JP2001310281A - コンフィギュレーション取得方法並びに状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のサブ・コントローラを１本のシリアル
転送路上にデイジーチェーン接続した場合において、各
サブ・コントローラにアドレス割り当てを行う。 【解決手段】 主コントローラは軸数パラメータの初期
値ゼロを書き込んで送出する。各サブ・コントローラ
は、シリアル転送路上の接続順に従って軸指定コマンド
を受信して、軸数パラメータを１ずつインクリメントす
るとともに、自分自身が更新した軸数パラメータを自分
の軸番号をアドレス情報として記憶保持する。また、主
コントローラは、軸指定コマンドの戻り値によって、シ
リアル転送路上のサブ・コントローラ数をコンフィギュ
レーション情報として取得する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の装置で構成
されるシステムにおける各装置のアドレス指定及びシス
テムのコンフィギュレーション取得を行う方式に係り、
特に、複数のコントローラが単一の転送路上にシリアル
接続して構成されるシステムにおける各コントローラの
アドレス指定及びシステムのコンフィギュレーション取
得を行う方式に関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、１つの主コント
ローラが複数のサブ・コントローラをシリアル接続して
構成されるシステムにおける各サブ・コントローラに対
するアドレス指定及びシステムのコンフィギュレーショ
ンを行う方式に係り、特に、単一の転送路上にシリアル
接続された各サブ・コントローラに対してアドレスを割
り当てるとともに、アドレスを用いて各サブ・コントロ
ーラにコマンドを発行し、さらには転送路上の各サブ・
コントローラの状態検出を行う方式に関する。

【０００３】

【従来の技術】電気電子機器における制御系統の１つと
して、ある１つのコントローラが他の複数のコントロー
ラを統括的にコントロールするという形態が挙げられ
る。例えば、多関節型ロボットの場合、各関節アクチュ
エータ毎にその駆動制御を行うサブ・コントローラを配
備するとともに、各関節アクチュエータを同期協調的に
動作するための主コントローラが設けられ、各駆動コン
トローラは主コントローラの制御下に置かれる。

【０００４】このような制御系統における、主コントロ
ーラと複数のサブ・コントローラとの接続方式として
は、スター型、バス型、デイジーチェーン型などが挙げ
られる（図１を参照のこと）。

【０００５】このうち、スター型接続では、それぞれの
サブ・コントローラは、主コントローラにローカル接続
される。このため、主コントローラは、システム全体に
必要なサブ・コントローラの個数だけ接続ポート又は通
信ラインを持たなければならず、システムの拡張性に欠
ける。また、主コントローラ周辺における配線密度が高
まり、機器の設計や組立が複雑になる。

【０００６】また、スター型接続では、主コントローラ
は、各サブ・コントローラ毎にコマンドを発行しなけれ
ばならないので、例えば多関節型ロボットに適用した場
合には、すべての関節アクチュエータに対して指示値が
行き渡るまでに時間を要してしまう。

【０００７】バス型接続による場合も、主コントローラ
は各サブ・コントローラ毎にアクセスしなければなら
ず、例えば多関節型ロボットに適用した場合には、すべ
ての関節アクチュエータに対して指示値が行き渡るまで
に時間を要してしまう。

【０００８】これに対し、デイジーチェーン型すなわち
複数のコントローラを単一の転送路でシリアル接続する
場合、主コントローラは１つのサブ・コントローラに対
する接続ポートを用意するだけで、他のサブ・コントロ
ーラを順次接続していくことができる。このため、主コ
ントローラ周りの配線設計が簡素化されるとともに、シ
ステムの拡張性に優れている。また、主コントローラか
らの送信データ・フレームはデイジーチェーンのダウン
ストリームに向かって各サブ・コントローラに順次伝達
されるので、主コントローラは、１回のコマンド発行だ
けですべてのサブ・コントローラにコマンドを行き渡ら
せることができる。

【０００９】例えば、本出願人に既に譲渡されている特
願２０００−１０７７９９号明細書には、複数の関節ア
クチュエータの駆動コントローラをシリアル・インター
フェースによってデイジーチェーン接続して構成される
アクチュエータ駆動制御方式について開示されている。
同明細書に記載されるようなデイジーチェーン接続方式
は、例えば、２足歩行ロボットのような多軸駆動系の機
械装置を主コントローラと複数の駆動制御部で構成する
場合において、特に好適に適用することができる。

