特開 2023-183810 エンコーダ配線の障害検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183810

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】エンコーダ配線の障害検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/54 20200101AFI20231221BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

G01R31/54

B25J19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097552

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】向井 公久

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 元

【テーマコード（参考）】

2G014

3C707

【Ｆターム（参考）】

2G014AA02

2G014AA03

2G014AB34

3C707AS01

3C707BS09

3C707HS27

3C707JS05

3C707KV01

3C707KX05

3C707LV23

3C707MS21

(57)【要約】

【課題】エンコーダを備える被制御機器と被制御機器を制御するコントローラとを備えるシステムにおいて、エンコーダ配線に障害が起きたときに障害の発生を検出できるとともに障害の発生箇所を容易に特定できるようにする。
【解決手段】エンコーダ６０からコントローラ１０に送られる信号を第１の信号とし、コントローラ１０からエンコーダ６０に送られる信号を第２の信号として、第１の信号を送るエンコーダ配線における障害を検出する第１の検出回路４２と、第２の信号を送るエンコーダ配線における障害を検出する第２の検出回路４５と、を設ける。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンコーダを備える被制御機器と前記被制御機器を制御するコントローラとを備えて前記エンコーダと前記コントローラとがエンコーダ配線を介して接続するシステムにおいて前記エンコーダ配線に発生した障害を検出する障害検出装置であって、
前記エンコーダから前記コントローラに送られる信号を第１の信号とし、前記コントローラから前記エンコーダに送られる信号を第２の信号として、
前記第１の信号を送る前記エンコーダ配線における障害を検出する第１の検出回路と、
前記第２の信号を送る前記エンコーダ配線における障害を検出する第２の検出回路と、
を有する、障害検出装置。

【請求項2】

少なくとも第２の検出回路が前記被制御機器に設けられている、請求項１に記載の障害検出装置。

【請求項3】

前記被制御機器に設けられたインタフェース部を有し、
前記エンコーダ配線は、前記コントローラと前記インタフェース部との間のインタフェース配線と、前記インタフェース部と前記エンコーダとの間の機器内配線とに分割され、
前記インタフェース部は、前記機器内配線を介して前記第１の信号を受信する第１のレシーバと、前記第１のレシーバでの受信結果に基づいて前記インタフェース配線を介して前記第１の信号を送信する第１のドライバと、前記インタフェース配線を介して前記第２の信号を受信する第２のレシーバと、前記第２のレシーバでの受信結果に基づいて前記機器内配線を介して前記第２の信号を送信する第２のドライバと、を有し、
前記第１の検出回路は前記インタフェース部において前記第１のレシーバの入力側に設けられ、前記第２の検出回路は前記インタフェース部において前記第２のレシーバの入力側に設けられている、請求項２に記載の障害検出装置。

【請求項4】

前記インタフェース部に設けられて前記コントローラに対して接続するプロセッサをさらに有し、
前記第１の検出回路及び前記第２の検出回路での検出結果が前記プロセッサに入力する、請求項３に記載の障害検出装置。

【請求項5】

前記被制御機器は複数の前記エンコーダを備え、前記エンコーダごとに前記エンコーダ配線と前記第１の検出回路と前記第２の検出回路が設けられ、前記プロセッサは前記複数のエンコーダに対して共通に設けられている、請求項４に記載の障害検出装置。

【請求項6】

前記コントローラの内部に設けられて前記第１の信号を送る前記インタフェース配線での障害を検出する第３の検出回路をさらに備える、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の障害検出装置。

【請求項7】

前記第１の信号及び前記第２の信号は差動出力信号の形態で伝送され、前記第１の検出回路及び前記第２の検出回路はいずれも排他的論理和ゲートを備える、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の障害検出装置。

