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JP5969412B2 - Displacement data transmitter - Google Patents
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JP5969412B2 - Displacement data transmitter - Google Patents

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Description

本発明は、機械の安全状態を監視するために必要な位置や速度等の変位データを監視装置等へ送信する変位データ送信装置に関する。   The present invention relates to a displacement data transmission device that transmits displacement data such as position and speed necessary for monitoring a safe state of a machine to a monitoring device or the like.

近年、制御機器に搭載される回路規模の増大と信号処理の高速化及び集積回路の微細化、さらには、制御機器に組み込むソフトウェアの複雑化により、制御機器が偶発的に誤動作を起こす確率が高まる傾向にある。このため、万一の制御機器誤動作に対して、制御対象となる機械の可動部を安全に停止させる安全機能が制御機器に搭載されるようになってきている。また、制御機器の誤動作を検出する装置としては、可動部に設置した複数のセンサにより検出した位置や速度等の変位データをシリアル通信により送信する変位データ送信装置と、受信した変位データに基づいて、可動部が安全な速度を超過していないかを監視する速度監視装置が、安全機能を有する制御装置に搭載されている。   In recent years, an increase in the scale of circuits mounted on control devices, speeding up of signal processing, miniaturization of integrated circuits, and the complexity of software embedded in control devices have increased the probability of accidental operation of control devices. There is a tendency. For this reason, in the unlikely event of a malfunction of the control device, a safety function for safely stopping the movable part of the machine to be controlled has been installed in the control device. Further, as a device for detecting a malfunction of the control device, a displacement data transmitting device for transmitting displacement data such as positions and velocities detected by a plurality of sensors installed in the movable part by serial communication, and based on the received displacement data A speed monitoring device that monitors whether the movable part has exceeded a safe speed is mounted on a control device having a safety function.

図3は、3軸のモータを制御するNC制御システムのブロック図である。また、図4は、従来の変位データ送信装置を組み込んだエンコーダの内部を示すブロック図である。また、図5は、図3のエンコーダが出力する変位データの送信フレームの構造を示す図である。   FIG. 3 is a block diagram of an NC control system that controls a three-axis motor. FIG. 4 is a block diagram showing the inside of an encoder incorporating a conventional displacement data transmitting apparatus. FIG. 5 is a diagram showing a structure of a transmission frame of displacement data output from the encoder of FIG.

図3を説明する。NC装置20は、信号SN0、SN1、SN2、SN3、SN4で示されるリング状のシリアル通信ネットワークを通じて、モータ制御装置21、22、23や、速度監視装置30と、制御用データの送受信を行う。また、モータ制御装置21、22、23は、各モータ回転軸の回転位置をNC装置20からの位置指令に従い制御する。具体的には、モータ制御装置21、22、23は、エンコーダ27、28、29からシリアル信号EN1、EN2、EN3を通じて送信される位置データに基づき、それぞれモータ24、25、26に流す三相の電流P1、P2、P3を制御する。   FIG. 3 will be described. The NC device 20 transmits and receives control data to and from the motor control devices 21, 22, and 23 and the speed monitoring device 30 through a ring-shaped serial communication network indicated by signals SN0, SN1, SN2, SN3, and SN4. The motor control devices 21, 22, and 23 control the rotational position of each motor rotation shaft in accordance with a position command from the NC device 20. Specifically, the motor control devices 21, 22, and 23 are three-phase sensors that flow to the motors 24, 25, and 26 based on position data transmitted from the encoders 27, 28, and 29 through serial signals EN 1, EN 2, and EN 3, respectively. The currents P1, P2, and P3 are controlled.

