンプ２２〜２５の各々は、エンコーダ用ケーブル４２により多重化通信装置２９に接続されている。作業用ロボット１０は、装置本体２０に設けられた多重化通信装置２９が、可動部３０に設けられた多重化通信装置３９と多重通信用ケーブル１１で接続されている。多重通信用ケーブル１１は、例えばGigabit Etherenet（登録商標）の通信規格に準拠したＬＡＮケーブルやＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）３．０の通信規格に準拠したＵＳＢケーブルである。作業用ロボット１０は、可動部３０に設けられた各モータ３３〜３８のエンコーダ信号を多重化通信装置３９によりフレームデータＦＲＭＤに多重化し多重通信用ケーブル１１を通じて多重化通信装置２９に伝送する。多重化通信装置２９は、受信したフレームデータＦＲＭＤの多重化を解除して個々のエンコーダ信号に対応するアンプ２２〜２５に転送する。

【0013】

コントローラ２１は、アンプ２２〜２５を介して可動部３０の各モータ３１〜３８を制御する。Ｙ軸リニア用サーボアンプ２２は、可動部３０のＹ軸用リニアモータ３１に対応している。可動部３０には、Ｙ軸用リニアモータ３１の駆動に応じてＹ軸方向に沿ったガイドレール上を移動する可動部３０（ロボットアーム）の位置を検出するリニアスケール５１が設けられている。リニアスケール５１は、可動部３０のＹ軸方向の位置（Ｙ座標値）等のエンコーダ信号を通信プロトコル変換器５２に出力する。通信プロトコル変換器５２は、多重化通信装置３９とエンコーダ用ケーブル６１で接続されている。通信プロトコル変換器５２は、多重化通信装置２９，３９を介してリニアスケール５１のエンコーダ信号をＹ軸リニア用サーボアンプ２２に送信する。Ｙ軸リニア用サーボアンプ２２は、転送されたエンコーダ信号をフィールドネットワーク用ケーブル４１を介してコントローラ２１に転送する。コントローラ２１は、リニアスケール５１のエンコーダ信号に基づいてＹ軸リニア用サーボアンプ２２を介してＹ軸用リニアモータ３１を制御する。可動部３０は、Ｙ軸用リニアモータ３１の駆動に応じて例えば、ロボットアームがＹ軸方向に駆動する。

【0014】

同様に、Ｘ軸リニア用サーボアンプ２３は、可動部３０のＸ軸用リニアモータ３２に対応している。可動部３０には、Ｘ軸用リニアモータ３２の駆動に応じてＸ軸方向に沿ったガイドレール上を移動する可動部３０の位置を検出するリニアスケール５３が設けられている。リニアスケール５３のエンコーダ信号は、通信プロトコル変換器５４を介して多重化通信装置３９に出力される。コントローラ２１は、リニアスケール５３のエンコーダ信号に基づいてＸ軸リニア用サーボアンプ２３を介してＸ軸用リニアモータ３２を制御する。

【0015】

ロータリ型サーボモータ３３〜３５（以下、「サーボモータ」という場合がある）は、３つの出力軸を構成しており、例えば、ロボットアームのワークを保持するハンドをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向や回転方向等に駆動をさせる。なお、サーボモータ３６〜３８は、サーボモータ３３〜３５と同様の構成であるため、その説明を適宜省略する。サーボモータ３３〜３５の各々に設けられたロータリエンコーダ５５は、各サーボモータ３３〜３５の位置情報などのエンコーダ信号をエンコーダ用ケーブル６１を介して多重化通信装置３９に出力する。３軸ロータリ用サーボアンプ（以下、「サーボアンプ」という場合がある）２４は、多重化通信装置２９，３９を介して転送されたエンコーダ信号に基づいてサーボモータ３３〜３５の各々を駆動する。例えば、サーボモータ３３は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相のコイルを有する三相交流で駆動するサーボモータであり、図示しない電源線を介して各相のコイルがサーボアンプ２４に接続されている。サーボモータ３３は、サーボアンプ２４から電源線を通じて供給される三相交流に応じて駆動する。同様に、他のサーボモータ３４，３５の各々は、サーボアンプ２４から電源線を通じて供給される三相交流に応じて駆動する。なお、サーボモータ３６〜３８の各々に設けられたロータリエンコーダ５７は、各サーボモータ３６〜３８のエンコーダ信号をエンコーダ用ケーブル６１を介して多重化通信装置３９に出力する。サーボアンプ２５は、多重化通信装置２９，３９を介して転送されたエンコーダ信号に基づいてサーボモータ３６〜３８の各々を駆動する。

【0016】

次に、多重化通信システムで伝送されるエンコーダ信号に対する誤り確認処理について説明する。なお、以下の説明では、多重化通信装置３９を送信側、多重化通信装置２９を受信側とした場合を中心に説明する。また、８つのモータ３１〜３８に対応するリニアスケール５１，５３及びロータリエンコーダ５５，５７の各々のエンコーダ信号をエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８と称して説明する。図２は多重化通信装置３９の送信部分を中心に示すブロック図である。また、図３は多重化通信装置２９の受信部分を中心に示すブロック図である。図２に示す多重化通信装置３９の送信データ合成処理部２０１は、各装置から出力されるエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８に対し誤り訂正符号の付加処理を行う。