【請求項8】

前記被制御機器がマニピュレータである、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の障害検出装置。

【請求項9】

前記第１の検出回路及び前記第２の検出回路が前記コントローラの内部に設けられている、請求項１に記載の障害検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンコーダを備える被制御機器とエンコーダからの信号に基づいて被制御機器の制御を行なうコントローラとを備えるシステムにおいて、エンコーダ配線における障害を検出する障害検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンコーダを備える被制御機器と、エンコーダからの信号に基づいてその被制御機器を制御するコントローラとからなるシステムがある。例えば、軸ごとにモータを備えるマニピュレータと、マニピュレータ内のモータをサーボ制御するコントローラとから構成されるロボットシステムでは、各軸のモータに対してそのモータの回転位置を検出するエンコーダが取り付けられており、エンコーダで検出されたモータ位置はサーボ制御のためにコントローラ側にフィードバックされる。近年ではデジタル化されたエンコーダが普及してきており、デジタルエンコーダに対してはコントローラ側からエンコーダに対してコマンドが送信される。したがって、コントローラとマニピュレータ内のエンコーダとの間には、信号の伝達のためにエンコーダ配線が設けられる。エンコーダ配線の形式としては、単純にエンコーダパルスあるいは“０”及び“１”の二値論理値を送信するように構成されたもののほか、論理信号とその反転信号とからなる１対の差動出力信号を伝送するように構成された差動信号配線などが知られている。

【0003】

エンコーダ配線に断線や短絡などの障害が発生するとシステムは正常に動作しなくなる。そのため、エンコーダ配線における障害を検出する各種の方法が提案されている。特許文献１及び特許文献２は、エンコーダ配線が差動信号配線で構成されているときに、差動信号配線を構成する１対の信号線からの信号を排他的論理和（ＥｘＯＲ）ゲートに入力し、排他的論理和ゲートの出力が“０”となったときにエンコーダ配線に断線があると判定する断線検出回路を開示している。特許文献３は、オープンコレクタ出力型のエンコーダからのエンコーダ配線の断線を検出するために、エンコーダ電源と、エンコーダ電源よりも高い電圧の断線検出用電源と、エンコーダ側の過電圧防止用ダイオードとを使用してすることを開示している。

【0004】

エンコーダとの通信に異常が発生したときに異常箇所の特定を容易にするものとして特許文献４は、エンコーダのインタフェースと同一のインタフェースを有する通信部と、予め決められたエンコーダデータを作成するエンコーダデータ作成部とを有するエンコーダ通信回路を開示している。エンコーダとの通信に異常が発生したときに当該エンコーダに代えてエンコーダ通信回路を接続することにより、異常の原因が配線にあるのか、エンコーダそのものにあるのか、あるいはコントローラ側の通信回路にあるのかの切り分けを行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６２－９１２６７号公報

【特許文献2】特開平４－３５５３２２号公報

【特許文献3】特許第４０５８４３１号公報

【特許文献4】特開２００８－９２６２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

エンコーダ配線に障害が発生した場合、障害箇所の特定のためにすべてのエンコーダ配線を目視で確認したり、あるいは配線を交換して障害箇所を確認する必要があり、障害箇所の特定に時間を要する。例えば搬送用のロボットを含むシステムの場合、コントローラからマニピュレータまでの配線長が１０ｍを超えることがあり、マニピュレータの内部においても個々のエンコーダまでの配線長が１０ｍを超えることがあり、全体としてエンコーダ配線の延長が数十ｍに及ぶこともある。ロボットシステムにおいてエンコーダ配線における障害が発生したときは、障害箇所の特定のためのダウンタイムが長大なものとなる。特許文献１～３に示される検出回路を用いることによりエンコーダ配線の断線を検出できても、断線箇所の特定にはエンコーダ配線の全体を目視で確認するなどの作業を行う必要がある。特許文献４に示されるエンコーダ通信回路を使用したとしても、エンコーダ配線のどこで障害が発生したかを検出することができない。コントローラによって制御される被制御機器がマニピュレータ以外の機器であっても、その機器がエンコーダを備えてエンコーダからの出力に応じてコントローラが制御を行なうときは、同様の課題が生ずる。