また、エンコーダ27、28、29からシリアル信号EN1、EN2、EN3を通じて送信された位置データは、モータ制御装置21、22、23により、シリアル信号SN1、SN2、SN3を通じて中継送信され、速度監視装置30で受信される。速度監視装置30では、受信した各モータの位置データから差分処理により回転速度を検出し、予め設定された安全速度と比較する。また、機械ドア等の開閉を示す信号GUARがドア開を示す状態のとき、モータの回転速度がどれか一つでも安全速度を超えた場合、信号SN4、SN0、SN1、SN2により、モータ制御装置21、22、23に、緊急停止指令を送信するとともに、非常停止信号STOPを出力して、モータ等の制御電源の遮断を行う。   The position data transmitted from the encoders 27, 28, and 29 through the serial signals EN1, EN2, and EN3 are relayed and transmitted by the motor control devices 21, 22, and 23 through the serial signals SN1, SN2, and SN3. Received at. The speed monitoring device 30 detects the rotational speed by differential processing from the received position data of each motor, and compares it with a preset safety speed. In addition, when the signal GUAR indicating opening / closing of a mechanical door or the like is in a state indicating door opening, if any one of the motor rotation speeds exceeds the safe speed, the motor control device is generated by the signals SN4, SN0, SN1, and SN2. An emergency stop command is transmitted to 21, 22, and 23, and an emergency stop signal STOP is output to cut off a control power source such as a motor.

次に、エンコーダ27、28、29に組み込まれ、位置の変位データを送信する従来の変位データ送信装置について、図4のブロック図で説明する。図4では、エンコーダの入力軸1には、磁気情報を記録した円板2が固定されており、入力軸が回転すると、それぞれ磁気センサ3、4、5により、記録された情報が読み取られ、信号A、信号B、信号Zの電気信号に変換される。信号A、信号B、信号Zは、それぞれ、独立した2系統の位置変換器6、7に入力され、異なる位置変換方式によって、それぞれ、バイナリの位置データPS1、PS2に変換される。図4の例では、PS2の方がPS1よりも分解能が高い精密な位置データとなっており、PS1が入力軸1の1回転を16ビットのデータに変換するのに対して、PS2は、入力軸1の1回転を20ビットのデータに変換する。また、位置変換器6、7では、信号A、信号B、信号Zの振幅や変化のパターンに異常があると、それぞれ異常を示す信号ER1と信号ER2をステータスレジスタ10へ出力する。ステータスレジスタ10は、エンコーダの異常状態を8ビットのステータスデータSTSで示し、異常が無い限り、出力値は0に固定される。2つの位置データPS1とPS2は、マイクロコンピュータ13に入力され、2つの位置データPS1とPS2との上位16ビットの差の絶対値が予め設定した量を超えると異常を示す信号ER3をステータスレジスタ10へ出力する。   Next, a conventional displacement data transmitting apparatus that is incorporated in the encoders 27, 28, and 29 and transmits position displacement data will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG. 4, a disc 2 on which magnetic information is recorded is fixed to the input shaft 1 of the encoder, and when the input shaft rotates, the recorded information is read by the magnetic sensors 3, 4 and 5, respectively. Signals A, B, and Z are converted into electrical signals. Signal A, signal B, and signal Z are respectively input to two independent position converters 6 and 7, and converted into binary position data PS1 and PS2 by different position conversion methods, respectively. In the example of FIG. 4, PS2 is more precise position data with higher resolution than PS1, and PS1 converts one rotation of the input shaft 1 into 16-bit data, whereas PS2 One rotation of axis 1 is converted into 20-bit data. In addition, if the position converters 6 and 7 have an abnormality in the amplitude or change pattern of the signals A, B, and Z, the signals ER1 and ER2 indicating the abnormality are output to the status register 10, respectively. The status register 10 indicates an abnormal state of the encoder with 8-bit status data STS, and the output value is fixed to 0 unless there is an abnormality. The two position data PS1 and PS2 are input to the microcomputer 13, and when the absolute value of the upper 16 bits difference between the two position data PS1 and PS2 exceeds a preset amount, a signal ER3 indicating an abnormality is output to the status register 10. Output to.

フレームアドレスレジスタ8は、8ビットの送信フレームの宛先アドレスと8ビットのエンコーダ固有の送信元アドレスとを、16ビットのアドレスデータDSAとして記憶している。更新カウンタ回路9は、送信開始信号SDCが指令されるごとに、8ビットの更新カウントデータCTをカウントアップする。巡回符号生成器11は、データDSAとデータCTとデータSTSとデータPS1の48ビットデータの巡回符号演算を行い32ビットの巡回符号CRCを生成する。   The frame address register 8 stores a destination address of an 8-bit transmission frame and an 8-bit encoder-specific transmission source address as 16-bit address data DSA. The update counter circuit 9 counts up the 8-bit update count data CT every time a transmission start signal SDC is commanded. The cyclic code generator 11 performs a cyclic code calculation of 48-bit data of data DSA, data CT, data STS, and data PS1, and generates a 32-bit cyclic code CRC.

