特許 7512153 エンコーダ、およびエンコーダの通信制御方法

(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】

(24)【登録日】2024-06-28

(45)【発行日】2024-07-08

(54)【発明の名称】エンコーダ、およびエンコーダの通信制御方法

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20240701BHJP

   H04L 69/00 20220101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

G01D5/244 Z

H04L69/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020161637

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2022054536

(43)【公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【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】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】百瀬 正吾

【審査官】吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０８２３３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１０４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２３４１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８７２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－４５４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１９７１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５２６５３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

Ｇ０８Ｃ １３／００－２５／０４

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｈ０４Ｌ １２／００－１２／４６、

２７／００－２７／３８、

６９／００

Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダにおいて、
前記通信部は、前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期と所定時間とが経過した第１時点で前記制御信号を受信しない場合に、前記通信速度を前記第２速度に切り換える通信速度設定部を備え、
前記通信速度設定部は、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、前記シフトレジスタを制御するレジスタ制御部と、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、前記通信速度を前記第２速度に設定する設定部と、を備え、
前記レジスタ制御部は、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力し、
前記設定部は、前記シフトレジスタに０が入力されたときに前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定することを特徴とするエンコーダ。

【請求項2】

通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダにおいて、
前記通信部は、前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期および所定時間が経過した第１時点で前記制御信号を受信しないときに、その後に受信した２つの前記制御信号の間隔が前記第２周期の場合に、前記通信速度を
前記第２速度に切り換える通信速度設定部を備え、
前記通信速度設定部は、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、前記シフトレジスタを制御するレジスタ制御部と、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、前記通信速度を前記第２速度に設定する設定部と、を備え、
前記レジスタ制御部は、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力し、
前記設定部は、前記シフトレジスタに０が入力された後に前記カウンタ値が前記第２周期の長さに一致する第３カウンタ値に達したときに前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定することを特徴とするエンコーダ。

【請求項3】

前記通信部は、電源が投入されたときに、前記通信速度を前記第１速度に設定する初期設定部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエンコーダ。

【請求項4】

通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダの通信制御方法において、
前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期と所定時間とが経過した第１時点で前記制御信号を受信しない場合に、前記通信速度を前記第２速度に切り換える通信速度設定工程を備え、
前記通信部に、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、を備えておき、
前記通信速度設定工程では、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力し、前記シフトレジスタに０が入力されたときに前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定することを特徴とする通信制御方法。

【請求項5】

通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダの通信制御方法において、
前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期および所定時間が経過した第１時点で前記制御信号を受信しないときに、その後に受信した２つの前記制御信号の間隔が前記第２周期の場合に、前記通信速度を前記第２速度に切り換える通信速度設定工程を備え、
前記通信部に、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマ
ーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、を備えておき、
前記通信速度設定工程では、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力し、前記シフトレジスタに０が入力された後に前記カウンタ値が前記第２周期の長さに一致する第３カウンタ値に達したときに前記カウンタ値が０になると、前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定することを特徴とする通信制御方法。

【請求項6】

電源が投入されたときに、前記通信速度を前記第１速度に設定することを特徴とする請求項４または５に記載のエンコーダの通信制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置情報を送信する通信線を介して外部の機器との間で通信を行うエンコーダ、およびエンコーダの通信制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エンコーダは、駆動源を駆動して可動部を動作させる装置に取り付けられる。エンコーダから出力される位置情報は、通信線を介して、制御装置に送信される。制御装置は、受信した位置情報に基づいて、駆動源を駆動制御する。駆動源は、例えば、モータである。装置は、例えば、産業用のロボットである。

【0003】

エンコーダを装置に取り付けた後に、使用環境や用途に合わせてエンコーダの分解能を設定する必要が生じる場合がある。また、エンコーダを装置に取り付けた後に、エンコーダに、位置情報の基準となる原点位置を設定する必要が生じる場合がある。特許文献１には、外部の装置からエンコーダに入力される信号によって設定を変更できるエンコーダが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１１-１７８３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

エンコーダを設定する際に、エンコーダ設定用のアプリケーションソフトウエアが動作するコンピュータとエンコーダとを接続して、アプリケーションソフトウエアが発行する設定指令をエンコーダに送信すれば、設定作業が容易となる。また、このようにすれば、エンコーダと制御装置とを接続する前に、エンコーダの設定を完了させておくことができる。

【0006】

ここで、エンコーダとコンピュータとを接続する際に、エンコーダと制御装置とを接続する通信線とは別に専用の通信線を用意すれば、エンコーダとコンピュータとの接続が容易となる。しかし、この場合には、通信線の本数が増加するので、これらを纏めるケーブルの径が増大して、エンコーダを取り付ける装置の小型化が阻害される場合がある。