【0007】

本発明の目的は、エンコーダ配線に障害が起きたときに障害の発生を検出できるとともに障害の発生箇所を容易に特定できる障害検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の障害検出装置は、エンコーダを備える被制御機器と被制御機器を制御するコントローラとを備えてエンコーダとコントローラとがエンコーダ配線を介して接続するシステムにおいて、エンコーダ配線に発生した障害を検出するものである。エンコーダからコントローラに送られる信号を第１の信号とし、コントローラからエンコーダに送られる信号を第２の信号として、障害検出装置は、第１の信号を送る前記エンコーダ配線における障害を検出する第１の検出回路と、第２の信号を送る前記エンコーダ配線における障害を検出する第２の検出回路と、を有する。

【0009】

これまではエンコーダ配線での障害の発生を検出する検出回路は、コントローラにおいてエンコーダ側からの信号を受信する位置にのみ設けられていた。これだけではエンコーダ配線において発生する障害の検出に十分ではないとともに、障害発生箇所の特定を行うことが難しかった。一態様の障害検出装置では、エンコーダからコントローラに送られる信号（すなわち第１の信号）のエンコーダ配線と、コントローラからエンコーダに送られる信号（すなわち第２の信号）のエンコーダ配線との両方に検出回路を設けることより、エンコーダ配線における障害の発生をより確実に検出でき、障害発生箇所の特定も容易に行える。この場合、第２の検出回路を被制御機器に設けることにより、コントローラから被制御機器までの区間での第２の信号のエンコーダ配線における障害の発生をさらに確実に検出できるようになる。

【0010】

一態様では、被制御機器に例えば回路基板としてインタフェース部を設けた上で、コントローラとインタフェース部との間のインタフェース配線と、インタフェース部とエンコーダとの間の機器内配線とにエンコーダ配線を分割し、インタフェース部には、機器内配線を介して第１の信号を受信する第１のレシーバと、第１のレシーバでの受信結果に基づいてインタフェース配線を介して第１の信号を送信する第１のドライバと、インタフェース配線を介して第２の信号を受信する第２のレシーバと、第２のレシーバでの受信結果に基づいて機器内配線を介して第２の信号を送信する第２のドライバと、を設け、第１の検出回路をインタフェース部において第１のレシーバの入力側に設け、第２の検出回路をインタフェース部において第２のレシーバの入力側に設けることが好ましい。レシーバを設けてエンコーダ配線から信号を受信し、レシーバでの受信結果に基づいてドライバから別のエンコーダ配線に信号を送出するときは、レシーバに接続するエンコーダ配線に障害があってもレシーバは“０”または“１”の論理信号を出力し、ドライバはこの論理信号に基づいてエンコーダ配線に信号を送出する。すなわち、ドライバから信号が送出される方のエンコーダ配線では正常な信号が観察される。このことは、レシーバの出力がドライバの入力に接続するようにレシーバとドライバとを組み合わせたものをエンコーダ配線に挿入することによって、その挿入位置においてエンコーダ配線での障害を切り分けできることを意味する。したがって、インタフェース部にレシーバとドライバとを配置することよって、エンコーダ配線における障害箇所の特定が容易になる。

【0011】

第１の検出回路と第２の検出回路を被制御機器のインタフェース部に設けたときは、コントローラに対して接続するマイクロプロセッサなどのプロセッサを設け、第１の検出回路及び第２の検出回路での検出結果がプロセッサに入力するようにすることが好ましい。このように構成することにより、第１の検出回路及び第２の検出回路での検出結果をコントローラ側で知ることができて、コントローラにおいて、エンコーダ配線での障害発生箇所を容易に特定することができる。また、被制御機器が複数のエンコーダを備えるときは、エンコーダごとにエンコーダ配線と第１の検出回路と第２の検出回路とが設けられるが、これらの複数のエンコーダに対してプロセッサが共通に設けられるようにすることが好ましい。この構成では、エンコーダが複数あってもインタフェース部には１つのプロセッサしか設けられないので、インタフェース部の構成を簡素なものにできるとともに、インタフェース部とコントローラとの間の配線数を削減することができる。

【0012】

第１の検出回路をインタフェース部に設ける場合において、第１の信号を送るインタフェース配線での障害を検出する第３の検出回路をコントローラの内部に設けてもよい。第３の検出回路を設けることによって、エンコーダ配線における障害箇所の特定をさらに容易に行えるようになる。