シリアル通信回路12は、モータ制御装置から送信された位置データ要求指令や送信した位置データをシリアル信号RXとして受信し、パラレルデータに変換し、受信データ信号RXDとしてマイクロコンピュータ13に出力する。マイクロコンピュータ13は、受信データ信号RXDが位置データ要求指令を示している場合、送信開始信号SDCを出力する。シリアル通信回路12は、送信開始信号SDCが入力されると、図5に示すように、フレームの開始を示すコードSDを先頭につけ、データDSA、データSTS、データCT、データPS1、巡回符号CRCの順に一つの位置データ通信フレームとして、シリアル信号TXにより送信する。また、マイクロコンピュータ13は、受信データ信号RXDより、送信した位置データ通信フレーム内の位置データPS1をチェックし、異常がある場合は、送信開始信号SDCの出力を停止することにより、位置データ通信フレームが送信されなくなることで、モータ制御装置や速度監視装置へ異常を知らせる。   The serial communication circuit 12 receives the position data request command transmitted from the motor control device and the transmitted position data as a serial signal RX, converts it into parallel data, and outputs it to the microcomputer 13 as a received data signal RXD. The microcomputer 13 outputs a transmission start signal SDC when the reception data signal RXD indicates a position data request command. When the transmission start signal SDC is input, the serial communication circuit 12 prefixes the code SD indicating the start of the frame with the data DSA, data STS, data CT, data PS1, and cyclic code CRC, as shown in FIG. The serial signal TX is sequentially transmitted as one position data communication frame. Further, the microcomputer 13 checks the position data PS1 in the transmitted position data communication frame from the received data signal RXD. If there is an abnormality, the microcomputer 13 stops the output of the transmission start signal SDC. Is not transmitted to notify the motor control device and the speed monitoring device of the abnormality.

また、図3のNC制御システムでは、エンコーダ27、28、29が送信した位置データフレームのうちフレームの開始を示すコードSD以外は、そのまま、信号SN1、SN2、SN3により、中継送信され、速度監視装置30で受信される。速度監視装置30では、受信した位置データフレームの送信元アドレスからエンコーダを特定し、ステータスデータSTSに異常がないことの確認や、更新カウントデータCTが毎回更新されているかを確認する他、受信フレームの巡回符号と受信データ内容のチェックを行う。   In the NC control system shown in FIG. 3, the position data frames transmitted by the encoders 27, 28, and 29 other than the code SD indicating the start of the frame are relayed and transmitted by the signals SN1, SN2, and SN3 as they are to monitor the speed. Received at device 30. The speed monitoring device 30 identifies the encoder from the transmission source address of the received position data frame, confirms that the status data STS is normal, checks whether the update count data CT is updated each time, and receives the received frame Check the cyclic code and received data contents.

以上のようにすることで、従来の変位データ送信装置を組み込んだエンコーダは、内部の回路の何れかの1つが故障したとしても確実に異常を検出し、外部へ故障を知らせることが可能となっている。また、更新カウントデータCTと32ビットの強力な巡回符号により、速度監視装置30までに、位置データ通信フレームの内容がノイズや中継機器の故障等により、ビット化けした場合でも、その異常を確実に、速度監視装置30側で検出することが可能である。また、速度監視装置30では、通常2つのマイクロコンピュータを搭載し、上記の処理を2重に行い相互確認することで、高い信頼性を確保している。 By doing as described above, an encoder incorporating a conventional displacement data transmission device can reliably detect an abnormality and notify the outside of the failure even if any one of the internal circuits fails. ing. In addition, the update count data CT and a 32-bit strong cyclic code ensure that even if the content of the position data communication frame is garbled due to noise or failure of the relay device, etc., up to the speed monitoring device 30 It is possible to detect on the speed monitoring device 30 side. Further, in the speed monitoring device 30, it mounted normal two microcomputers, by cross-validation is performed above process the double so as to ensure high reliability.