【００１０】各駆動制御部は１セットのデータ入力部と
１セットのデータ出力部とを有する。さらに、隣接する
駆動制御部の間は、一方のデータ出力部と他方のデータ
入力部とが連結することで、駆動系全体では１本のシリ
アル転送路によってすべてのコントローラが接続された
デイジーチェーン接続構成となる。各データ入出力は、
シリアルバス・インターフェースを用いて構成すること
ができる。このような駆動系におけるデイジーチェーン
の先端は、主コントローラのデータ出力部に連結され、
また、デイジーチェーンの後端は、主コントローラにル
ープ・バックされている。このようなデイジーチェーン
接続又はシリアル接続構成においては、各駆動系に対す
る指示データはいわゆるバケツ・リレー方式で転送され
る。同期制御を実現するためには、各駆動系は、指示デ
ータを受信後は一旦待機して、主コントローラからの同
期用制御クロック信号を入力することで各々の制御同期
を同一にし、指示データの処理を同期的に実行すること
ができる。この結果、各駆動制御部は同期協調的に動作
することができる。

【００１１】しかしながら、単一の転送路を用いたデイ
ジーチェーン接続又はシリアル接続方式における問題点
の１つとして、主コントローラは、各サブ・コントロー
ラに対してアドレスを割り当てなければならないことが
挙げられる。例えば、主コントローラは、１以上のサブ
・コントローラに宛てたコマンドを含んだデータ・フレ
ームを転送路上に送出しても、互いにアドレスが不明で
は、データ・フレームを受信する各サブ・コントローラ
側はコマンドが自分に宛てられたものかどうかを判別す
ることができない。

【００１２】例えば、データ・フレーム伝送用の通信ラ
イン以外の周辺装置を使って各サブ・コントローラにア
ドレスを割り付けるとともに、主コントローラにアドレ
ス情報を認識させるというアドレス割り当て方式も容易
に想到される。しかし、このような場合、機器（例えば
関節アクチュエータに使用されるモータ）の互換性が損
なわれる。

【００１３】システムの接続状態が動的に変動する場
合、例えば、転送路上にデイジーチェーン接続又はシリ
アル接続されているサブ・コントローラの接続順を動的
に変更する場合や、あるいは、単一の転送路上に配置さ
れた複数のサブ・コントローラのうち一部を他のコント
ローラと置き換えた場合や、転送路上のサブ・コントロ
ーラ数が変動するような場合においては、再度アドレス
割り当てを行うなどのシステムのコンフィギュレーショ
ン再設定を行う必要がある。

【００１４】より具体的に言えば、デイジーチェーン接
続方式を多関節型ロボットの駆動制御系統に適用した場
合には、一部の関節アクチュエータを修理・交換したよ
うなときに、アドレスを再度割り当てるなどのコンフィ
ギュレーションの再設定を行う必要がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
の装置で構成されるシステムにおける各装置のアドレス
指定及びシステムのコンフィギュレーション取得を行う
ことができる、優れた方式を提供することにある。

【００１６】本発明の更なる目的は、複数のコントロー
ラが単一の転送路上にシリアル接続して構成されるシス
テムにおける各コントローラのアドレス指定及びシステ
ムのコンフィギュレーション取得を行うことができる、
優れた方式を提供することにある。

【００１７】本発明の更なる目的は、１つの主コントロ
ーラが複数のサブ・コントローラをシリアル接続して構
成されるシステムにおける各サブ・コントローラに対す
るアドレス指定及びシステムのコンフィギュレーション
を行うことができる、優れた方式を提供することにあ
る。