【0017】

（送信データ合成処理部２０１の構成）
リニアスケール５１から通信プロトコル変換器５２（図１参照）を介して出力されたエンコーダ信号ＥＮＣＤ１は、データ取込部２０３に一時的に取り込まれ、ＦＥＣ付与部２１１によりハミング符号の前方誤り訂正符号ＦＥＣ（７，４）が付与される。例えば、データ取込部２０３は、リニアスケール５１（通信プロトコル変換器５２）からエンコーダ信号ＥＮＣＤ１をＨＤＬＣ（High level Data Link Control procedure）の通信規格に準拠した通信で読み出す際に、開始フラグＳ１及び終了フラグＥ１（図８参照）を検出し必要なデータＤＡＴＡ２を取り込む処理を実行する。フレーム分割部２２１は、ＦＥＣが付与されたエンコーダ信号ＥＮＣＤ１をフレームデータＦＲＭＤに応じて分割する。フレーム分割部２２１は、分割したエンコーダ信号ＥＮＣＤ１を多重化部２１９（ＭＵＸ）に出力する。計数部２３４は、多重化部２１９がフレームデータＦＲＭＤを送信した回数を計数する。フレーム分割部２２１は、計数部２３４から出力される計数値に応じて次のデータをＦＥＣ付与部２１１から読み出す処理を行う。なお、ＦＥＣ付与部２１１は、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１の入力に応じてデータの有無を示す情報（図４参照）を付加した上でハミング符号の前方誤り訂正符号ＦＥＣ（７，４）を付与する。また、他の装置（リニアスケール５３、ロータリエンコーダ５５，５７）から出力されるエンコーダ信号ＥＮＣＤ２〜ＥＮＣＤ８の処理については、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１と同様であるため、説明を省略する。

【0018】

（受信データ分離処理部３０１の構成）
多重化部２１９は、入力されたエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８を、例えば、入力ポートに対して割り当てた一定時間（タイムスロット）に応じて多重化する。多重化部２１９により多重化されたデータは、例えば、Gigabit Etherenet（登録商標）の通信規格に準拠した外部端子２４２を介してフレームデータＦＲＭＤとして多重通信用ケーブル１１に送出される。図３に示す多重化通信装置２９は、多重通信用ケーブル１１を通じて転送されたフレームデータＦＲＭＤを外部端子３４２を介して受信する。多重化通信装置２９の受信データ分離処理部３０１は、非多重化部（ＤＥＭＵＸ）３１９によりフレームデータＦＲＭＤから各エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８が分離される。受信データ分離処理部３０１は、分離された各エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８に対して誤り検出・訂正処理を行う。

【0019】

エンコーダ信号ＥＮＣＤ１は、複数のフレームデータＦＲＭＤに分割されたエンコーダ信号ＥＮＣＤ１がフレーム合成部３１１により合成される。計数部３３２は、非多重化部３１９がフレームデータＦＲＭＤを受信した回数を計数する。フレーム合成部３１１は、計数部３３２から出力される計数値に応じてエンコーダ信号ＥＮＣＤ１を合成し復号訂正処理部３１２に出力する。復号訂正処理部３１２は、合成されたエンコーダ信号ＥＮＣＤ１に対しハミング符号の前方誤り訂正符号（ＦＥＣ）に応じて誤り検出を行ない、必要に応じて誤ったデータ値の訂正処理を行なう。訂正されたエンコーダ信号ＥＮＣＤ１は、データ出力部３０３に一時的に蓄積されＹ軸リニア用サーボアンプ２２に転送される。なお、他のエンコーダ信号ＥＮＣＤ２〜ＥＮＣＤ８の処理については、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１と同様であるため、説明を省略する。また、図２に示す多重化通信装置３９が備える受信データ分離処理部２０２の構成及び動作については、上記した受信データ分離処理部３０１と同様であるため、説明を省略する。同様に、図３に示す多重化通信装置２９が備える送信データ合成処理部３０２の構成及び動作については、図２に示す送信データ合成処理部２０１と同様であるため、説明を省略する。

【0020】

図４は、多重化データ列としてのフレームデータＦＲＭＤの各ビット位置のデータを示している。フレームデータＦＲＭＤは、例えば１フレームが８ビットで構成されている。多重化通信装置２９，３９は、１フレーム当りの周期が８ｎｓｅｃ（周波数が１２５ＭＨｚ）に設定され、１Ｇｂｐｓ（８ビット×１２５ＭＨｚ）の通信回線を構築する。この通信回線は半２重通信である。図４は、フレームデータＦＲＭＤを送信する１クロック（例えば８ｎｓｅｃ）ごとに送信されるデータを示している。フレームデータＦＲＭＤは、２０クロックを１サイクル（１周期）として、半周期ごとに送受信が切り替えられる。図４は半周期（１／２サイクル）の０〜１０クロックを示している。従って、図４に示す例では、多重化通信装置２９，３９は、１０クロック目で互いに同期を取って送受信を切り替える。