【0007】

一方、エンコーダと制御装置とを接続する通信線を利用してエンコーダとコンピュータとを接続すれば、通信線の本数は、増加しない。しかし、一般的に、エンコーダと制御装置との間で行われる通信の通信速度は、コンピュータが外部の機器との間で行う通信の通信速度と比較して、著しく速い。従って、通信線を介してエンコーダとコンピュータを接続してコンピュータから設定指令を送信しても、通信速度に起因する情報の欠落などが発生してしまい、エンコーダの側で制御命令を認識することができない場合がある。

【0008】

本発明の課題は、エンコーダと制御装置とを接続する通信線を利用してコンピュータなどの外部の機器との通信を可能とするエンコーダ、およびエンコーダの通信制御方法を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明は、通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装
置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダにおいて、前記通信部は、前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期と所定時間とが経過した第１時点で前記制御信号を受信しない場合に、前記通信速度を前記第２速度に切り換える通信速度設定部を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、通信部は、通信線を介した通信の通信速度が第１速度に設定されているときに、第１周期よりも長い第２周期で制御信号を複数回受信した後に第２周期と所定時間とが経過した時点で制御信号を受信しない場合に、通信速度を第１速度から第２速度に切り換える。ここで、制御信号は、エンコーダの設定を行う場合に通信線に接続された外侮の機器からエンコーダに送信されるものである。また、制御信号の第２周期は、位置情報を取得するために制御装置からエンコーダに送信される問い合わせ指令の第１周期と比較して長い。従って、外部の機器が通信を行う通信速度が第１速度よりも遅い第２速度の場合でも、外部の機器は第２周期で制御信号を送信することが容易である。また、制御信号の第２周期が問い合わせ指令の第１周期よりも長いので、通信速度設定部は、制御信号と問い合わせ指令とを区別して、制御信号を認識できる。よって、通信速度設定部は、制御信号を受信したときに、通信速度を、外部の機器に適合する第２速度に設定できる。そして、通信速度が第１速度よりも遅い第２速度に設定された後は、外部の機器とエンコーダとの間で、情報を欠落させることなく、設定指令などを送受信できる。

【0011】

ここで、エンコーダの設置環境によっては、磁気ノイズや静電気などに起因して、通信線に意図しない信号が乗り、この信号がエンコーダに入力されてしまう場合がある。また、このような意図しない信号が外部の機器からの制御信号と一致或いは酷似する場合には、エンコーダと制御装置とが接続され制御装置が装置を駆動制御しているときに、誤って、通信速度設定部に誤動作が発生してしまい、通信速度を第１速度から第２速度に切り換えてしまう可能性がある。このような問題に対して、本発明では、通信速度の切り換えには、制御信号を予め定めた第２周期で複数回受信する必要がある。また、制御信号を複数回受信した次の第２周期において制御信号を受信しない必要がある。これにより、通信速度設定部では、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。よって、通信速度設定部に誤動作が発生することを防止あるいは抑制できる。

【0012】

本発明において、前記通信速度設定部は、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、前記シフトレジスタを制御するレジスタ制御部と、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、前記通信速度を前記第２速度に設定する設定部と、を備え、前記レジスタ制御部は、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力し、前記設定部は、前記シフトレジスタに０が入力されたときに前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定するものとすることができる。このようにすれば、タイマーと、シフトレジスタと、記憶部に記憶保持された設定値を使用して、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。

【0013】

次に、本発明の別の形態は、通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第
２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダにおいて、前記通信部は、前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期および所定時間が経過した第１時点で前記制御信号を受信しないときに、その後に受信した２つの前記制御信号の間隔が前記第２周期の場合に、前記通信速度を前記第２速度に切り換える通信速度設定部を備えることを特徴とする。

【0014】

本発明によれば、通信部は、通信線を介した通信の通信速度が第１速度に設定されているときに、第１周期よりも長い第２周期で制御信号を複数回受信した後に第２周期と所定時間とが経過した時点で制御信号を受信しないときに、その後に受信した２つの制御信号の間隔が第２周期の場合に、通信速度を第１速度から第２速度に切り換える。ここで、制御信号は、エンコーダの設定を行う場合に通信線に接続された外侮の機器からエンコーダに送信されるものである。また、制御信号の第２周期は、位置情報を取得するために制御装置からエンコーダに送信される問い合わせ指令の第１周期と比較して長い。従って、外部の機器が通信を行う通信速度が第１速度よりも遅い第２速度の場合でも、外部の機器は第２周期で制御信号を送信することが容易である。また、制御信号の第２周期が問い合わせ指令の第１周期よりも長いので、通信速度設定部は、制御信号と問い合わせ指令とを区別して、制御信号を認識できる。よって、通信速度設定部は、制御信号を受信したときに、通信速度を、外部の機器に適合する第２速度に設定できる。そして、通信速度が第１速度よりも遅い第２速度に設定された後は、外部の機器とエンコーダとの間で、情報を欠落させることなく、設定指令などを送受信できる。