【００１８】本発明の更なる目的は、単一の転送路上に
シリアル接続された各サブ・コントローラに対してアド
レスを割り当てるとともに、アドレスを用いて各サブ・
コントローラにコマンドを発行し、さらには単一の転送
路上においてシリアル接続された各サブ・コントローラ
の状態検出を容易に行うことができる、優れた方式を提
供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を参
酌してなされたものであり、その第１の側面は、１つの
主コントローラが複数のサブ・コントローラをシリアル
接続して構成されるシステムにおいて各サブ・コントロ
ーラに対するアドレスを割り当てるコンフィギュレーシ
ョン取得方法であって、（ａ）前記主コントローラが初
期値に設定された軸数パラメータ・フィールドを含む軸
指定コマンドを送出するステップと、（ｂ）シリアル接
続された各サブ・コントローラが、接続順に従って前記
軸指定コマンドを受信して、軸数パラメータを所定値だ
けインクリメントして送出するステップと、（ｃ）前記
主コントローラがシリアル接続された最後尾のサブ・コ
ントローラから戻された前記軸指定コマンドを受信し
て、軸数パラメータ値によって前記システムのコンフィ
ギュレーションを取得するステップと、を具備すること
を特徴とするコンフィギュレーション取得方法である。

【００２０】本発明の第１の側面に係るコンフィギュレ
ーション取得方法において、前記ステップ（ｂ）では、
各サブ・コントローラは自身がインクリメントした軸数
パラメータ値を自己のアドレス情報として記録保持する
ようにしてもよい。

【００２１】また、コンフィギュレーション取得方法
は、（ｄ）前記主コントローラが、軸数パラメータを用
いて特定のサブ・コントローラを指定したコマンドを送
信するステップと、（ｅ）シリアル接続された各サブ・
コントローラが接続順に従って該コマンドを順次転送す
るとともに、軸数パラメータに対応するサブ・コントロ
ーラは該コマンドを処理するステップと、をさらに備え
ていてもよい。

【００２２】また、本発明の第２の側面は、１つの主コ
ントローラが複数のサブ・コントローラをアドレス情報
に従ってシリアル接続して構成されるシステムにおいて
各サブ・コントローラの状態を検出する状態検出方法で
あって、（ｉ）前記主コントローラが初期値に設定され
た状態パラメータ・フィールドを含む状態要求コマンド
を送出するステップと、（ｊ）シリアル接続された各サ
ブ・コントローラが、接続順に従って前記状態要求コマ
ンドを受信して、前記状態パラメータ・フィールド中で
自己のアドレスに対応する場所に自己の状態検出結果を
書き込んで送出するステップと、を具備することを特徴
とする状態検出方法である。

【００２３】本発明の第２の側面に係る状態検出方法に
おいて、前記主コントローラは、シリアル接続された最
後尾のサブ・コントローラから戻された状態要求コマン
ドを受信して、その状態パラメータ値によって各サブ・
コントローラにおける状態を判断することができる。

【００２４】また、前記状態パラメータ・フィールドは
シリアル接続されたサブ・コントローラの個数以上のビ
ット長を有してもよい。このような場合、シリアル接続
された各サブ・コントローラは、前記状態パラメータ中
で自己のアドレスに対応するビット位置を使用すること
ができる。また、主コントローラは、最後尾のサブ・コ
ントローラから戻された前記状態要求コマンドを受信し
て、状態パラメータ値に基づいてエラーを発生したサブ
・コントローラの場所を容易に特定することができる。

【００２５】

【作用】本発明によれば、図３に示すように（後述）、
主コントローラから出力される送信データ・フレームが
すべてのサブ・コントローラすなわち駆動コントローラ
を経由して主コントローラに戻されるように、各サブ・
コントローラをシリアル状に連結した単一の転送路が構
成されている。

【００２６】したがって、主コントローラがすべてのサ
ブ・コントローラに対してコマンドを行き渡らせるため
には、各サブ・コントローラ毎にコマンドを送出する必
要はなく、１回のコマンド送信を行うだけでよい。ま
た、転送路上の各サブ・コントローラからコマンド処理
結果を受信することができる。

【００２７】本発明に係る転送路によって各コントロー
ラをデイジーチェーン接続又はシリアル接続した場合、
主コントローラがコマンド送信してからコマンド処理結
果を取得するまでの所要時間が短縮するとともに主コン
トローラの処理負荷が軽減され、ひいてはシステム全体
としての制御演算が高速化され、信頼性の向上につなが
る。