【0013】

別の態様での障害検出装置では、第１の検出回路及び第２の検出回路がコントローラの内部に設けられる。被制御機器に第１の検出回路や第２の検出回路を設けることができない場合であっても、第１の検出回路及び第２の検出回路がコントローラの内部に設けることにより、エンコーダ配線における障害箇所の特定が容易になる。

【0014】

第１の信号及び第２の信号の伝送形態は任意であるが、第１の信号と第２の信号は、例えば、差動出力信号の形態で伝送される。この場合、排他的論理和ゲートを用いて第１の検出回路及び第２の検出回路を構成することにより、さまざまな障害モードの障害を簡素な回路構成で検出できる。

【0015】

本発明に基づく障害検出装置が対象とする被制御機器は、例えばロボットシステムにおけるマニピュレータである。マニピュレータの場合、そこに設けられるエンコーダ数が多くなり、また、エンコーダ配線も長大となりがちであるが、本発明に基づく障害検出装置を適用することによって、エンコーダ配線に障害が発生したときに障害箇所を特定するために必要となる時間を大幅に削減することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、エンコーダ配線に障害が起きたときに障害の発生を検出できるとともに障害の発生箇所を容易に特定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一般的なロボットシステムにおけるエンコーダ配線を示す図である。

【図2】本発明の実施の一形態のロボットシステムを示すブロック図である。

【図3】エンコーダとの通信を差動出力信号で行う場合の図２に示すロボットシステムの構成を示す図である。

【図4】別の実施形態のロボットシステムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明に基づく障害検出装置は、エンコーダを備える被制御機器と被制御機器を制御するコントローラとを備えてエンコーダとコントローラとがエンコーダ配線を介して接続するシステムにおいて、エンコーダ配線に発生した障害を検出するものである。以下では、システムがコントローラとマニピュレータからなるロボットシステムであって、被制御機器がマニピュレータであるものとして説明を行う。この場合、コントローラは、マニピュレータの各軸のモータに設けられたエンコーダからの出力に基づき、それらのモータのサーボ制御を行なう。もちろん、本発明が適用されるシステムはロボットコントローラに限定されるものではなく、被制御機器もマニピュレータに限定されるものではない。

【0019】

最初に、一般的なロボットシステムにおけるエンコーダ配線について、図１を用いて説明する。図１に示すロボットシステムは、コントローラ１０とマニピュレータ４０とから構成されている。マニピュレータ４０は複数の軸を備えており、エンコーダ６０も複数設けられている。図では２個のエンコーダ６０が描かれている。図において太線はエンコーダ配線を示している。エンコーダ６０ごとに、エンコーダ６０からコントローラ１０に信号を送るエンコーダ配線ｐと、コントローラ１０からエンコーダ６０に信号を送るエンコーダ配線ｑが設けられている。コントローラ１０とマニピュレータ４０の間は、複数のエンコーダ６０の各々に対応するエンコーダ配線ｐ，ｑを束ねたインタフェースケーブル３０で接続されている。そして、マニピュレータ４０にはインタフェースケーブル３０の接続箇所となる分配部４９が設けられており、分配部４９において、インタフェースケーブル３０に束ねられているエンコーダ配線ｐ，ｑが、個々のエンコーダ６０へのエンコーダ配線ｐ，ｑに分けられている。分配部４９と個々のエンコーダ６０の間では、エンコーダ配線ｐ，ｑは、エンコーダ６０ごとの機器内ケーブル５０に収容されている。