【0015】

ここで、エンコーダの設置環境によっては、磁気ノイズや静電気などに起因して、通信線に意図しない信号が乗り、この信号がエンコーダに入力されてしまう場合がある。また、このような意図しない信号が外部の機器からの制御信号と一致或いは酷似する場合には、エンコーダと制御装置とが接続され制御装置が装置を駆動制御しているときに、誤って、通信速度設定部に誤動作が発生してしまい、通信速度を第１速度から第２速度に切り換えてしまう可能性がある。このような問題に対して、本発明では、通信速度の切り換えには、制御信号を予め定めた第２周期で複数回受信する必要がある。また、制御信号を複数回受信した次の第２周期において制御信号を受信せず、その後に、第２周期の間隔で２つの制御信号を受信する必要がある。これにより、通信速度設定部では、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。よって、通信速度設定部に誤動作が発生することを防止あるいは抑制できる。

【0016】

本発明において、前記通信速度設定部は、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、前記シフトレジスタを制御するレジスタ制御部と、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、前記通信速度を前記第２速度に設定する設定部と、を備え、前記レジスタ制御部は、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力し、前記設定部は、前記シフトレジスタに０が入力された後に前記カウンタ値が前記第２周期の長さに一致する第３カウンタ値に達したときに前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定するものとすることができる。このようにすれば、タイマーと、シフトレジスタと、記憶部に記憶保持
された設定値を使用して、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。

【0017】

本発明において、前記通信部は、電源が投入されたときに、前記通信速度を前記第１速度に設定する初期設定部を備えるものとすることができる。このようにすれば、エンコーダの電源を投入したときに、通信線を介した通信の通信速度を第１速度とすることができる。従って、外部の機器との間で第２速度の通信を行った後に、エンコーダの電源を切断して、電源を再投入すれば、通信速度を第１速度に戻すことができる。

【0018】

次に、本発明は、通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダの通信制御方法において、前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期と所定時間とが経過した第１時点で前記制御信号を受信しない場合に、前記通信速度を前記第２速度に切り換える通信速度設定工程を備えることを特徴とする。

【0019】

本発明によれば、通信線を介してエンコーダに接続された外部の機器から制御信号が送信されたときに、エンコーダにおいて第２周期で制御信号を複数回受信した後に第２周期と所定時間とが経過した時点で制御信号を受信しない場合に、通信速度を第１速度から第２速度に切り換える。従って、通信速度が第２速度に設定された後は、外部の機器とエンコーダとの間で、情報を欠落させることなく、設定指令などを送受信できる。ここで、制御信号の第２周期が指令の第１周期よりも長いので、通信速度設定部は、制御信号と問い合わせ指令とを区別して、制御信号を認識できる。また、通信速度設定部が通信速度を第２速度に切り替えるためには、所定の受信パターンで制御信号を受信する必要があるので、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。従って、エンコーダが、誤動作により、通信速度を切り換えてしまうことを防止あるいは抑制できる。

【0020】

本発明において、前記通信部に、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、を備えておき、前記通信速度設定工程では、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力するレジスタ制御工程と、前記シフトレジスタに０が入力されたときに前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定する設定工程と、を備えるものとすることができる。このようにすれば、タイマーと、シフトレジスタと、記憶部に記憶保持された設定値を使用して、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。

【0021】

次に、本発明の別の形態は、通信線を介して第１速度または当該第１速度よりも遅い第２速度の通信が可能な通信部を備え、前記通信線を介して接続された制御装置との間で前記第１速度の双方向通信を行い、第１周期で前記制御装置からの問い合わせ指令を受信する毎に当該制御装置に位置情報を送信するエンコーダの通信制御方法において、前記通信の通信速度が前記第１速度に設定されているときに前記第１周期よりも長い第２周期で所
定の制御信号を複数回受信し、最後に前記制御信号を受信してから前記第２周期および所定時間が経過した第１時点で前記制御信号を受信しないときに、その後に受信した２つの前記制御信号の間隔が前記第２周期の場合に、前記通信速度を前記第２速度に切り換える通信速度設定工程を備えることを特徴とする。