図4に示した従来の変位データ送信装置では、装置の信頼性を確保するために装置内部の異常を診断するためのマイクロコンピュータ13が必要であり、コストアップの要因となっていた。また、1つのマイクロコンピュータでは、マイクロコンピュータ自身の診断が十分にできないため、信頼性のレベルが若干低くなっていた。 In conventional displacement data transmission apparatus shown in FIG. 4, it is necessary to microcomputer 13 for diagnosing an abnormality in the apparatus in order to ensure the reliability of the apparatus, which is a factor of cost increase. Further, in one microcomputer, since the diagnosis of the microcomputer itself is not enough, the level of reliability were slightly lower.

別の方法として、2つの位置データを速度監視装置へ送信することにより、診断を速度監視装置が搭載する2つのマイクロコンピュータに行わせる方法がある。しかし、この方法では、異常を診断するためのマイクロコンピュータを不要とすることが可能だが、位置データ通信フレームのデータサイズが追加データ分増加する。また、通信データのビット量が増大すると、ビット化けの異常検出を確実に行うため、さらに巡回符号のビット数も増大させなければならないという問題があった。 Alternatively, by transmitting the two position data to the speed monitoring device, speed monitoring device diagnosis is a method of causing at two microcomputers mounted. However, in this method, it is possible to a microcomputer for diagnosing abnormal unnecessary, but the data size of the location data communication frame increases additional data content. Further, when the bit amount of communication data is increased, there is a problem that the number of bits of the cyclic code must be increased in order to reliably detect the error of the bit corruption.

このようなことから、低コストで通信データ量が少なく信頼性の高い変位データ送信装置が望まれていた。   For this reason, a highly reliable displacement data transmitting apparatus that is low in cost and has a small amount of communication data has been desired.

本発明は、上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、低コストで通信データ量が少なく信頼性の高い変位データ送信装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a displacement data transmitting apparatus that is low in cost and has a small amount of communication data and high reliability.

本発明に係る変位データ送信装置は、センサ信号から検出した変位データを、シリアル通信により外部へ送信する変位データ送信装置において、センサ信号を変位データに変換する変位データ変換手段であって、異常がない限り複数のセンサ信号を同一の変位データに変換する第1及び第2変位データ変換手段と、前記第1変位データ変換手段が変換した第1変位データを含まず、前記第2変位データ変換手段が変換した第2変位データを含む、前記第2変位データのビット数以上の巡回符号を生成する巡回符号生成手段と、前記第1変位データと前記巡回符号とを出力する出力手段と、を有することを特徴とする。   A displacement data transmitting apparatus according to the present invention is a displacement data transmitting means for transmitting displacement data detected from a sensor signal to the outside by serial communication, and is a displacement data converting means for converting the sensor signal into displacement data. First and second displacement data conversion means for converting a plurality of sensor signals into the same displacement data, and the second displacement data conversion means without the first displacement data converted by the first displacement data conversion means Comprises cyclic code generation means for generating a cyclic code having the number of bits of the second displacement data including the converted second displacement data, and output means for outputting the first displacement data and the cyclic code. It is characterized by that.

また、本発明に係る変位データ送信装置において、前記第1変位データ及び前記第2変位データの一方はNビット(Nは1以上の整数)のデータであり、他方はNよりも多いビット数のデータであり、前記変位データ変換手段は、前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値に基づき、前記Nよりも多いビット数のデータをNビットのデータに変換することが望ましい。   In the displacement data transmitting apparatus according to the present invention, one of the first displacement data and the second displacement data is N-bit data (N is an integer equal to or greater than 1), and the other has a bit number greater than N. The displacement data conversion means converts data having a number of bits larger than N into N-bit data based on the value of the upper N bits of the first displacement data and the second displacement data. Is desirable.

