多路复用通信系统及作业用机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多路复用通信系统及通过该多路复用通信系统来传送与作业相关的数据的作业用机器人。
【背景技术】
[0002]以往，在电子元件安装装置等的作业用机器人中，例如，在装配头中内置电磁马达，作为变更吸附电子元件的吸附喷嘴的位置和朝向等的驱动源。另外，作业用机器人在装置主体侧设有基于从检测所述电磁马达的位移等的编码器输出的编码器信号来对电磁马达进行驱动控制的放大部。在这种作业用机器人中，为了使吸附喷嘴高精度地向更多样的方向移动，具有想要将更多的电磁马达内置于装配头的迫切期望。另一方面，对于作业用机器人而言，若搭载于装配头的电磁马达和编码器的装置数增加，则发生连接放大部和编码器等的通信线的数量增加、配线空间扩大、或者通信线断线的可能性提高等不良情况。与之相对，为了减少放大部与编码器之间的通信线的数量，存在将编码器信号多路复用而经由共用的通信线进行传送的多路复用通信系统(例如，专利文献I等)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本专利第3186490号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]上述专利文献I所公开的多路复用通信系统在多个编码器被要求发送编码器信号的情况下基于预先设定的识别信息依次向共用的通信线发送。然而，在该多路复用通信系统中，在编码器信号的比特数因编码器的高分辨率化而增加的情况下、电磁马达的数量增加的情况下，将多个编码器信号依次多路复用进行传送的I个周期变长。其结果是，在放大部中，越是发送的顺序靠后的编码器，基于编码器信号的相对于电磁马达的反馈控制的响应速度越发生延迟，导致控制性能降低。因此，期望在搭载高分辨率的编码器的情况、电磁马达的装置数增加的情况下也能够维持响应速度的多路复用通信系统。
[0008]本发明是鉴于上述课题而作成的，其目的在于提供在将编码器信号多路复用进行传送时能够适当地维持基于编码器信号的相对于电磁马达的控制的响应速度的多路复用通信系统以及作业用机器人。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]鉴于上述课题而作成的本申请所公开的技术的多路复用通信系统的特征在于，具备:多路复用单元，发送对从检测多个电磁马达的位移的编码器输出的编码器信号进行多路复用而得到的多路复用数据列；以及比特分配单元，对于多路复用数据列所包含的多个比特中的、针对发送多路复用数据列的多个发送次数中的预先设定的时机的发送次数的多路复用数据列而根据编码器进行比特分配的各个比特，对与编码器信号以及编码器信号的数据的有无相关的信息进行比特分配。
[0011]另外，在鉴于上述课题而作成的本申请中公开的技术的作业用机器人是通过可动部保持工件来实施作业的作业用机器人，通过多路复用通信系统来传送与作业相关的数据。该多路复用通信系统具备:多路复用单元，发送对从检测多个电磁马达的位移的编码器输出的编码器信号进行多路复用而得到的多路复用数据列；以及比特分配单元，对于多路复用数据列所包含的多个比特中的、针对发送多路复用数据列的多个发送次数中的、预先设定的时机的发送次数的多路复用数据列而根据编码器进行比特分配的各个比特，对与编码器信号以及编码器信号的数据的有无相关的信息进行比特分配。
[0012]发明效果
[0013]根据本申请所公开的技术，能够提供在将编码器信号多路复用进行传送时能够适当地维持基于编码器信号的相对于电磁马达的控制的响应速度的多路复用通信系统以及作业用机器人。
【附图说明】
[0014]图1是用于说明本实施例的作业用机器人的示意图。
[0015]图2是表示多路复用通信装置的发送数据合成处理部的框图。
[0016]图3是表示多路复用通信装置的接收数据分离处理部的框图。
[0017]图4是表示作为在多路复用通信系统中传送的多路复用数据列的帧数据的结构与发送数据的关系的图。
[0018]图5是表示控制器与多路复用通信装置的启动后的处理内容的流程图。
[0019]图6是表示控制器与多路复用通信装置的启动后的处理内容的流程图。
[0020]图7是用于说明放大器与直线标尺之间的通信的示意图。
[0021]图8是表示在放大器与直线标尺之间传送的数据的结构的图。