【００２８】単一の転送路によってデイジーチェーン接
続又はシリアル接続するコントローラ数が多くなるほ
ど、かかる本発明の効果は大きくなる。例えば、主コン
トローラが制御下に置くサブ・コントローラの個数をＮ
個とした場合、すべてのサブ・コントローラに対して送
信コマンドを行き渡らせるとともにコマンド処理結果を
受信するために要するトランザクション回数Ｍを考察し
てみた場合、スター型接続（図１（ａ））あるいはバス
型接続（図１（ｂ））によれば、Ｍ＝２Ｎ（すなわち個
萬送信と受信に各Ｎ回）であるのに対して、デイジーチ
ェーン接続（図１（ｃ））によればＭ＝Ｎ＋１で済む
（図１０を参照のこと）。

【００２９】他方、複数のサブ・コントローラを１本の
転送路上にデイジーチェーン接続又はシリアル接続した
場合、コマンド送受信を行うためには、各サブ・コント
ローラにアドレス割り当てを行う必要がある。

【００３０】本発明によれば、アドレス割り当て及びコ
ンフィギュレーション取得のために、単一の転送路上で
１回の軸指定コマンド転送トランザクションを実行すれ
ばよい。軸指定コマンドは軸数パラメータ・フィールド
を含んでおり、主コントローラは軸数パラメータの初期
値ゼロを書き込んで送出する。各サブ・コントローラ
は、デイジーチェーン接続された順番に従って軸指定コ
マンドを受信して、軸数パラメータを１ずつインクリメ
ントするとともに、自分自身が更新した軸数パラメータ
を自分の軸番号すなわちアドレス情報として記憶保持し
ておく。また、主コントローラは、軸指定コマンドに対
する戻り値によって、転送路上にデイジーチェーン接続
又はシリアル接続されているサブ・コントローラの総数
すなわち軸数をコンフィギュレーション情報として取得
することができる。

【００３１】コンフィギュレーションを取得した以降
は、主コントローラは、軸番号を指定することで、転送
路上で特定のサブ・コントローラに宛てたコマンドを発
行することができる。一方のサブ・コントローラ側も、
送信データ・フレーム中の軸番号フィールドを参照する
ことで、自分宛てのコマンドか否かを判断することがで
きる。自分自身に対して発行されたコマンドであれば、
その内容を読み取り、コマンドに従った処理（例えば関
節アクチュエータの駆動や制御パラメータの変更など）
を施す。また、コマンド処理結果を送信データ・フレー
ムに付加して送出するようにしてもよい。

【００３２】また、主コントローラが各サブ・コントロ
ーラの状態を知りたいときには、状態要求コマンドを転
送路上に１回送出するだけでよい。状態要求コマンドは
転送路上にシリアル接続されたサブ・コントローラの個
数以上のビット長を持つ状態パラメータ・フィールドを
含んでおり、各サブ・コントローラに対して接続順に従
ったビット位置が割り当てられている。各サブ・コント
ローラは、状態要求コマンドを受信すると、自己の状態
を検出して、該検出結果に応じた値を該当するビット位
置に書き込む。この結果、主コントローラは、状態要求
コマンドの戻り値に基づいて、どのサブ・コントローラ
にエラーが発生しているかを判定することができる。

【００３３】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下では、複数のコントローラ間
を転送路によってデイジーチェーン接続又はシリアル接
続する方式を多関節型ロボットに適用した場合を例にと
って、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳
解する。

【００３５】図２には、本実施例に係るロボット１の制
御系統のハードウェア構成を模式的に示している。

【００３６】ロボット１は、例えば左右の両腕、両足、
頭部、体幹部など各部ユニットからなる２足歩行型の脚
式ロボットである。同図に示すように、左右の各腕部ユ
ニットや、左右の脚部ユニット、体幹部ユニットなど、
各部ユニット毎に関節動作を一元的に管理する主コント
ローラ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…が配備されている。ま
た、ロボット１全体の協調動作は、中央制御ユニット１
０の制御下に置かれている。