また、本発明に係る変位データ送信装置において、前記変位データ変換手段は、前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値が同一である場合は、前記Nよりも多いビット数のデータを、その上位Nビットのデータに変換し、前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値が異なる場合であって前記Nよりも多いビット数のデータの上位N+1ビット目のデータが1である場合は、前記Nよりも多いビット数のデータを、その上位Nビットのデータに1を加算したデータに変換し、前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値が異なる場合であって前記Nよりも多いビット数のデータの上位N+1ビット目のデータが0である場合は、前記Nよりも多いビット数のデータを、その上位Nビットのデータから1を減算したデータに変換することが望ましい。   Further, in the displacement data transmitting apparatus according to the present invention, the displacement data converting means is configured such that when the value of the upper N bits of the first displacement data and the second displacement data is the same, more bits than the N bits. The number of data is converted into data of the upper N bits, and the upper N bits of the first displacement data and the second displacement data are different from each other, and the upper bits of the data having the number of bits larger than N When the data of the (N + 1) th bit is 1, the data having the number of bits larger than N is converted into data obtained by adding 1 to the data of the upper N bits, and the first displacement data and the second displacement data If the value of the upper N + 1 bits of the data having a higher number of bits than N is 0, the data having the number of bits higher than N is changed. It is desirable to convert the high-order N bits of the data 1 to the data obtained by subtracting.

また、本発明に係る変位データ送信装置において、前記巡回符号生成手段は、さらに、前記出力手段が前記第1変位データ及び前記巡回符号を出力するごとにデータが変化する更新チェック用データを含めた巡回符号を生成してもよい。   Further, in the displacement data transmitting apparatus according to the present invention, the cyclic code generation means further includes update check data whose data changes each time the output means outputs the first displacement data and the cyclic code. A cyclic code may be generated.

また、本発明に係る変位データ送信装置において、前記巡回符号生成手段は、さらに、前記変位データ送信装置の異常時にデータが変化するステータスデータを含めた巡回符号を生成してもよい。   In the displacement data transmitting apparatus according to the present invention, the cyclic code generating means may further generate a cyclic code including status data whose data changes when the displacement data transmitting apparatus is abnormal.

本発明では、2つの変位データのうち、他方の変位データを巡回符号に変換して送信している。変位データのビット数以上の巡回符号から他方の変位データに変換することは可能なため、変位データと巡回符号を送信することは、2つの変位データを送信することとほぼ等価となる。これにより、従来技術と比較し、通信量を増大せずに2つの変位データの送信が可能となる。   In the present invention, of the two displacement data, the other displacement data is converted into a cyclic code and transmitted. Since it is possible to convert the cyclic code having the number of bits of the displacement data to the other displacement data, transmitting the displacement data and the cyclic code is almost equivalent to transmitting two displacement data. This makes it possible to transmit two pieces of displacement data without increasing the amount of communication compared to the conventional technique.

また、2つの変位データを巡回符号無しで、そのまま送信した場合は、2つの変位データの同じ桁の2つのビットが同時に変化しただけで、異常が検出できなくなる。これに対して、他方の変位データを適切な巡回符号に変換することによって、一方の変位データと巡回符号が同時に3ビット以上ビット化けした場合でも、異常検出が可能となる。   In addition, when two pieces of displacement data are transmitted without a cyclic code, an abnormality cannot be detected simply by changing two bits of the same digit in the two pieces of displacement data at the same time. On the other hand, by converting the other displacement data into an appropriate cyclic code, even if one displacement data and the cyclic code are simultaneously garbled by 3 bits or more, an abnormality can be detected.

また、速度監視装置側で、2つのマイクロコンピュータにより、それぞれ受信フレームの巡回符号による異常チェックを行えば、2つの変位データの異常チェックを二重に行ったことと等価になる。このため、変位データ送信装置側の異常を診断するためのマイクロコンピュータを不要とできる上、異常診断の信頼性レベルも二重化により向上できる。以上より、低コストで通信データ量が小さくかつ信頼性の高い変位データ送信装置を実現できる。 Further, in the speed monitoring device side, the two microcomputers, if each performed abnormality check by cyclic code of the received frame, the abnormality check of the two displacement data will be equivalent been to double. Therefore, on possible microcomputer for diagnosing abnormality of displacement data transmitting apparatus unnecessary, the abnormality diagnosis of the confidence level can also be improved by duplexing. As described above, it is possible to realize a displacement data transmitting apparatus that is low in cost, has a small amount of communication data, and has high reliability.