【0021】

フレームデータＦＲＭＤは、１／２サイクル（１０クロック）のうち、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８を送信する前の３クロック（図示例ではクロック０〜２）でヘッダ情報などの制御情報が設定されている。また、フレームデータＦＲＭＤは、１／２サイクル（１０クロック）のうち、６クロック（図示例ではクロック３〜９）にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８に係るデータが設定されている。フレームデータＦＲＭＤは、先頭ビット（ビット位置０）〜ビット位置７までの各ビットがこの順にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８に対応している。フレームデータＦＲＭＤは、クロック３，５における各ビット位置にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８（図中の「Ｅ１Ｄ〜Ｅ８Ｄ」）がビット割り当てされる。また、フレームデータＦＲＭＤは、クロック４，６における各ビット位置にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８のデータの有無を示す情報（図中の「Ｅ１Ｄ有〜Ｅ８Ｄ有」）がビット割り当てされる。データの有無を示す情報は、例えば、フレームデータＦＲＭＤのデータ転送レートに対して低速なエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８が各ビット位置０〜７に設定されているか否かを示すための情報である。エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８とエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８の有無を示す情報とは、各サイクルで交互に設定される。また、フレームデータＦＲＭＤは、１サイクルのうち、３クロック（図示例ではクロック７〜９）が訂正符号ＦＥＣ（７，４）として付加される３ビットの符号ビットが設定される。エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８は、フレーム分割部２２１によりフレームデータＦＲＭＤの対応するビット割り当てのビット幅に応じて分割されて多重化部２１９に転送される。そして、多重化通信装置２９，３９は、３クロック続けて訂正符号ＦＥＣ（７，４）が設定されたフレームデータＦＲＭＤを送信した後、１０クロックで互いに同期を取って送受信を切り替える。なお、図４に示すフレームデータＦＲＭＤの構成は一例であり、適宜変更できる。例えば、図４に示すフレームデータＦＲＭＤの構成は、リニアスケール５１，５３及びロータリエンコーダ５５，５７が位置情報などのデータをシリアルで伝送する方式（シリアル伝送方式）のエンコーダとして構成された場合を例示しているが、他の方式のエンコーダで構成された場合にはフレームデータＦＲＭＤの各ビット位置のデータを変更してもよい。この他の方式のエンコーダを用いた場合のフレームデータＦＲＭＤの構成については後述する（図９参照）。

【0022】

（ビット割り当て手段）
ここで、作業用ロボット１０は、多重化通信装置３９のみを可動部３０とは別体で設け、多重化通信装置３９以外の可動部３０の装置（例えば、ロボットアーム）を、別体とした多重化通信装置３９に対し着脱可能な構成としてもよい。この場合、多重化通信装置３９の送信データ合成処理部２０１は、交換可能な種類の異なるロボットアーム（多重化通信装置３９以外の可動部３０の装置）が有するエンコーダから入力されるエンコーダ信号ＥＮＣＤの入力数（接続したエンコーダの数など）に応じて、フレームデータＦＲＭＤのエンコーダ信号ＥＮＣＤを設定するビット位置のうち入力データがない（エンコーダ信号ＥＮＣＤが入力されない）ビット位置を非処理対象に設定することが好ましい。具体的には、図４に示すように、フレームデータＦＲＭＤは、エンコーダ信号ＥＮＣＤに対応するビット位置として第０〜７の８ビット幅が設定されている。例えば、送信データ合成処理部２０１は、多重化通信装置３９に対し着脱可能なロボットアーム（可動部３０）が交換され可動部３０が内蔵するロータリエンコーダ５７の数が変更されたことを検出する。送信データ合成処理部２０１は、例えば、確認信号をロボットアームに送出しその応答からロータリエンコーダ５７が１個であることやロータリエンコーダ５７が接続されている外部端子がどれであるかなどを検出する。また、送信データ合成処理部２０１は、フレームデータＦＲＭＤのロータリエンコーダ５７に対応する３ビット（ビット位置５〜７）のうち、入力データがない、即ちロータリエンコーダ５７が接続されていない２ビット（例えば、ビット位置６，７）に当該ビット位置が非処理対象であることを示すデータ（例えば、ビット値が常に「０」）を設定する。このような構成では、エンコーダ（ロータリ型サーボモータ３３〜３８）の数が少ないロボットアームに交換した場合にもフレームデータＦＲＭＤの構成等を変更することなく多重化通信を実行することができる。

【0023】

（多重化通信システムの通信の確立及び通信エラー処理）
次に、多重化通信システムの起動時の通信確立及び通信中のエラー処理について説明する。多重化通信装置２９が備える送信部としての送信データ合成処理部２０１（図２参照）及び受信部としての受信データ分離処理部３０１（図３参照）は、プログラム可能なロジックデバイス、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）の回路ブロックとして構成される。このうち、例えば、受信データ分離処理部３０１の非多重化部３１９は、多重通信用ケーブル１１における通信確立及び通信エラーを示す信号をコントローラ２１に送信する。

【0024】

多重化通信システムの通信の確立処理及び通信中のエラー処理について、図５及び図６に示すフローチャートに従って説明する。
まず、コントローラ２１は、作業用ロボット１０の起動にともなって処理（図５の左側のフローの処理）を開始する。コントローラ２１は、例えば、生産ラインのネットワークに接続された統括制御装置（図示略）から生産ジョブの指令を受信する（ステップＳ１１）。なお、作業用ロボット１０は、コントローラ２１が作業用ロボット１０内のメモリから生産ジョブを読み出して処理する単独で動作する装置として構成してもよい。コントローラ２１は、生産ジョブの開始に先立ち、多重通信の確立を示す多重内部状態信号ＳＩ１を多重化通信装置２９から受信する処理を開始する（ステップＳ１２）。コントローラ２１は、多重化通信装置２９から多重内部状態信号ＳＩ１が入力されるまで待ち状態となる（ステップＳ１３：ＮＯ）。