【００３７】中央制御ユニット１０は、ロボット１の行
動を決定する。例えば、外部環境の変化に応じてロボッ
ト１における情緒判断や感情表現などの思考を制御した
り、かかる思考結果などに基づいて四肢や体幹部におい
て表出する動作を決定する。そして、動作を実現するた
めの指令を、ロボット１の全身に分散して配置されたそ
れぞれの主コントローラ１１Ａ，１１Ｂ…に転送する。
中央制御ユニット１０と主コントローラ１１Ａ，１１Ｂ
…間を相互接続する通信媒体は、例えばＵＳＢ（Univer
sal Serial Bus）などの当業界において汎用的なバス・
インターフェースで構成することができる。

【００３８】但し、中央制御ユニット１０の構成や動作
特性、並びに中央制御ユニット１０と各コントローラ１
１Ａ，１１Ｂ…間の通信手段は、本発明の要旨とは直接
関連しないので、本明細書ではこれ以上説明しない。

【００３９】腕や脚など各部ユニットは、複数の関節ア
クチュエータを含んでいる。例えば、腕部であれば、肩
関節アクチュエータ、肘関節アクチュエータ、手首関節
アクチュエータを含み、脚部であれば、股関節アクチュ
エータ、膝関節アクチュエータ、足首関節アクチュエー
タを含んでいる。また、各関節部では、ロール軸、ピッ
チ軸、ヨー軸のうち２以上の関節軸アクチュエータが配
備されることもある。

【００４０】それぞれの関節アクチュエータ２２におけ
る回転角度や回転速度などの駆動は、そのアクチュエー
タに連結された駆動コントローラ２１によって制御され
る。

【００４１】各部ユニット内には、当該ユニット内の動
作を統括的に制御する主コントローラ１１Ａ，１１Ｂ…
が配置されており、言い換えれば、サブ・コントローラ
に相当する各駆動コントローラ２１Ａ−１，２１Ａ−２
…，２１Ｂ−１，２１Ｂ−２…は、主コントローラ１１
Ａ，１１Ｂ…の制御下に置かれる。

【００４２】図３に示すように、各部ユニット内では、
主コントローラ１１と１以上の駆動コントローラ２１…
とは、単一転送路によってデイジーチェーン方式又はシ
リアル方式で接続されている。すなわち、主コントロー
ラ１１Ｋの送信ポートは、デイジーチェーンのダウンス
トリームに向かって１段目の駆動コントローラ２１Ｋ−
１の受信ポートに接続され、同駆動コントローラ２１Ｋ
−１の送信ポートは２段目の駆動コントローラ２１Ｋ−
２の受信ポートに接続され、以下同様の接続形態が繰り
返される。また、図２には示していないが、デイジーチ
ェーンの最後尾に配置された駆動コントローラ２１Ｋ−
Ｎの送信ポートは、主コントローラ１１Ｋの受信ポート
に接続されている。

【００４３】次いで、図２に示すようなハードウェア構
成を備えたロボット１における動作特性について説明す
る。

【００４４】中央制御ユニット１０からは、各部ユニッ
トの主コントローラ２１に対して、各関節における動作
指示（例えば、それぞれの関節アクチュエータにおける
回転角度や回転速度、制御パラメータなど）を送信す
る。

【００４５】これに対し、主コントローラ１１側では、
さらに、自身にデイジーチェーン接続されたそれぞれの
駆動コントローラ２１−１，２１−２…に対して、関節
アクチュエータの回転角度、回転速度、制御パラメータ
などの指示値を含んだデータ・フレームを送信する。

【００４６】さらに各駆動コントローラ２１は、デイジ
ーチェーン接続された順序通りにデータ・フレームを受
信するが、自分自身に該当する指示値のみを受け取っ
て、アクチュエータの駆動制御を行う必要がある。

【００４７】そのためには、中央制御ユニット１０から
のコマンドを実行する以前に、主コントローラ１１は、
自身にデイジーチェーン接続されている駆動コントロー
ラ２１の個数（すなわち当該ユニット内の軸数）を把握
しておく必要がある。また、各駆動コントローラ２１
は、デイジーチェーン上の第何番目に接続されているの
か（すなわち当該ユニット内におけるアドレス）を認識
しておく必要がある。言い換えれば、主コントローラ１
１とこれにシリアル接続された複数の駆動コントローラ
２１で構成される制御システム内でのコンフィギュレー
ションをあらかじめ設定しておく必要がある。