【0022】

本発明によれば、通信線を介してエンコーダに接続された外部の機器から制御信号が送信されたときに、エンコーダにおいて第２周期で制御信号を複数回受信した後に第２周期と所定時間とが経過した時点で制御信号を受信しないときに、その後に受信した２つの制御信号の間隔が第２周期の場合に通信速度を第１速度から第２速度に切り換える。従って、通信速度が第２速度に設定された後は、外部の機器とエンコーダとの間で、情報を欠落させることなく、設定指令などを送受信できる。ここで、制御信号の第２周期が指令の第１周期よりも長いので、通信速度設定部は、制御信号と問い合わせ指令とを区別して、制御信号を認識できる。また、通信速度設定部が通信速度を第２速度に切り替えるためには、所定の受信パターンで制御信号を受信する必要があるので、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。従って、エンコーダが、誤動作により、通信速度を切り換えてしまうことを防止あるいは抑制できる。

【0023】

本発明において、前記通信部に、前記制御信号を受信するとカウンタ値を０にして計数を開始するタイマーと、前記カウンタ値が前記第１周期よりも長く前記第２周期よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部と、前記カウンタ値が前記第２周期よりも所定時間長い第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部と、シフトレジスタと、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部と、を備えておき、前記通信速度設定工程では、前記制御信号を最初に受信したときに前記シフトレジスタの全てのビットを０に設定し、前記カウンタ値が前記第１カウンタ値に達する毎に前記シフトレジスタのビットをシフトさせて１を入力し、前記カウンタ値が前記第２カウンタ値に達すると前記シフトレジスタのビットをシフトさせて０を入力するレジスタ制御工程と、前記シフトレジスタに０が入力された後に前記カウンタ値が前記第２周期の長さに一致する第３カウンタ値に達したときに前記カウンタ値が０になると、前記設定値と前記シフトレジスタの値とを比較して、前記シフトレジスタの値と前記設定値とが一致する場合に前記通信速度を前記第２速度に設定するものとすることができる。このようにすれば、タイマーと、シフトレジスタと、記憶部に記憶保持された設定値を使用して、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号の受信パターンとを区別できる。

【0024】

本発明において、電源が投入されたときに、前記通信速度を前記第１速度に設定する初期設定工程を備えるものとすることができる。このようにすれば、エンコーダの電源を投入したときに、通信線を介した通信の通信速度を第１速度とすることができる。従って、外部の機器との間で第２速度の通信を行った後に、エンコーダの電源を切断して、電源を再投入すれば、通信速度を第１速度に戻すことができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、通信線を介してエンコーダに接続された外部の機器から制御信号が送信されたときに、制御信号の受信パターンに基づいて通信速度を第２速度に設定する。通信速度が外部の機器に適合する第２速度に設定されれば、その後に外部の機器から設定指令などの各種の設定指令が送信されたときに、エンコーダの側では、設定指令に含まれる情報を欠落させることなく受信できる。従って、エンコーダは、設定指令に基づいて、自己の設定や制御プログラムをアップデートすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明を適用したエンコーダの制御系の概略説明図である。

【図2】エンコーダと制御装置との間で行う通信の説明図である。

【図3】通信速度を変更するための制御信号の受信パターンの説明図である。

【図4】エンコーダを設定する設定動作の説明図である。

【図5】変形例の通信速度設定部が通信速度を変更する際の制御信号の受信パターンの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下に、図面を参照して、本発明を適用したエンコーダの実施の形態を説明する。

【0028】

（エンコーダ）
図１は、本発明を適用したエンコーダの制御系の概略説明図である。図２は、エンコーダと制御装置との間で行う通信の説明図である。図３は、エンコーダの通信速度を変更するための制御信号の受信パターンの説明図である。図４は、エンコーダを設定する設定動作の説明図である。

【0029】

エンコーダ１は、駆動源を駆動して可動部を動作させる装置に取り付けられる。図１に示すように、エンコーダ１から出力される位置情報は、通信線２を介して、装置を駆動制御するための制御装置３に送信される。制御装置３は、受信した位置情報に基づいて、駆動源を駆動制御する。以下の説明では、駆動源はモータであり、装置は産業用のロボットである。制御装置３は、産業用ロボットを制御するための専用の装置である。制御装置３は、エンコーダ１からの位置情報に基づいてモータを駆動制御することにより、産業用ロボットの動作を制御する。

【0030】

エンコーダ１は、センサ５と、センサ５の出力側に接続された制御部６と、制御部６に接続された設定記憶部７と、を備える。センサ５は、磁気センサであり、モータの回転軸に固定されたマグネットの磁束を検出する。マグネットは、回転軸の回転角度位置を検出するために、モータの駆動用マグネットとは別に設けられている。

【0031】

制御部６は、ＣＰＵおよびメモリを備える。制御部６は、センサ５からの出力に基づいて、回転軸の回転角度位置を表す位置情報を生成する位置情報生成部１１を備える。設定記憶部７には、位置情報生成部１１が生成する位置情報の分解能や位置情報の基準となる原点位置など、エンコーダ１の各種の設定情報が記憶保持されている。位置情報生成部１１は、設定情報に基づいて、位置情報を生成する。設定記憶部７は、書き換え可能な不揮発性のメモリである。エンコーダ１の設定は、設定記憶部７の設定情報を書き換えることにより、変更できる。