【0020】

コントローラ１０には、エンコーダ６０から信号により通知されたモータ位置に基づいてサーボ制御のための演算を行い、また、エンコーダ６０に対するコマンドを生成して信号として送出する上位制御回路１１と、上位制御回路１１に接続するとともにエンコーダ配線ｐ，ｑが接続する接続部１２とが設けられている。接続部１２には、各エンコーダ６０に対応して、エンコーダ６０から信号が送られてくるエンコーダ配線ｐにおける断線などの障害を検出する検出回路１３と、このエンコーダ配線ｐにより送られてきた信号を受信して上位制御回路１１に出力するレシーバ１４と、上位制御回路１１に接続して信号を受け取り、この信号をエンコーダ配線ｑによりエンコーダ６０に送信するドライバ１５と、が設けられている。検出回路１３には、例えば特許文献１～３などに示される断線検出回路が使用されており、検出回路１３での検出結果は上位制御回路１１に入力する。またエンコーダ６０には、エンコーダ配線ｐに対して信号を送出するドライバ６１と、エンコーダ配線ｑを介して信号を受信するレシーバ６２とが設けられている。

【0021】

図１に示すロボットシステムでは、エンコーダ６０からコントローラ１０に信号を送るエンコーダ配線ｐにおける断線などの障害が発生したときに、その障害の発生を検出回路１３により検出することができる。しかしながら障害の発生箇所がインタフェースケーブル３０なのか機器内ケーブル５０なのかを特定することはできない。またコントローラ１０からエンコーダ６０に信号を送るエンコーダ配線ｑにおける障害を直接検出することはできない。エンコーダ配線ｑに障害が発生するとコマンドがエンコーダ６０に到達しなくなるので、コマンドを送信したにもかかわらずコマンドに対応する信号をエンコーダ６０が送ってこないことを検出することにより、エンコーダ配線ｑにおける障害の発生を間接的に推定することはできる。しかしながらこの場合、エンコーダ配線ｑにおける障害なのかエンコーダ６０そのものの故障なのかを切り分けることができず、また、エンコーダ配線ｑにおける障害の発生箇所がインタフェースケーブル３０なのか機器内ケーブル５０なのかを特定することもできない。

【0022】

本発明に基づく障害検出装置は、図１に示すような一般的なロボットシステムではエンコーダ配線における障害の発生の検出と障害箇所の特定に不十分な点がある、という課題を解決しようとするものである。図２は、本発明の実施の一形態のロボットシステムを示している。このロボットシステムは、本発明に基づく障害検出装置を備えて構成されたものである。

【0023】

図２に示すロボットシステムは、図１に示したロボットシステムのマニピュレータ４０において、分配部４９の代わりにインタフェース部４１を設け、コントローラ１０の接続部１２にマイクロプロセッサ１８を設けたものである。コントローラ１０内に設けられる検出回路１３からの検出結果は、上位制御回路１１に直接入力するのではなく、マイクロプロセッサ１８に入力する。そして、エンコーダ６０からコントローラ１０に信号を送るエンコーダ配線ｐは、エンコーダ６０からインタフェース部４１までのエンコーダ配線である機器内配線ａと、インタフェース部４１からコントローラ１０までのインタフェース配線ｂとに分割されている。同様にコントローラ１０からエンコーダ６０に信号を送るエンコーダ配線ｑは、コントローラ１０からインタフェース部４１までのインタフェース配線ｃと、インタフェース部４１からエンコーダ６０までの機器内配線ｄとに分割されている。インタフェースケーブル３０では、複数のエンコーダ６０に対応したインタフェース配線ｂ．ｃが束ねられている。エンコーダ６０ごとにマニピュレータ４０で設けられる機器内ケーブル５０では、対応するエンコーダへの機器内配線ａ，ｄが束ねられている。

【0024】

インタフェース部４１には、エンコーダ６０から信号が送られてくる機器内配線ａに関して、エンコーダ６０ごとに、機器内配線ａにおける断線や短絡などの障害を検出する検出回路４２と、機器内配線ａにより送られてきた信号を受信するレシーバ４３と、レシーバ４３での受信結果に基づいてインタフェース配線ｂを介してコントローラ１０に向けて信号を送信するドライバ４４とが設けられている。またインタフェース部４１には、コントローラ１０から信号が送られてくるインタフェース配線ｃに関して、エンコーダ６０ごとに、インタフェース配線ｃにおける障害を検出する検出回路４５と、インタフェース配線ｃにより送られてきた信号を受信するレシーバ４６と、レシーバ４６での受信結果に基づいて機器内配線ｄを介して対応するエンコーダ６０に向けて信号を送信するドライバ４７とが設けられている。この構成では、インタフェース部４１において、検出回路４２はレシーバ４３の入力側に設けられ、検出回路４５はレシーバ４６の入力側に設けられている。検出回路４２，４５としては、コントローラ１０に設けられる検出回路１３と同様の構成のものを使用することができる。