【0025】

一方、多重化通信装置２９は、作業用ロボット１０の起動にともなって処理（図５の右側のフローの処理）を開始する。多重化通信装置２９は、装置本体２０が備えるメモリ等からコンフィグレーションデータを読み出して送信データ合成処理部２０１及び受信データ分離処理部３０１を含むＦＰＧＡ内の回路ブロックを構築する処理を開始する（ステップＳ２１）。多重化通信装置２９は、コンフィグレーションが完了すると、送信データ合成処理部２０１が対向する多重化通信装置３９の受信データ分離処理部３０１に向けて通信回線を構築する処理を開始する確認信号を送信する（ステップＳ２２）。多重化通信装置２９は、多重化通信装置３９から応答信号を受信するまで定期的に確認信号を送信して通信回線の構築を実行する（ステップＳ２３：ＮＯ）。多重化通信装置２９は、受信データ分離処理部３０１の非多重化部３１９が多重化通信装置３９からの応答信号を受信し通信回線の構築が完了すると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、コントローラ２１に向けて通信を確立した旨の多重内部状態信号ＳＩ１を送信する（ステップＳ２４）。コントローラ２１は、多重内部状態信号ＳＩ１を受信し通信回線の確立を検出すると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、アンプ２２〜２５を起動する（図６のステップＳ１４）。コントローラ２１は、アンプ２２〜２５の全てから起動の完了を示す信号が入力されるまではアンプ２２〜２５に対する制御を停止する（ステップＳ１５：ＮＯ）。コントローラ２１は、アンプ２２〜２５の起動完了を検出すると（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、確立された通信回線を介した多重化通信システムにおいてデータを伝送しつつ、可動部３０による生産作業を開始する（ステップＳ１６）。

【0026】

一方で、多重化通信装置２９は、通信回線を確立すると、多重化通信装置３９とのデータ伝送を開始する（図６のステップＳ２５）。多重化通信装置２９は、作業中の通信回線の異常（通信エラー）を監視する。例えば、多重化通信装置２９は、確認信号を多重化通信装置３９に定期的に送信してその応答信号を確認することで通信エラーを判定する（ステップＳ２６：ＮＯ）。多重化通信装置２９は、通信エラーを検出した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）に、コントローラ２１に多重異常信号ＳＩ２を送信する（ステップＳ２７）。

【0027】

また、多重化通信装置２９，３９は、通信回線の通信エラーの他に、多重化の対象信号を出力する装置との接続を監視する。例えば、多重化通信装置２９は、コントローラ２１やアンプ２２〜２５との接続に異常がないかを定期的に監視する。また、例えば、多重化通信装置３９は、リニアスケール５１との接続に異常がないかを定期的に監視する。多重化通信装置２９，３９は、他の装置から所定時間だけ入力がない場合や確認信号に対する応答がない場合に接続の異常を検出する。多重化通信装置２９，３９は、接続異常を検出するとコントローラ２１に多重異常信号ＳＩ２を送信する（ステップＳ２７）。

【0028】

コントローラ２１は、作業用ロボット１０が作業を開始すると、多重化通信装置２９から多重異常信号ＳＩ２の入力があるか否かを監視する（ステップＳ１７）。コントローラ２１は、多重異常信号ＳＩ２の入力がなければ（ステップＳ１８：ＮＯ）、生産作業（ステップＳ１６，Ｓ１７）を継続して実行する。また、コントローラ２１は、多重化通信装置２９から多重異常信号ＳＩ２が入力されると（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、アンプ２２〜２５の停止やアラーム表示などのエラー処理を実行する。

【0029】

（アンプ２２〜２５の起動タイミング）
次に、アンプ２２〜２５の起動タイミングについて説明する。上記した通り、多重化通信装置２９は、作業用ロボット１０の起動にともなって、コンフィグレーションデータに基づいて送信データ合成処理部２０１等を含むＦＰＧＡ内の回路ブロックを構築する処理を行う（図５のステップＳ２１参照）。また、多重化通信装置２９は、コンフィグレーションが完了すると多重化通信装置３９と通信回線の構築を開始する（ステップＳ２２，Ｓ２３）。従って、作業用ロボット１０は、起動してから装着作業が開始できる状態になるまでには多重化通信システムを準備する一定時間を要する。

【0030】

一方、アンプ２２〜２５は、起動にともなって対向する装置（リニアスケール５１やロータリエンコーダ５５）の状態を確認する必要がある。しかしながら、上記した通り、作業用ロボット１０は、起動を開始してから一定時間はデータ伝送が困難であるため、多重化通信装置２９とアンプ２２〜２５とを同時に起動させるとアンプ２２〜２５からリニアスケール５１などへの状態確認を行う通信がエラーとして処理されることとなる。そこで、本実施例の多重化通信装置２９は、アンプ２２〜２５との起動タイミングの調整が図られている。多重化通信装置２９は、ステップＳ２３（図５参照）において通信回線の確立を判定している。また、コントローラ２１は、多重化通信装置２９が通信回線の確立を検出して送信する多重内部状態信号ＳＩ１を受信するまではアンプ２２〜２５を起動しない設定となっている（ステップＳ１３）。これにより、アンプ２２〜２５は、通信回線が確実に確立されてから対向する装置に対する通信を開始するため、通信エラーなどの不具合が生じることなく適切にデータの送受信が行われる。