【0032】

また、エンコーダ１は、制御部６に接続された通信部１２を備える。通信線２には、通信部１２が接続されている。通信部１２は、外部の機器と制御部６との間で、通信線２を介した双方向通信を可能とする。本例では、通信部１２は、外部の機器との間で、半二重通信を可能とする。また、通信部１２は、外部の機器との間で、第１速度、または第1速度よりも遅い第２速度で、通信を行う。本例では、第１速度は、４Ｍｂｐｓである。第２速度は、３８４００ｂｐｓである。

【0033】

通信部１２は、エンコーダ１に電源が投入されたときに通信速度を第１速度に設定する初期設定部１５を備える。また、通信部１２は、通信速度が第１速度に設定されているときに予め定めた受信パターンで所定の制御信号Ｓ１を受信すると、通信速度を第１速度から第２速度に切り替える通信速度設定部１６を備える。

【0034】

ここで、図２に示すように、エンコーダ１と制御装置３との間の通信は、第１速度（４Ｍｂｐｓ）で行われる。制御装置３からは、第１周期Ｔ１でロータの回転角度位置を問い
合わせる問い合わせ指令Ｏ１が送信される。制御部６は、第１周期Ｔ１で問い合わせ指令Ｏ１を受信する毎に、通信部１２を介して、位置情報Ｐを制御装置３に送信する。本例において、第１周期Ｔは、５０μｓである。

【0035】

通信速度設定部１６は、通信速度が第１速度に設定されているときに第１周期Ｔ１よりも長い第２周期Ｔ２で所定の制御信号Ｓ１を複数回受信し、最後に前記制御信号Ｓ１を受信してから第２周期Ｔ２と所定時間とが経過した第１時点で制御信号Ｓ１を受信しない場合に、通信速度を第１速度から第２速度に切り換える速度設定動作を行う。図３に示すように、本例では、通信速度を第２速度に設定する際には、制御信号Ｓ１を第２周期Ｔ２で２回受信する。第２周期Ｔ２は０．５ｓである。

【0036】

より具体的には、通信速度設定部１６は、図１に示すように、タイマー１７と、タイマー１７のカウンタ値が所定の第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部１８と、タイマー１７のカウンタ値が所定の第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部１９と、を備える。また、通信速度設定部１６は、シフトレジスタ２０と、シフトレジスタ２０を制御するレジスタ制御部２１と、予め設定した設定値を記憶保持する記憶部２２と、通信速度を第２速度に設定する設定部２３と、を備える。

【0037】

タイマー１７は、通信線２を介して通信部１２が受信する指令や制御信号Ｓ１を監視しており、通信部１２が問い合わせ指令Ｏ１や制御信号Ｓ１を受信すると、カウンタ値を０にリセットして計数を再開する。第１判定部１８は、タイマー１７のカウンタ値が第１周期Ｔ１よりも長く第２周期Ｔ２よりも短い第１カウンタ値に達したことを判定する。本例のタイマー１７は、第２周期Ｔ２において、０から１００００５０まで計数する。第１カウンタ値は、タイマー１７が第２周期Ｔ２よりも所定時間だけ短い期間計数した場合の値である。所定時間は、第１周期Ｔ１以下であり、タイマー１７が０から５０まで計数する時間である。従って、第１カウンタ値は１００００００である。第２判定部１９は、タイマー１７のカウンタ値が第２周期Ｔ２よりも所定時間だけ長い期間計数した第２カウンタ値に達したことを判定する。第２カウンタ値は、１０００１００である。

【0038】

レジスタ制御部２１は、制御信号Ｓ１、第１判定部１８、および第２判定部１９の判定結果に基づいてシフトレジスタ２０を制御する。レジスタ制御部２１は、制御信号Ｓ１を最初に受信したときにシフトレジスタ２０の全てのビットを０に設定する。また、レジスタ制御部２１は、カウンタ値が第１カウンタ値に達する毎にシフトレジスタ２０のビットを左にシフトさせて１を入力する。さらに、レジスタ制御部２１は、カウンタ値が第２カウンタ値に達するとシフトレジスタ２０のビットを左にシフトさせて０を入力する。

【0039】

設定部２３は、シフトレジスタ２０に０が入力されたときに記憶部２２を参照して設定値とシフトレジスタ２０の値とを比較する。言い換えれば、設定部２３は、第２判定部１９がタイマー１７のカウンタ値が第２カウンタ値に達したと判定したときに、シフトレジスタ２０の値とを比較する。そして、設定部２３は、シフトレジスタ２０の値と設定値とが一致する場合に、通信速度を第２速度に設定する。本例では、シフトレジスタ２０の値が、設定値の“００００１１１０”と一致する場合に、通信速度を第２速度に設定する。