【0025】

インタフェース部４１には、さらにマイクロプロセッサ４８が設けられている。マニピュレータ４０に複数のエンコーダ６０が設けられ、エンコーダ６０の個数に対応した数の検出回路４２，４５、レシーバ４３，４６及びドライバ４４，４７がインタフェース部４１に設けられる場合であっても、インタフェース部４１に設けられるマイクロプロセッサ４８の数は原則として１個であり、このマイクロプロセッサ４８は複数のエンコーダ６０に対して共通に設けられている。マイクロプロセッサ４８は、コントローラ１０内に設けられたマイクロプロセッサ１８に対し、インタフェースケーブル３０内に設定されたシリアル通信ライン３１を介して接続している。インタフェース部４１内に設けられる検出回路４２，４７からの検出結果は、マイクロプロセッサ４８に入力する。マイクロプロセッサ４８は、受信した検出結果をコントローラ１０内のマイクロプロセッサ１８を介し上位制御回路１１に送る。マイクロプロセッサ４８として、マニピュレータ４０内に設けられる温度センサ（不図示）や加速度センサ（不図示）での測定結果をコントローラ１０に送信するために用いられる既設のマイクロプロセッサを用いることもできる。

【0026】

図２に示したロボットシステムにおいてエンコーダ配線に障害が発生した場合を考える。エンコーダ６０からコントローラ１０に信号を送るエンコーダ配線のうち機器内配線ａで障害が起きたときは、その障害は、インタフェース部４１内の検出回路４２によって検出され、障害が発生したことはマイクロプロセッサ４８を介してコントローラ１０側に伝えられる。機器内配線ａで障害が発生したとしても、機器内配線ａからの信号を受信するレシーバ４３は、ドライバ４４に対して例えば“０”または“１”の二値論理信号を出力し、ドライバ４４はレシーバ４３からの信号に基づいてインタフェース配線ｂに対して信号を出力する。このときインタフェース配線ｂに出力される信号は、通常時の信号と同じ特徴を有し、正常な信号とみなされるものである。そしてこのときインタフェース配線ｂが正常であれば、コントローラ１０内の検出回路１３は障害を検出しない。すなわち、図１に示すロボットシステムであれば、検出回路１３によってエンコーダ配線ｐのどこかでの障害として検出されたものが、図２に示すシステムでは、マニピュレータ４０内でのエンコーダ配線である機器内配線ａでの障害として検出されたことになり、障害箇所が詳しく特定されたことになる。同様にインタフェース配線ｂにおいて障害が発生したときはコントローラ１０内の検出回路１３によって検出されるが、このとき、インタフェース部４１に設けられた検出回路４２，４７は障害を検出せず、この場合も障害箇所を詳しく特定できたことになる。インタフェース配線ｃでの障害は、インタフェース部４１に設けられた検出回路４５によって検出される。

【0027】

図２に示したロボットシステムでは、検出回路４２，４７での検出結果はマイクロプロセッサ４８とマイクロプロセッサ１８を介して上位制御回路１１に伝えられ、検出回路１３での検出結果はマイクロプロセッサ１８を介して上位制御回路１１に伝えられる。上位制御回路１１は、これらの検出結果に基づき、エンコーダ配線における障害の発生を認識して障害発生箇所の特定を行う。障害発生箇所を特定できれば上位制御回路は、例えば、エンコーダ回線のどの部分に障害が発生したかを表示装置（不図示）上に図示することができる。