【0031】

なお、コントローラ２１は、多重内部状態信号ＳＩ１による判定を行わずに、多重化通信装置２９，３９の起動が開始される時点を起点とした遅延時間（以下、「起動遅延時間」という）が経過した後にアンプ２２〜２５を起動する設定でもよい。図５に示すように、ステップＳ２１における起動時のコンフィグレーションは、例えば回路ブロックの構築が完了するまでに約１ｓ（秒）を要する。また、ステップＳ２２における通信確立の処理は、例えば通信回線が確立されるまでに約３ｓ（秒）を要する。従って、コントローラ２１は、例えば起動から５秒の起動遅延時間が経過した後に、アンプ２２〜２５を起動することで、アンプ２２〜２５と対向する装置とのエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８の送受信が適切に行われる。また、上記した起動遅延時間が経過したか否かの確認は、コントローラ２１が実施せずに、多重化通信装置２９がコントローラ２１に対して通知する構成でもよい。

【0032】

（アンプ２２，２３とリニアスケール５１，５３との通信）
次に、アンプ２２，２３とリニアスケール５１，５３との通信について説明する。以下の説明では、一例としてＹ軸リニア用サーボアンプ２２とのリニアスケール５１との通信について説明する。図７に示すように、多重化通信装置３９は、送受信切替手段６０１を介して通信プロトコル変換器５２及びリニアスケール５１に接続されている。なお、図７は、説明を理解し易くするために多重化通信装置２９，３９が備える各装置を省略して示している。本実施例のリニアスケール５１は、通信プロトコル変換器５２を介してアンプ２２と同期式の半２重通信によりエンコーダ信号ＥＮＣＤ１の送受信を行う。同期式通信は、例えば、ＨＤＬＣ（High level Data Link Control procedure）の通信規格に準拠した通信であり、通信速度は例えば８Ｍｂｐｓである。また、この同期式通信は、ノイズに強いマンチェスタ符号を用いてデータが伝送されるものとする。この場合、マンチェスタ符号化後の通信速度は４Ｍｂｐｓである。

【0033】

本実施例のリニアスケール５１は、アンプ２２が処理する通信プロトコル（例えばＨＤＬＣ）と異なる通信プロトコルで通信を行う。通信プロトコル変換器５２は、リニアスケール５１の入出力データをＨＤＬＣに準拠した同期式通信の入出力データに変換し送受信切替手段６０１に出力する。送受信切替手段６０１は、通信プロトコル変換器５２との半２重通信の送信及び受信を切り替える。同様に、多重化通信装置２９が備える送受信切替手段６０２は、アンプ２２と接続される通信線における半２重通信の送受信を切り替える。なお、送受信切替手段６０１，６０２は、ＦＰＧＡ等のプログラム可能なロジックデバイスの回路ブロックである。

【0034】

図８は、アンプ２２とリニアスケール５１との半２重通信の一例を示している。アンプ２２及びリニアスケール５１の各々は、周期Ｔ１の間にデータの送信をそれぞれ１回実施する。周期Ｔ１は例えば６１μｓである。アンプ２２は、周期Ｔ２においてリニアスケール５１に向けてデータＤＡＴＡ１（エンコーダ信号ＥＮＣＤ１）を送信する。周期Ｔ２は、例えば３０μｓである。アンプ２２は、データＤＡＴＡ１の先頭に開始フラグＳ１を付加し、データＤＡＴＡ１の最後に終了フラグＥ１を付加して送受信切替手段６０２に出力する。開始フラグＳ１及び終了フラグＥ１は、任意のビット値であり例えば「０１１１１１１０」の８ビットのデータである。また、アンプ２２は、１周期前のデータ伝送が終了して次のデータＤＡＴＡ１の送信を開始する前に、同期を確立するためのダミーデータＤ１を送信する。ダミーデータＤ１は、例えば「１１１１・・・」のビット値であり、同一の信号レベル（例えばハイレベル）のビットが連続するデータである。このデータＤＡＴＡ１の送信は、多重化通信装置２９（例えば、フレーム分割部２２１）によりフレームデータＦＲＭＤの対応するビット位置のビット幅に分割されて伝送される。

【0035】

また、リニアスケール５１は、周期Ｔ２が終了した後、送受信の切替時間Ｔ３の経過後の周期Ｔ４においてアンプ２２に向けてデータＤＡＴＡ２（エンコーダ信号ＥＮＣＤ１）を送信する。切替時間Ｔ３は例えば１μｓである。周期Ｔ４は、例えば３０μｓである。なお、リニアスケール５１から出力されるデータは、上記した通信プロトコル変換器５２によりＨＤＬＣに準拠したデータＤＡＴＡ２に変換され開始フラグＳ２及び終了フラグＥ２が付加される。通信プロトコル変換器５２により変換されたデータ（データＤＡＴＡ２等）は、送受信切替手段６０１を通じて多重化通信装置２９に向けて転送され、対向する多重化通信装置２９の送受信切替手段６０２からアンプ２２に出力される。送受信切替手段６０２は、切替時間Ｔ３が経過してデータ（データＤＡＴＡ２等）の送信を開始する前に、アンプ２２との同期を確立するためのダミーデータＤ２を送信する。