【0040】

（エンコーダと制御装置との通信）
ここで、図２を参照してエンコーダと制御装置との通信を説明する。エンコーダ１と制御装置３との通信で通信を行う際には、通信線２を介してエンコーダ１と制御装置３とを接続する。しかる後に、エンコーダ１の電源をオンとする。電源が投入されると、初期設定部１５は、エンコーダ１の通信速度は第１速度に設定する。

【0041】

エンコーダ１と制御装置３とが接続されると、制御装置３からエンコーダ１には、第１
周期Ｔで、問い合わせ指令Ｏ１が送信される。これに対して、エンコーダ１の制御部６は、問い合わせ指令Ｏ１を受信する毎に、位置情報Ｐを制御装置３に送信する。ここで、タイマー１７は、通信部１２が問い合わせ指令Ｏ１を受信する毎に、そのカウンタ値を０にリセットする。レジスタ制御部２１は、エンコーダ１に電源が投入されたときにシフトレジスタ２０の全てのビットを０に設定する。

【0042】

（エンコーダとコンピュータとの通信）
次に、エンコーダ１の設定が必要な場合には、図１に点線で示すように、エンコーダ１とコンピュータ１００とを通信線２を介して接続する。そして、コンピュータ１００でエンコーダ設定用のアプリケーションソフトウエアを動作させ、アプリケーションソフトウエアが発行する設定指令Ｏ２をエンコーダ１に送信する。設定指令Ｏ２は、エンコーダ１の制御部６を動作させて、設定記憶部７の設定情報を所望の値に書き換えさせる指令である。

【0043】

ここで、エンコーダ１と制御装置３との間で行われる通信の第１速度（４Ｍｂｐｓ）は、コンピュータ１００が外部の機器との間で行う通信の第２速度（３８４００ｂｐｓ）と比較して、著しく速い。従って、エンコーダ１の通信速度が第１速度に設定されているときに、通信線２を介してコンピュータ１００からエンコーダ１に設定指令Ｏ２を送信しても、エンコーダ１の側で設定指令Ｏ２を認識することができず、設定情報を所望の値に書き換えることができない場合がある。すなわち、コンピュータ１００が行う通信の第２速度とエンコーダ１が行う通信の第１速度との差に起因して、設定指令Ｏ２に含まれる情報に欠落などが発生し、エンコーダ１の側で設定指令Ｏ２を認識することができない場合がある。

【0044】

従って、図４に示すように、エンコーダ１を設定する設定動作では、まず、エンコーダ１とコンピュータ１００との間で行う通信の通信速度を第１速度から第２速度に切り替える通信速度設定工程（ステップＳＴ１）を行う。次に、コンピュータ１００からエンコーダ１に設定指令Ｏ２を送信し、エンコーダ１の設定情報を書き換えて自己の設定を変更する設定情報書き換え工程を行う（ステップＳＴ２）

【0045】

通信速度設定工程（ＳＴ１）では、エンコーダ１は、通信線２を介して受信する制御信号Ｓ１を監視する。そして、エンコーダ１は、所定の受信パターンで制御信号Ｓ１を受信すると、通信速度を第２速度に設定する。より、具体的には、図３に示すように、エンコーダ１は、制御信号Ｓ１を最初に受信したときにシフトレジスタ２０の全てのビットを０に設定する。そして、エンコーダ１は、カウンタ値が第１カウンタ値に達する毎にシフトレジスタ２０のビットをシフトさせて１を入力し、カウンタ値が第２カウンタ値に達するとシフトレジスタ２０のビットをシフトさせて０を入力する。さらに、エンコーダ１は、シフトレジスタ２０に０が入力されたときに記憶部２２を参照して、設定値とシフトレジスタ２０の値とを比較する。ここで、シフトレジスタ２０の値と設定値とが一致する場合に、エンコーダ１は、通信速度を第２速度に設定する。

【0046】

設定情報書き換え工程（ステップＳＴ２）では、エンコーダ１は、コンピュータ１００から第２速度で送信される設定指令Ｏ２を受信する。設定指令Ｏ２を受信すると、エンコーダ１は、設定指令Ｏ２に基づいて、設定記憶部７に記録されていた設定情報を書き換える。これにより、エンコーダ１の設定は変更される。

【0047】

ここで、設定指令Ｏ２の送受信は第２速度で行われる。従って、エンコーダ１の側では、設定指令Ｏ２に含まれる情報などを欠落させることなく受信できる。よって、エンコーダ１は、設定指令Ｏ２に基づいて、自己を設定することができる。なお、エンコーダ１では、設定指令Ｏ２により、制御部６で動作するファームウエアのアップデートを行うこと
も可能である。