[0022]图9是表示作为在其他例的多路复用通信系统中传送的多路复用数据列的帧数据的结构与发送数据之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照【附图说明】本发明的实施例。首先，作为应用本申请的通信系统的装置的一个例子，说明作业用机器人。
[0024](作业用机器人10的结构)
[0025]图1是表示应用于作业用机器人10的多路复用通信系统的结构的示意图。如图1所示，作业用机器人10具备:装置主体20，固定地设于供作业用机器人10设置的场所；以及可动部30，相对于装置主体20相对地移动。装置主体20具备控制器21、Y轴线性用伺服放大器22、X轴线性用伺服放大器23以及三轴旋转用伺服放大器24、25。可动部30具备Y轴用线性马达31、X轴用线性马达32以及6个旋转型伺服马达33?38。
[0026]可动部30具备根据各马达31?38的驱动而具有例如朝向X轴、Y轴以及Z轴各方向的自由度并且被进行位移驱动的机械臂。作业用机器人10是基于控制器21的控制例如向在生产线上搬运的对象物实施可动部30(机械臂)所保持的工件的安装等作业的作业用机器人。控制器21将具备CPU、RAM等的计算机构成作为主体。控制器21通过域网络用线缆41与各放大器22?25的从属电路(省略图示)连接。这里所谓的域网络(控制用网络)是指例如MECHATROLINK(注册商标)-111，构建控制器21成为主体、与连接于从属电路的放大器22?25进行数据的收发的网络，实现配线的整合(减少)等而实现网络构建的成本降低。
[0027]放大器22?25各自通过编码器用线缆42与多路复用通信装置29连接。在作业用机器人10中，设于装置主体20的多路复用通信装置29通过多路通信用线缆11与设于可动部30的多路复用通信装置39连接。多路通信用线缆11是例如以Gigabit Etherenet(注册商标)的通信标准为基准的LAN线缆或者以USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)3.0的通信标准为基准的USB线缆。作业用机器人10将设于可动部30的各马达33?38的编码器信号通过多路复用通信装置39而多路复用为帧数据FRMD，经由多路通信用线缆11向多路复用通信装置29传送。多路复用通信装置29解除接收到的帧数据FRMD的多路复用并传输给与各个编码器信号对应的放大器22?25。
[0028]控制器21经由放大器22?25来控制可动部30的各马达31?383轴线性用伺服放大器22与可动部30的Y轴用线性马达31对应。在可动部30中设有检测根据Y轴用线性马达31的驱动在沿着Y轴方向的导轨上移动的可动部30(机械臂)的位置的直线标尺51。直线标尺51将可动部30的Y轴方向的位置(Y坐标值)等编码器信号向通信协议转换器52输出。通信协议转换器52通过编码器用线缆61与多路复用通信装置39连接。通信协议转换器52经由多路复用通信装置29、39将直线标尺51的编码器信号向Y轴线性用伺服放大器22发送。Y轴线性用伺服放大器22将传输来的编码器信号经由域网络用线缆41向控制器21传输。控制器21基于直线标尺51的编码器信号经由Y轴线性用伺服放大器22来控制Y轴用线性马达31。在可动部30中，根据Y轴用线性马达31的驱动，例如机械臂沿Y轴方向被驱动。
[0029]同样，X轴线性用伺服放大器23与可动部30的X轴用线性马达32对应。在可动部30中设有检测根据X轴用线性马达32的驱动在沿着X轴方向的导轨上移动的可动部30的位置的直线标尺53。直线标尺53的编码器信号经由通信协议转换器54向多路复用通信装置39输出。控制器21基于直线标尺53的编码器信号经由X轴线性用伺服放大器23来控制X轴用线性马达32。
[0030]旋转型伺服马达33?35(以下有时称为“伺服马达”)构成三个输出轴，例如使机械臂的保持工件的爪部向X轴、Y轴、Z轴各方向或旋转方向等驱动。此外，伺服马达36?38具有与伺服马达33?35相同的结构，因此适当省略其说明。设于各伺服马达33?35的旋转式编码器55将各伺服马达33?35的位置信息等编码器信号经由编码器用线缆61向多路复用通信装置39输出。三轴旋转用伺服放大器(以下有时称为“伺服放大器”)24基于经由多路复用通信装置29、39传输来的编码器信号来驱动各伺服马达33?35。例如，伺服马达33是具有U相、V相、W相的各相的线圈的由三相交流驱动的伺服马达，各相的线圈经由未图示的电源线与伺服放大器24连接。伺服马达33根据从伺服放大器24经由电源线供给的三相交流被驱动。同