【0036】

上記した半２重通信において、送受信切替手段６０２は、例えば、ダミーデータＤ１から開始フラグＳ１に信号レベルが変わる（ビット値が「１」から「０」に変わる）ビットの立ち下がりで送信の開始を検出する。また、送受信切替手段６０２は、終了フラグＥ１，Ｅ２を示すビット値「０１１１１１１０」を検出した回数で送信の終了を検出する。例えば、送受信切替手段６０２は、ビットの立ち下がりを検出してからビット値「０１１１１１１０」を１回検出、即ち終了フラグＥ１を検出するとアンプ２２との通信の送受信を切り替える。また、送受信切替手段６０２は、ビットの立ち下がりを検出してからビット値「０１１１１１１０」を３回（終了フラグＥ１，Ｅ２及び開始フラグＳ２）検出、即ち終了フラグＥ２をした時点で、アンプ２２との通信の送受信を切り替える。これにより、送受信切替手段６０２は、データＤＡＴＡ１及びデータＤＡＴＡ２のビット幅が異なるデータ構造（通信規格）の半２重通信であっても、送信及び受信を切り替えるタイミングを適切に検出することが可能となる。なお、送受信切替手段６０１は、送受信切替手段６０２と同様の処理を通信プロトコル変換器５２の入出力データに対して行うことで、送信及び受信を切り替えるタイミングを適切に検出することが可能となる。

【0037】

また、図７に示すように、多重化通信装置３９は、アンプ２２からの同期式通信のデータＤＡＴＡ１を受信側で蓄積するバッファ部６０５を備える。同様に、多重化通信装置２９は、リニアスケール５１からの同期式通信のデータＤＡＴＡ２を受信側で蓄積するバッファ部６０６を備える。バッファ部６０５，６０６は、例えば、ＦＩＦＯ（First In First Out）方式の記憶領域を備える。ここで、図８に示す例では、周期Ｔ２においてアンプ２２からリニアスケール５１に送信されるデータのうち、開始フラグＳ１から終了フラグＥ１までの各ビットは、同期が保たれた状態で受信側の多重化通信装置３９において送受信切替手段６０１から通信プロトコル変換器５２（リニアスケール５１）に出力される必要がある。しかしながら、図４に示すように、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１（データＤＡＴＡ１）は、割り当てられたクロックのフレームデータＦＲＭＤの特定のビット位置で１ビットごとに送信されるため、アンプ２２からリニアスケール５１への通信が連続に送信されない。つまり、アンプ２２からリニアスケール５１へのデータ伝送は、多重化通信装置２９，３９の多重化通信による遅延時間が生じる。このため、アンプ２２及びリニアスケール５１のデータ伝送は、このような多重通信の遅延の他に、データの誤り発生率、ジッタ等に起因して同期ずれが生じる虞がある。

【0038】

そこで、本実施例の多重化通信装置２９，３９では、受信側においてエンコーダ信号ＥＮＣＤ１を一時的に蓄積するバッファ部６０５，６０６を設けることで同期式通信の構築を可能とする。例えば、バッファ部６０５は、予め設定されたデータ量、例えば１ビット幅（マンチェスタ符号化後の２ビット分）のデータ量のエンコーダ信号ＥＮＣＤ１を蓄積した後に、送受信切替手段６０１への送信を開始する構成となっている。なお、バッファ部６０５の記憶領域の容量は、多重化通信のデータ転送レートや同期式通信のデータＤＡＴＡ１が出力されるデータ出力間隔時間等に基づいてシミュレーションを行って設定される。バッファ部６０５は、アンプ２２から送信され受信データ分離処理部３０１（図３参照）が復号、誤り処理をして出力したエンコーダ信号ＥＮＣＤ１を一時的に蓄積し送受信切替手段６０１へ出力する。これにより、送受信切替手段６０１は、多重化通信による遅延時間等がバッファ部６０５により解消され、同期が保たれた状態でエンコーダ信号ＥＮＣＤ１が転送される。従って、多重化通信装置３９は、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１をバッファ部６０５に蓄積して送受信切替手段６０１から通信プロトコル変換器５２に出力することで多重化通信を介したデータ伝送による遅延等が生じてもアンプ２２と通信プロトコル変換器５２（リニアスケール５１）との間において同期式通信が可能となる。同様に、多重化通信装置２９は、通信プロトコル変換器５２からのエンコーダ信号ＥＮＣＤ１をバッファ部６０６に蓄積することで、アンプ２２と通信プロトコル変換器５２との間において同期式通信が可能となる。