【００４８】本実施例では、各部ユニットにおいてコン
フィギュレーション設定を行うために、「軸指定コマン
ド」を定義している。図４には、軸指定コマンドを転送
するデータ・フレームのフォーマット例を図解してい
る。同図に示すように、このデータ・フレームは４個の
フィールドで構成され、フレームの先頭から第１フィー
ルドはコマンド指定に、第２フィールドは軸数パラメー
タに、第３フィールドはチェックサム（ＹＹ）に、最終
フィールドは終了コード（ＺＺ）に、それぞれ使用され
る。

【００４９】コマンド指定フィールドに所定の数値を書
き込むことで、コマンドを指定することができる。本実
施例では、軸指定コマンドにコマンド番号００が与えら
れている。

【００５０】また、軸数パラメータは、初期値すなわち
主コントローラ１１から送出時には００が書き込まれ
る。駆動コントローラ２１は、軸指定コマンドを受け取
ると、逐次この軸数パラメータを１ずつインクリメント
するとともに、インクリメントした値を自分自身の軸番
号として記憶保持しておく。この結果、各駆動コントロ
ーラ２１は、自分がデイジーチェーン上の第何番目の軸
であるか、すなわち当該ユニット内における軸番号をア
ドレス情報として認識することができる。

【００５１】図５には、軸指定コマンドが主コントロー
ラ１１から発行され、データ・フレーム中の軸数パラメ
ータが各駆動コントローラにおいてインクリメントされ
ていく様子を模式的に示している。各駆動コントローラ
２１−１，２１−２…は、軸数パラメータを１ずつイン
クリメントするとともに、その値を自分の軸番号すなわ
ちアドレス情報として記憶保持しておく。また、デイジ
ーチェーンの最後尾に配置された駆動コントローラの出
力ポートは、主コントローラ１１の入力ポートに接続さ
れている。したがって、主コントローラ１１は、送信フ
レームに対する戻り値として、転送路上に存在する軸数
を把握することができる。

【００５２】例えば、ロボット１を電源投入・初期化時
に、軸指定コマンドを発行することで、主コントローラ
１１は、オペレーション開始前に自己の制御下にあるユ
ニット内のコンフィギュレーションを取得することがで
きる。また、電源投入時だけでなくオペレーション中で
あっても、中央制御ユニット１０側から要求があったと
きなど、所定の事象の発生に応じて適宜軸指定コマンド
を発行するようにしてもよい。

【００５３】コンフィギュレーションを取得した以降
は、主コントローラ１１は、軸番号を指定することで、
転送路上の特定の駆動コントローラに宛てたコマンドを
発行することができる。一方の駆動コントローラ側も、
送信データ・フレーム中の軸番号フィールドを参照する
ことで、自分宛てのコマンドか否かを判断することがで
きる。自分自身に対して発行されたコマンドであれば、
その内容を読み取り、コマンドに従った処理（例えば関
節アクチュエータの駆動や制御パラメータの変更など）
を施す。また、コマンド処理結果を送信データ・フレー
ムに付加して送出するようにしてもよい。

【００５４】図６には、一般コマンドを転送するデータ
・フレームのフォーマット例を図解している。この例の
送信コマンドは、５個のフィールドからなるデータ・フ
レームで構成され、フレームの先頭から第１フィールド
はコマンド指定に、第２フィールドは軸番号指定に、第
３フィールドはパラメータ指定に、第４フィールドはチ
ェックサムに、最終フィールドは終了コードに、それぞ
れ使用される。同図に示す例では、第２フィールドには
軸番号０２が書き込まれており、したがって、第２番目
の駆動アクチュエータ２１−２に対して、コマンド番号
０１で指定されるコマンドとパラメータＸＸを送信する
ためのデータ・フレームである。