本発明の変位データ送信装置を組み込んだエンコーダのブロック図である。It is a block diagram of an encoder incorporating the displacement data transmitting apparatus of the present invention. 本発明の変位データ送信装置が出力する変位データの別の送信フレーム構造を示す図である。It is a figure which shows another transmission frame structure of the displacement data which the displacement data transmitter of this invention outputs. 3軸のモータを制御するNC制御システムのブロック図である。It is a block diagram of NC control system which controls a 3 axis motor. 従来の変位データ送信装置を組み込んだエンコーダの内部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the inside of the encoder incorporating the conventional displacement data transmitter. 図3のエンコーダが出力する変位データの送信フレームの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transmission frame of the displacement data which the encoder of FIG. 3 outputs.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図1において図4と同じ機能のものは同じ符号とし、その説明を省略する。また、異常が無い限り、図1のエンコーダの位置データPS1と位置データPS2との差は、位置データPS1の単位系で±0.25ビット未満であることを前提として本発明を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, components having the same functions as those in FIG. Further, as long as there is no abnormality, the present invention will be described on the assumption that the difference between the position data PS1 and the position data PS2 of the encoder in FIG. 1 is less than ± 0.25 bits in the unit system of the position data PS1.

図1で、変位量変換器14は、20ビットの位置データPS2の下位5ビット目(上位から16ビット目)と16ビット位置データPS1の上位から16ビット目に相当する最下位ビット(LSB)を比較し、同じ値の場合は、位置データPS2の上位16ビットをPS1‘として出力する。また、PS2の下位5ビット目とPS1の最下位ビットが異なり、PS2の下位4ビット目が1の場合、位置データPS2の上位16ビットに1を加算した値をPS1’として出力する。また、PS1の5ビット目とPS2の最下位ビットが異なり、PS1の下位4ビット目が0の場合、位置データPS2の上位16ビットに1を減算した値をPS1’として出力する。これらの変位量変換器14の処理により、位置データPS1と位置データPS2の差がPS1の単位系で±0.5ビットを超えない限り、位置データPS1’を位置データPS1の値に揃えることが可能である。また、PS2の下位5ビット目とPS1の最下位ビットが異なり、PS2の下位4ビット目と下位3ビット目が1と1又は、0と0以外は、2つの位置データにPS1の単位系で±0.25ビットを超える差が発生したと判断して、異常を示す信号ER3をステータスレジスタ10へ出力する。   In FIG. 1, the displacement amount converter 14 has a least significant bit (LSB) corresponding to the lower 5 bits (the 16th bit from the higher order) of the 20-bit position data PS2 and the upper 16th bit of the 16-bit position data PS1. If the values are the same, the upper 16 bits of the position data PS2 are output as PS1 ′. If the lower 5th bit of PS2 is different from the least significant bit of PS1, and the lower 4th bit of PS2 is 1, a value obtained by adding 1 to the upper 16 bits of position data PS2 is output as PS1 '. Further, when the fifth bit of PS1 is different from the least significant bit of PS2, and the lower fourth bit of PS1 is 0, a value obtained by subtracting 1 from the upper 16 bits of position data PS2 is output as PS1 '. By the processing of these displacement amount converters 14, the position data PS1 ′ can be aligned with the value of the position data PS1 unless the difference between the position data PS1 and the position data PS2 exceeds ± 0.5 bits in the unit system of PS1. Is possible. Also, the lower 5 bits of PS2 and the least significant bit of PS1 are different, and the lower 4th bit and lower 3rd bit of PS2 are 1 and 1, or other than 0 and 0, the two position data are in the unit system of PS1. It is determined that a difference exceeding ± 0.25 bits has occurred, and a signal ER3 indicating abnormality is output to the status register 10.

巡回符号生成器11は、データDSAとデータCTとデータSTSとデータPS1’の48ビットデータの巡回符号演算を行い32ビットの巡回符号CRCを生成する。送信指令回路15は、受信データ信号RXDが位置データ要求の場合、送信開始信号SDCを出力する。シリアル通信回路12は、送信開始信号SDCが入力されると、図4の従来と同様に、フレームの開始を示すコードSDを先頭につけ、データDSA、データSTS、データCT、データPS1、巡回符号CRCの順に一つの位置データ通信フレームとして、シリアル信号TXにより送信する。以上から、位置データPS1と位置データPS2のどちらかに異常が発生し、両者にPS1の単位系で±0.5ビット以上の差が生じた場合は、送信された位置データと巡回符号CRCが一致しないため、速度監視装置側で位置データの異常を検出することが可能である。   The cyclic code generator 11 performs a cyclic code operation on 48-bit data of data DSA, data CT, data STS, and data PS1 'to generate a 32-bit cyclic code CRC. The transmission command circuit 15 outputs a transmission start signal SDC when the reception data signal RXD is a position data request. When the transmission start signal SDC is input, the serial communication circuit 12 prefixes the code SD indicating the start of the frame with data DSA, data STS, data CT, data PS1, and cyclic code CRC, as in the conventional case of FIG. Are transmitted by serial signal TX as one position data communication frame. From the above, if an abnormality occurs in either the position data PS1 or the position data PS2 and a difference of ± 0.5 bits or more occurs in the PS1 unit system, the transmitted position data and the cyclic code CRC are Since they do not match, it is possible to detect an abnormality in the position data on the speed monitoring device side.