【0039】

以上、詳細に説明した本実施例によれば以下の効果を奏する。
＜効果１＞作業用ロボット１０の可動部３０が備える多重化通信装置３９は、リニアスケール５１，５３及びロータリエンコーダ５５，５７から出力されるエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８をフレームデータＦＲＭＤ（多重化データ列）に多重化して送信する送信データ合成処理部２０１を備える（図２参照）。送信データ合成処理部２０１は、リニアスケール５１，５３及びロータリエンコーダ５５，５７の各々に対応するフレームデータＦＲＭＤのビット位置にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８をビット割り当てする。エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８が設定されるビット位置には、フレームデータＦＲＭＤを送信するサイクル毎にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８とエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８のデータの有無を示す情報とが交互に設定される。この構成では、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８は、決められたサイクルの任意のビット位置で送信される。エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８を送信するサイクルやビット位置は、例えばエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８に基づくモータ３１〜３８へのフィードバック制御に対して要求される応答速度、精度などの装着作業におけるデータの優先度に応じて変更される。また、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８を送信するサイクルやビット位置は、多重化通信装置２９，３９間の通信速度などの作業用ロボット１０に搭載可能な通信手段の条件に応じても変更される。つまり、本実施例の作業用ロボット１０は、多重化されるフレームデータＦＲＭＤに対し、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８を送信するサイクルやビット位置を適宜変更できる。従って、この構成では、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８に基づいたモータ３１〜３８に対するフィードバック制御の応答速度を好適に維持可能な多重化通信システムが構築できる。

【0040】

＜効果２＞コントローラ２１は、多重化通信装置２９が通信回線の確立を検出して送信する多重内部状態信号ＳＩ１を受信するまでアンプ２２〜２５を起動しない（図５のステップＳ１３参照）。これにより、アンプ２２〜２５は、通信回線が確実に確立されてから対向するリニアスケール５１などに対する状態の問い合わせ等の通信を開始するため、起動時に通信エラーにより状態確認が不能となるなどの不具合が生じることなく好適にデータの送受信が開始される。

【0041】

＜効果３＞多重化通信装置３９は、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１を一時的に蓄積するバッファ部６０５（図７参照）が設けられている。これにより、多重化通信装置３９は、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１をバッファ部６０５に蓄積してから送受信切替手段６０１に出力することで多重化通信のデータ伝送による遅延等が生じてもリニアスケール５１との間において同期式通信が可能となる。

【0042】

＜効果４＞多重化通信装置３９が備える送受信切替手段６０１（図７参照）は、アンプ２２とリニアスケール５１（通信プロトコル変換器５２）との間の半２重通信において、ダミーデータＤ１（図８参照）から開始フラグＳ１に信号レベルが変わるビットの立ち下がりで送信の開始を検出する。また、送受信切替手段６０１は、終了フラグＥ１，Ｅ２及び開始フラグＳ２を示すビット値を検出した回数で送信の終了を検出する。これにより、送受信切替手段６０１は、データＤＡＴＡ１及びデータＤＡＴＡ２のビット幅が異なるデータ構造（通信規格）の半２重通信であっても、送信及び受信を切り替えるタイミングを適切に検出することが可能となる。また、送受信切替手段６０１は、開始フラグＳ１のビット値を分析・判定等せずに、ビットの立ち下がりのみで送信の開始が判定できる。従って、送受信切替手段６０１は、小規模な処理回路で実現でき、例えば、ＦＰＧＡの回路ブロックで構成することで多重化通信装置３９の製造コストの低減が可能となる。

【0043】

＜効果５＞可動部３０は、通信プロトコル変換器５２を備える。通信プロトコル変換器５２は、アンプ２２の通信プロトコルと異なる通信プロトコルでデータ伝送を行うリニアスケール５１の入出力データを、アンプ２２の通信プロトコルに適合した入出力データに変換する。これにより、可動部３０は、アンプ２２と異なる通信プロトコルのリニアスケール５１を多重化通信装置３９に接続することが可能となる。

【0044】

ここで、アンプ２２〜２５は、駆動制御部の一例である。リニアスケール５１，５３及びロータリエンコーダ５５，５７は、エンコーダの一例である。送信データ合成処理部２０１，３０２のフレーム分割部２２１及び多重化部２１９は、ビット割り当て手段を構成する。多重化通信装置２９の図５に示すステップＳ２４の処理は、通知手段を構成する。フレームデータＦＲＭＤは、多重化データ列の一例である。多重化部（ＭＵＸ）２１９は、多重化手段の一例である。非多重化部（ＤＥＭＵＸ）３１９は、復元手段の一例である。通信プロトコル変換器５２は、プロトコル変換手段の一例である。

【0045】

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施例では、Gigabit Etherenet（登録商標）の通信規格に準拠した多重通信用ケーブル１１（ＬＡＮケーブル）を介した多重化通信を例に説明したが、本願はこれに限定されるものではない。他の有線通信（例えば、光ファイバーケーブル、ＵＳＢケーブルなど）を介した多重化通信においても同様に適用でき、有線ではなく無線通信においても同様に適用することができる。また、フレームデータＦＲＭＤのビット位置の構成やフレームデータＦＲＭＤに多重化するデータの種類（エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８以外のセンサ信号など）を適宜変更してもよい。例えば、上記実施例では、作業用ロボット１０は、可動部３０の全てのモータ３１〜３８（移動機構）のリニアスケール５１，５３及びロータリエンコーダ５５，５７のエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８を多重化したが、エンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８の少なくとも一つ、例えば可動部３０をＹ軸方向へ移動させるＹ軸用リニアモータ３１（リニアスケール５１）に対応するエンコーダ信号ＥＮＣＤ１のみをフレームデータＦＲＭＤで転送する構成でもよい。これにより、固定部（装置本体２０のアンプ２２〜２５）と、可動部３０に備える装置とを接続するケーブルの可撓性やデータ転送レートなどに応じて、可動部３０の各々の装置のデータを多重化通信システムにより伝送する必要があるか否かを選択できる作業用ロボット１０が構成できる。