【0028】

図３は、図２に示すロボットシステムにおいて、エンコーダ配線での信号の伝送に差動出力信号が用いられる場合の構成の詳細を示している。図３では、図面を見やすくするため、マニピュレータ４０に接続されるエンコーダ６０は１つしか描かれていない。差動出力信号の伝送を行うので、ドライバ１５，４４，４７，６２は、非反転論理信号と反転論理信号を同時に出力するラインドライバとして構成され、レシーバ４，４３，４６，６１は、非反転論理信号と反転論理信号を同時に受信するラインレシーバとして構成されている。機器内配線ａは、非反転論理信号の信号線Ａと反転論理信号の信号線／Ａからなる１対の信号線によって構成される。同様に、インタフェース配線ｂは信号線Ｂ，／Ｂからなり、インタフェース配線ｃは信号線Ｃ，／Ｃからなり、機器内配線ｄは信号線Ｄ，／Ｄからなる。

【0029】

検出回路１３，４２，４５は同一の構成である。例えば検出回路４２は、一方の入力端子に信号線Ａが接続し他方の入力端子に信号線／Ａが接続する排他的論理和（ＥｘＯＲ）ゲート２１と、信号線Ａと信号線／Ａの間に挿入された抵抗２２と、信号線Ａと信号線／Ａをそれぞれ電源電圧にプルアップする抵抗２３，２４とからなっている。ＥｘＯＲゲート２１を使用するこの検出回路４２では、機器内配線ａが正常であれば信号線Ａと信号線／Ａとは相互に反転しているので、ＥｘＯＲゲート２１の出力は“１”である。これに対し、機器内ケーブル５０内で信号線Ａと信号線／Ａの一方が断線したときは、抵抗２２があることにより、ＥｘＯＲゲート２１の２つの入力端子が同じレベルとなるのでＥｘＯＲゲート２１の出力は“０”となり、障害発生を検出できる。信号線Ａと信号線／Ａの両方が断線したときもプルアップ用の抵抗２３，２４があって２つの入力端子のレベルが同じとなるので、障害発生を検出できる。信号線Ａが“１”を出力しているときに信号線Ａが地絡となれば、ＥｘＯＲゲート２１の２つの入力端子が“０”となるので、同様に障害発生を検出できる。同様に信号線Ａが“１”を出力しているときに信号線／Ａが天絡となれば、ＥｘＯＲゲート２１の２つの入力端子が“１”となるので、同様に障害発生を検出できる。信号線Ａと信号線／Ａが短絡したときは、ＥｘＯＲゲート２１の２つの入力端子が同じレベルとなるので、障害発生を検出できる。検出回路１３，４５も同様にして障害発生を検出することができる。このように、検出回路１３，４２，４５によれば、エンコーダ配線におけるさまざまな障害モードの障害を簡素な回路構成で検出できる。

【0030】

以上説明した実施形態では、マニピュレータ４０にインタフェース部４１を設けてエンコーダ配線をコントローラ１０側のインタフェース配線ｂ，ｃとエンコーダ６０側の機器内配線ａ，ｄに分割し、インタフェース部４１においてインタフェース配線ｂ，ｃと機器内配線ａ．ｄとをレシーバ４３，４６とドライバ４４，４７との組み合わせを介して接続し、さらにレシーバ４３，４６の入力側に検出回路４２，４５を設けることによって、障害発生箇所を特定しつつ障害の発生を検出することができる。

【0031】

図４は、他の実施形態のロボットシステムを示している。図２や図３を用いたロボットシステムは、図１に示したロボットシステムにおいてマニピュレータ４０側にも検出回路４２，４５を設けようとするものである。しかしながら、マニピュレータ４０側に検出回路を設けることが困難な場合もある。そのような場合には、図４に示すように、エンコーダ６０からコントローラ１０に信号を送るエンコーダ配線ｐにおける障害を検出する検出回路１３のほかに、コントローラ１０からエンコーダ６０に信号を送るエンコーダ配線ｑにおける障害を検出する検出回路１６をコントローラ１０内に設ければよい。図１に示すロボットシステムではエンコーダ配線ｑにおける障害の発生を直接的に検出することはできなかったが、図４に示すロボットシステムでは、エンコーダ配線ｑにおける障害の発生を直接的に検出することができる。エンコーダ配線において信号が差動出力信号の形態で送信され、また、検出回路１６として図３を用いて説明した検出回路１３と同じ回路構成のものが使用されるとして、図４に示すロボットシステムでは、エンコーダ配線ｑに関し、非反転論理信号の信号線と反転論理信号の信号線との間の短絡や、これらの信号線における天絡、地絡などの障害の発生を検出できる。