なお、図1の実施例では、PS1’を巡回符号生成器11に入力し、PS1を送信用データとしたが、PS1を巡回符号生成器11に入力し、PS1’を送信用データとしてもよい。また、巡回符号生成器11により生成される巡回符号のサイズを32ビットとしたが、例えば、シリアル通信回路12側に通信フレームの末尾に送信データの16ビット巡回符号FCを自動付加する専用の16ビット巡回符号生成回路を内蔵している場合、巡回符号生成器11を32ビットから16ビットの巡回符号生成器に換えて、図2に示すような位置データ通信フレームとしても良い。この場合、巡回符号CRCと巡回符号FCの異常検出パターンによって、異常原因が通信によるものかそれ以外かの特定が容易となるメリットがある。その他、複数のセンサ信号を出力するセンサとして、磁気センサを例に示したが、光センサや巻線などの電磁センサや、その他のセンサでも実現が可能である。また、実施例では、位置データを送信する変位データ送信装置について述べたが、速度、加速度、温度、圧力、放射線量等の他の変位データを送信する変位データ送信装置でも実現可能である。   In the embodiment of FIG. 1, PS1 ′ is input to the cyclic code generator 11 and PS1 is used as transmission data. However, PS1 may be input to the cyclic code generator 11 and PS1 ′ may be used as transmission data. . The size of the cyclic code generated by the cyclic code generator 11 is 32 bits. For example, a dedicated 16-bit cyclic code FC for transmission data is automatically added to the end of the communication frame on the serial communication circuit 12 side. When a bit cyclic code generation circuit is built in, the cyclic code generator 11 may be replaced with a 32-bit to 16-bit cyclic code generator to obtain a position data communication frame as shown in FIG. In this case, there is an advantage that the abnormality detection pattern of the cyclic code CRC and the cyclic code FC can easily identify whether the cause of the abnormality is due to communication or not. In addition, a magnetic sensor is shown as an example of a sensor that outputs a plurality of sensor signals. However, an electromagnetic sensor such as an optical sensor or a winding or other sensors can be realized. In the embodiment, the displacement data transmitting device that transmits position data has been described. However, the displacement data transmitting device that transmits other displacement data such as velocity, acceleration, temperature, pressure, and radiation dose can also be realized.

なお、上記では、速度監視専用の位置データ通信フレームについてのみ説明したが、実際のエンコーダは、速度監視専用の位置データ通信フレーム以外に、モータ制御装置からの指令により、高分解能な位置データPS2を含んだモータ制御専用の位置データ通信フレームも送信する。   In the above description, only the position data communication frame dedicated to speed monitoring has been described. However, in addition to the position data communication frame dedicated to speed monitoring, the actual encoder receives high-resolution position data PS2 in response to a command from the motor control device. The position data communication frame dedicated for motor control is also transmitted.

1 入力軸、2 円板、3,4,5 磁気センサ、6,7 位置変換器、8 フレームアドレスレジスタ、9 更新カウンタ回路、10 ステータスレジスタ、11 巡回符号生成器、12 シリアル通信回路、13 マイクロコンピュータ、14 変位量変換器、15 送信指令回路、20 NC制御装置、21,22,23 モータ制御装置、24,25,26 モータ、27,28,29 エンコーダ、30 速度監視装置。   1 input shaft, 2 disc, 3, 4, 5 magnetic sensor, 6, 7 position converter, 8 frame address register, 9 update counter circuit, 10 status register, 11 cyclic code generator, 12 serial communication circuit, 13 micro Computer, 14 Displacement converter, 15 Transmission command circuit, 20 NC control device, 21, 22, 23 Motor control device, 24, 25, 26 Motor, 27, 28, 29 Encoder, 30 Speed monitoring device.