【0046】

また、上記実施例では、可動部３０は、リニアスケール５１，５３及びロータリエンコーダ５５，５７として、位置情報などのデータをシリアルで伝送する方式（シリアル伝送方式）のエンコーダを備えたが、これに限らず、他の方式例えばＡ，Ｂ，Ｚの各相のパルスをパラレルに伝送する方式（パラレル伝送方式）のエンコーダを備えてもよく、あるいは方式が異なる複数種類のエンコーダを備える構成でもよい。図９は、可動部３０が備える８個のエンコーダをすべてパラレル伝送方式のロータリエンコーダとした場合のフレームデータＦＲＭＤの各ビット位置のデータを示している。なお、以下の説明では、図４と同様の構成（ビット値の設定）についての説明を適宜省略する。

【0047】

図９に示すフレームデータＦＲＭＤは、クロック３におけるビット位置０〜７までの各ビット位置にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８（図中の「Ｅ１Ｄ〜Ｅ８Ｄ」）がビット割り当てされている。このＥ１Ｄ〜Ｅ８Ｄの各々には、例えばロータリエンコーダの回転軸の回転にともなって出力されるＡ相のパルス数（回転量）を示すデータが設定される。また、フレームデータＦＲＭＤは、クロック４における各ビット位置に例えばロータリエンコーダの回転方向に係るデータ（図中の「Ｅ１Ｎ〜Ｅ８Ｎ」）がビット割り当てされている。このＥ１Ｎ〜Ｅ８Ｎの各々は、例えば、ロータリエンコーダが時計回り（ＣＷ）に回転しＡ相のパルス信号の立ち上がり時にＢ相のパルス信号がＬＯＷレベルであればビット値に「０」が設定される。また、このＥ１Ｎ〜Ｅ８Ｎの各々は、例えば、ロータリエンコーダが反時計回り（ＣＣＷ）に回転しＡ相のパルス信号の立ち上がり時にＢ相のパルス信号がＨｉｇｈレベルであればビット値に「１」が設定される。また、フレームデータＦＲＭＤは、クロック５における各ビット位置にＺ相のパルス信号の信号レベル（Ｈｉｇｈレベル又はＬＯＷレベル）のデータ（図中の「Ｅ１Ｚ〜Ｅ８Ｚ」）がビット割り当てされている。Ｚ相のパルス信号は、例えば、ロータリエンコーダの１回転に１回だけＨｉｇｈレベルのパルスが出力される。また、フレームデータＦＲＭＤは、クロック６における各ビット位置にエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８のデータ（クロック３の「Ｅ１Ｄ〜Ｅ８Ｄ」）の有無を示す情報がビット割り当てされている。上記したように、この構成では、他の伝送方式のエンコーダであってもエンコーダ信号ＥＮＣＤ１〜ＥＮＣＤ８のデータ形式に応じてフレームデータＦＲＭＤの構成を変更することで、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

【0048】

また、上記実施例では生産作業を実施する作業用ロボット１０を例に説明したが、本願の多重化通信システムはこれに限定されることなく、例えば電子部品を回路基板に実装する電子部品装着装置のデータ伝送に適用してもよい。また、例えば切削等を行う工作機械に適用してもよい。

【0049】

次に、上記実施例の内容から導き出される技術的思想について記載する。
（イ）前記ビット割り当て手段は、前記エンコーダ信号の入力数に比べてビット割り当てした前記ビットのビット幅が大きい場合に、ビット割り当てした複数のビットのうち、前記エンコーダ信号の入力がないものに対応する前記ビットを非処理対象に設定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の多重化通信システム。
このような構成では、多重化通信システムの一部を変更又は交換するなどによって、エンコーダの数が減少しエンコーダ信号の入力数が減少した場合にも多重化データ列の構成を変更することなく多重化通信を継続することができる。

【0050】

（ロ）前記電磁モータ及び前記エンコーダを有する可動部が着脱可能に接続されるものであり、
前記ビット割り当て手段は、当該多重化通信システムに接続される前記可動部が有する前記エンコーダから入力される前記エンコーダ信号の入力数が減少した場合に、前記エンコーダ信号の入力がないものに対応する前記ビットを非処理対象に設定することを特徴とする上記（イ）に記載の多重化通信システム。
このような構成では、着脱可能な可動部を交換しエンコーダの数が減少するなどによってエンコーダ信号の入力数が減少した場合にも多重化データ列の構成を変更することなく多重化通信を継続することができる。

【符号の説明】

【0051】

２９，３９ 多重化通信装置、１０ 作業用ロボット、２２〜２５ アンプ、２０１ 送信データ合成処理部、２１１ ＦＥＣ付与部、２１９ 多重化部、３０１ 受信データ分離処理部、３１９ 非多重化部、６０１，６０２ 送受信切替手段、６０５，６０６ バッファ部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】