【0032】

なお、本技術は以下のような構成をとることが可能である。

【0033】

（１） エンコーダを備える被制御機器と前記被制御機器を制御するコントローラとを備えて前記エンコーダと前記コントローラとがエンコーダ配線を介して接続するシステムにおいて前記エンコーダ配線に発生した障害を検出する障害検出装置であって、
前記エンコーダから前記コントローラに送られる信号を第１の信号とし、前記コントローラから前記エンコーダに送られる信号を第２の信号として、
前記第１の信号を送る前記エンコーダ配線における障害を検出する第１の検出回路と、
前記第２の信号を送る前記エンコーダ配線における障害を検出する第２の検出回路と、
を有する、障害検出装置。

【0034】

（２） 少なくとも第２の検出回路が前記被制御機器に設けられている、（１）に記載の障害検出装置。

【0035】

（３） 前記被制御機器に設けられたインタフェース部を有し、
前記エンコーダ配線は、前記コントローラと前記インタフェース部との間のインタフェース配線と、前記インタフェース部と前記エンコーダとの間の機器内配線とに分割され、
前記インタフェース部は、前記機器内配線を介して前記第１の信号を受信する第１のレシーバと、前記第１のレシーバでの受信結果に基づいて前記インタフェース配線を介して前記第１の信号を送信する第１のドライバと、前記インタフェース配線を介して前記第２の信号を受信する第２のレシーバと、前記第２のレシーバでの受信結果に基づいて前記機器内配線を介して前記第２の信号を送信する第２のドライバと、を有し、
前記第１の検出回路は前記インタフェース部において前記第１のレシーバの入力側に設けられ、前記第２の検出回路は前記インタフェース部において前記第２のレシーバの入力側に設けられている、（２）に記載の障害検出装置。

【0036】

（４） 前記インタフェース部に設けられて前記コントローラに対して接続するプロセッサをさらに有し、
前記第１の検出回路及び前記第２の検出回路での検出結果が前記プロセッサに入力する、（３）に記載の障害検出装置。

【0037】

（５） 前記被制御機器は複数の前記エンコーダを備え、前記エンコーダごとに前記エンコーダ配線と前記第１の検出回路と前記第２の検出回路が設けられ、前記プロセッサは前記複数のエンコーダに対して共通に設けられている、（４）に記載の障害検出装置。

【0038】

（６） 前記コントローラの内部に設けられて前記第１の信号を送る前記インタフェース配線での障害を検出する第３の検出回路をさらに備える、（３）から（５）のいずれかに記載の障害検出装置。

【0039】

（７） 前記第１の検出回路及び前記第２の検出回路が前記コントローラの内部に設けられている、（１）に記載の障害検出装置。

【0040】

（８） 前記第１の信号及び前記第２の信号は差動出力信号の形態で伝送され、前記第１の検出回路及び前記第２の検出回路はいずれも排他的論理和ゲートを備える、（１）から（７）のいずれかに記載の障害検出装置。

【0041】

（９） 前記被制御機器がマニピュレータである、（１）から（８）のいずれかに記載の障害検出装置。

【符号の説明】

【0042】

１０…コントローラ；１１…上位制御回路；１２…接続部；１３，１６，４２，４５…検出回路；１４，４３，４６，６２…レシーバ；１５，４４，４７，６１…ドライバ；１８，４８…マイクロプロセッサ；２１…排他的論理和（ＥｘＯＲ）ゲート；２２～２４…抵抗；３０…インタフェースケーブル；３１…シリアル通信ライン；４０…マニピュレータ；４１…インタフェース部；４９…分配部；５０…機器内ケーブル；６０…エンコーダ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】