【0048】

設定指令Ｏ２によりエンコーダ１の設定を変更した後は、一旦、エンコーダ１の電源をオフとし、しかる後に電源を再投入する。これにより、エンコーダ１では、通信線２を介した通信の通信速度が第１速度に設定される。従って、通信線２を介してエンコーダ１と制御装置３とを接続すれば、制御装置３とエンコーダ１との間では、第１速度の双方向通信が可能となる。よって、エンコーダ１と制御装置３とを接続した後には、エンコーダ１は、制御装置３からの問い合わせ指令Ｏ１を第１速度で受信して、位置情報Ｐを第１速度で制御装置３に送信する。

【0049】

（作用効果）
本発明によれば、通信部１２は、通信線２を介した通信の通信速度が第１速度に設定されているときに、第１周期Ｔ１よりも長い第２周期Ｔ２で制御信号Ｓ１を複数回受信した後に第２周期Ｔ２と所定時間とが経過した時点で制御信号Ｓ１を受信しない場合に、通信速度を第１速度から第２速度に切り換える。ここで、制御信号Ｓ１の第２周期Ｔ２は、位置情報Ｐを取得するために制御装置３からエンコーダ１に送信される問い合わせ指令Ｏ１の第１周期Ｔ１と比較して長い。従って、外部の機器が通信を行う通信速度が第１速度よりも遅い第２速度の場合でも、外部の機器から第２周期Ｔ２で制御信号Ｓ１を送信することが容易である。また、制御信号Ｓ１の第２周期Ｔ２が問い合わせ指令Ｏ１の第１周期Ｔ１よりも長いので、通信速度設定部１６は、制御信号Ｓ１と問い合わせ指令Ｏ１とを区別して、制御信号Ｓ１を認識できる。よって、通信速度設定部１６は、制御信号Ｓ１を受信したときに、通信速度を、外部の機器に適合する第２速度に設定できる。これにより、外部の機器とエンコーダ１との間で、情報を欠落させることなく、設定指令Ｏ２などを送受信できる。

【0050】

ここで、エンコーダ１の設置環境によっては、磁気ノイズや静電気などに起因して、通信線２に意図しない信号が乗り、この信号がエンコーダ１に入力されてしまう場合がある。また、このような意図しない信号が外部の機器からの制御信号Ｓ１と一致或いは酷似する類似する場合には、エンコーダ１と制御装置３とが接続され制御装置３が装置を駆動制御しているときに、通信速度設定部１６に誤動作が発生してしまい、通信速度を第１速度から第２速度に切り換えてしまう可能性がある。このような問題に対して、本例では、通信速度の切り換えには、制御信号Ｓ１を予め定めた第２周期Ｔ２で複数回受信する必要がある。また、制御信号Ｓ１を複数回受信した次の第２周期Ｔ２において制御信号Ｓ１を受信しない必要がある。これにより、通信速度設定部１６では、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号Ｓ１の受信パターンとを区別できるので、通信速度設定部１６に誤動作が発生することを防止あるいは抑制できる。

【0051】

また、本例によれば、タイマー１７と、シフトレジスタ２０と、記憶部２２に記憶保持した設定値と、を使用して、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号Ｓ１の受信パターンとを区別できる。

【0052】

さらに、本例では、記憶部２２に記憶保持した設定値を変更することにより、第２周期Ｔ２で制御信号Ｓ１を受信する回数を、３回以上に設定することができる。これにより、制御信号Ｓ１の受信パターンが複雑になる。従って、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号Ｓ１の受信パターンとを、より確実に、区別することが可能となる。

【0053】

（通信速度設定部の別の例）
次に、図５を参照して、変形例の通信速度設定部１６を説明する。図５は、変形例の通信速度設定部１６が通信速度を変更する際の制御信号Ｓ１の受信パターンの説明図である
。本例の通信速度設定部１６は、上記の通信速度設定部１６と同様に、タイマー１７と、カウンタ値が第１カウンタ値に達したことを判定する第１判定部１８と、カウンタ値が第２カウンタ値に達したことを判定する第２判定部１９と、を備える。また、本例の通信速度設定部１６は、上記の通信速度設定部１６と同様に、シフトレジスタ２０と、シフトレジスタ２０を制御するレジスタ制御部２１と、記憶部２２と、通信速度を第２速度に設定する設定部２３と、を備える。第１カウンタ値、第２カウンタ値は、上記の通信速度設定部１６と同一である。記憶部２２に記憶保持される設定値は、上記の通信速度設定部１６の記憶部２２に記憶された設定値とは異なる。レジスタ制御部２１は、制御信号Ｓ１、第１判定部１８、および第２判定部１９の判定結果に基づいてシフトレジスタ２０を制御する。