Claims (5)

複数のセンサ信号から検出した変位データを、シリアル通信により外部へ送信する変位データ送信装置において、
複数のセンサ信号を変位データに変換する変位データ変換手段であって、異常がない限り複数のセンサ信号を同一の変位データに変換する第1及び第2変位データ変換手段と、
前記第1変位データ変換手段が変換した第1変位データを含まず、前記第2変位データ変換手段が変換した第2変位データを含む、前記第2変位データのビット数以上の巡回符号を生成する巡回符号生成手段と、
前記第1変位データと前記巡回符号とを出力する出力手段と、
を有することを特徴とする変位データ送信装置。
In a displacement data transmission device that transmits displacement data detected from a plurality of sensor signals to the outside by serial communication,
Displacement data conversion means for converting a plurality of sensor signals into displacement data, and first and second displacement data conversion means for converting the plurality of sensor signals into the same displacement data as long as there is no abnormality,
A cyclic code not including the first displacement data converted by the first displacement data conversion means and including the second displacement data converted by the second displacement data conversion means is generated with a bit number greater than or equal to the number of bits of the second displacement data. Cyclic code generation means;
Output means for outputting the first displacement data and the cyclic code;
Displacement data transmitting apparatus characterized by comprising:
前記第1変位データ及び前記第2変位データの一方はNビット(Nは1以上の整数)のデータであり、他方はNよりも多いビット数のデータであり、
前記変位データ変換手段は、前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値に基づき、前記Nよりも多いビット数のデータをNビットのデータに変換する、
ことを特徴とする請求項1記載の変位データ送信装置。
One of the first displacement data and the second displacement data is N-bit data (N is an integer of 1 or more), and the other is data having a bit number larger than N,
The displacement data conversion means converts data having a number of bits larger than N into N-bit data based on the value of the upper N bits of the first displacement data and the second displacement data.
The displacement data transmitting apparatus according to claim 1.
前記変位データ変換手段は、
前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値が同一である場合は、前記Nよりも多いビット数のデータを、その上位Nビットのデータに変換し、
前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値が異なる場合であって前記Nよりも多いビット数のデータの上位N+1ビット目のデータが1である場合は、前記Nよりも多いビット数のデータを、その上位Nビットのデータに1を加算したデータに変換し、
前記第1変位データ及び前記第2変位データの上位Nビット目の値が異なる場合であって前記Nよりも多いビット数のデータの上位N+1ビット目のデータが0である場合は、前記Nよりも多いビット数のデータを、その上位Nビットのデータから1を減算したデータに変換する、
ことを特徴とする請求項2に記載の変位データ送信装置。
The displacement data conversion means includes
If the value of the upper N bits of the first displacement data and the second displacement data is the same, the data having a number of bits larger than N is converted into the upper N bits of data,
If the value of the upper N bits of the first displacement data and the second displacement data is different and the data of the upper N + 1 bits of the data having a larger number of bits than N is 1, Is converted into data obtained by adding 1 to the data of the upper N bits,
If the value of the upper N bits of the first displacement data and the second displacement data are different, and the data of the upper N + 1 bits of the data having a larger number of bits than N is 0, the N Converting the data having a larger number of bits into data obtained by subtracting 1 from the data of the upper N bits,
The displacement data transmitting apparatus according to claim 2.
前記巡回符号生成手段は、さらに、前記出力手段が前記第1変位データ及び前記巡回符号を出力するごとにデータが変化する更新チェック用データを含めた巡回符号を生成する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の変位データ送信装置。
The cyclic code generation means further generates a cyclic code including update check data whose data changes each time the output means outputs the first displacement data and the cyclic code.
The displacement data transmitting apparatus according to claim 1, wherein
前記巡回符号生成手段は、さらに、前記変位データ送信装置の異常時にデータが変化するステータスデータを含めた巡回符号を生成する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の変位データ送信装置。
The cyclic code generation means further generates a cyclic code including status data whose data changes when the displacement data transmitting apparatus is abnormal.
5. The displacement data transmitting device according to claim 1, wherein
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