【0054】

本例の通信速度設定部１６は、通信速度が第１速度に設定されているときに第２周期Ｔ２で制御信号Ｓ１を複数回受信し、最後に制御信号Ｓ１を受信してから第２周期Ｔ２および所定時間が経過した第１時点で制御信号Ｓ１を受信しないときに、その後に受信した２つの制御信号Ｓ１の間隔が第２周期Ｔ２の場合に、通信速度を第２速度に切り換える。

【0055】

より具体的には、レジスタ制御部２１は、制御信号Ｓ１を最初に受信したときにシフトレジスタ２０の全てのビットを０に設定する。また、レジスタ制御部２１は、カウンタ値が第１カウンタ値に達する毎にシフトレジスタ２０のビットを左にシフトさせて１を入力する。さらに、レジスタ制御部２１は、カウンタ値が第２カウンタ値に達するとシフトレジスタ２０のビットを左にシフトさせて０を入力する。設定部２３は、シフトレジスタ２０に０が入力された後にカウンタ値が第２周期Ｔ２の長さに一致する第３カウンタ値に達したときに設定値とシフトレジスタ２０の値とを比較する。そして、設定部２３は、シフトレジスタ２０の値と設定値とが一致する場合に、通信速度を第２速度に設定する。

【0056】

これにより、通信速度設定工程（ＳＴ１）では、エンコーダ１は、制御信号Ｓ１を最初に受信したときにシフトレジスタ２０の全てのビットを０に設定する。そして、エンコーダ１は、カウンタ値が第１カウンタ値に達する毎にシフトレジスタ２０のビットをシフトさせて１を入力し、カウンタ値が第２カウンタ値に達するとシフトレジスタ２０のビットをシフトさせて０を入力する。さらに、エンコーダ１は、シフトレジスタ２０に０が入力された後にカウンタ値が第２周期Ｔ２の長さに一致する第３カウンタ値に達したときにカウンタ値が０になると、設定値とシフトレジスタ２０の値とを比較して、シフトレジスタ２０の値と設定値とが一致する場合に通信速度を第２速度に設定する。

【0057】

そして、設定情報書き換え工程（ステップＳＴ２）では、エンコーダ１は、コンピュータ１００から第２速度で送信される設定指令Ｏ２を受信する。設定指令Ｏ２を受信すると、エンコーダ１は、設定指令Ｏ２に基づいて、設定記憶部７に記録されていた設定情報を書き換える。これにより、エンコーダ１の設定は変更される。ここで、設定指令Ｏ２の送受信は第２速度で行われる。従って、エンコーダ１の側では、設定指令Ｏ２に含まれる情報などを欠落させることなく受信できる。よって、エンコーダ１は、設定指令Ｏ２に基づいて、自己を設定することができる。

【0058】

設定指令Ｏ２によりエンコーダ１の設定を変更した後は、一旦、エンコーダ１の電源をオフとし、しかる後に電源を再投入する。これにより、エンコーダ１では、通信線２を介した通信の通信速度が第１速度に設定される。従って、通信線２を介してエンコーダ１と制御装置３とを接続すれば、制御装置３とエンコーダ１との間では、第１速度の双方向通信が可能となる。よって、エンコーダ１は、制御装置３からの問い合わせ指令Ｏ１を第１速度で受信して、位置情報Ｐを第１速度で制御装置３に送信する。

【0059】

本例の通信速度設定部１６を備える場合でも、エンコーダ１は、上記のエンコーダ１と
同様の作用効果を得ることができる。

【0060】

ここで、本例の制御信号Ｓ１の受信パターンでは、制御信号Ｓ１を、第２周期Ｔ２で受信する場合と、第２周期Ｔ２よりも長い第３周期で受信する場合と、を含む。これにより、制御信号Ｓ１の受信パターンが複雑になるので、磁気ノイズなどに起因する信号と、通信速度を切り替えるための制御信号Ｓ１の受信パターンとを、より確実に、区別できる。よって、通信速度設定部１６に誤動作が発生することを防止あるいは抑制しやすい。

【符号の説明】

【0061】

１…エンコーダ、２…通信線、３…制御装置、５…センサ、６…制御部、７…設定記憶部、１１…位置情報生成部、１２…通信部、１５…初期設定部、１６…通信速度設定部、１７…タイマー、１８…第１判定部、１９…第２判定部、２０…シフトレジスタ、２１…レジスタ制御部、２２…記憶部、２３…設定部、１００…コンピュータ、Ｏ１…問い合わせ指令、Ｏ２…設定指令、Ｓ１…制御信号、Ｔ１…第１周期、Ｔ２…第２周期

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】