【００５５】図７には、図６に示す一般コマンドが主コ
ントローラ１１から発行されて、ユニット内の転送路上
を逐次転送されていく様子を模式的に示している。同図
に示すように、軸番号０２に該当しない駆動コントロー
ラは、データ・フレームを受信しても、コマンドを読み
飛ばし、次の駆動コントローラに向けてそのまま送出す
るだけである。これに対し、軸番号０２に該当する駆動
コントローラ２１−２では、指示コマンド０１と指示バ
ラメターＸＸに相当する処理を実行する。処理結果をデ
ータ・フレームに付加して後続の駆動コントローラ２１
−３に送出するようにしてもよい。

【００５６】また、図８には、主コントローラ１０が、
当該ユニット内の状態を把握したいときに発行する状態
要求コマンドを転送するデータ・フレームのフォーマッ
ト例を図解している。この例の送信コマンドは、４個の
フィールドからなるデータ・フレームで構成され、フレ
ームの先頭から第１フィールドはコマンド指定に、第２
フィールドは状態パラメータ指定に、第３フィールドは
チェックサムに、最終フィールドは終了コードに使用さ
れている。

【００５７】状態パラメータ・フィールドは、各駆動コ
ントローラ２１−１，２１−２…が自身の状態（すなわ
ち正常状態か又はエラー発生状態か）を書き込むために
使用される。より具体的には、状態パラメータ・フィー
ルドは、当該ユニットの駆動コントローラ数すなわち軸
数Ｎ以上のビット長を有しており、シリアル接続された
順番に従って最下位桁から１ビットずつ各駆動コントロ
ーラ２１−１，２１−２…に対して割り当てられてい
る。

【００５８】状態パラメータ・フィールドの初期値（す
なわち、主コントローラ１１から送出時）はゼロに設定
される。各駆動コントローラ２１−１，２１−２…は、
状態要求コマンドを受け取ると、自身の状態を判断し
て、エラーを検出したときには１を該当するビット位置
に書き込むようになっている。ここで言うビット位置
は、軸指定コマンド処理において記憶保持している軸番
号に対応する。

【００５９】図９には、図８に示す状態要求コマンドが
主コントローラ１１から発行されて、ユニット内の転送
路上を逐次転送されていく様子を模式的に示している。
同図に示すように、データ・フレームが主コントローラ
１１を送出した直後の状態パラメータ指定フィールドに
は、初期値００ｈが書き込まれている。エラー発生を検
出しない駆動コントローラ２１−１…は、状態パラメー
タ指定フィールド中の該当ビット位置に変更を加えな
い。これに対し、エラー発生を検出した駆動コントロー
ラ２１−２は、該当するビット位置すなわち２桁目に１
を書き込み、この結果、状態パラメータは０２ｈに変更
する。主コントローラ１１は、状態要求コマンドに対す
る戻り値として０２ｈを受信し、これに基づいて転送路
上の第２番目の軸すなわち駆動コントローラ２１−２に
おいてエラーが発生していることを把握することができ
る。

【００６０】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。

【００６１】本明細書では、多関節型ロボットの関節ア
クチュエータ駆動用の各サブ・コントローラの相互接続
方式に適用した場合を例にとって本発明の実施形態につ
いて説明したが、本発明の要旨はこれに限定されない。
すなわち、複数コントローラ構成で構成される他のタイ
プの機械装置に対しても、本発明を同様に適用すること
ができる。

【００６２】要するに、例示という形態で本発明を開示
してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。
本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許
請求の範囲の欄を参酌すべきである。

【００６３】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
１つの主コントローラが複数のサブ・コントローラをシ
リアル接続して構成されるシステムにおいて各サブ・コ
ントローラに対するアドレス指定及びシステムのコンフ
ィギュレーションを行うことができる、優れた方式を提
供することができる。

【００６４】また、本発明によれば、単一の転送路上に
シリアル接続されている各サブ・コントローラに対して
アドレスを割り当てるとともに、アドレスを用いて各サ
ブ・コントローラにコマンドを発行し、さらには転送路
上の各サブ・コントローラの状態検出を容易に行うこと
ができる、優れた方式を提供することができる。

【００６５】本発明によれば、図３に示すように、主コ
ントローラから出力される送信データ・フレームがすべ
てのサブ・コントローラすなわち駆動コントローラを経
由して主コントローラに戻されるようにシリアル接続さ
れた転送路が構成されている。主コントローラがすべて
のサブ・コントローラに対してコマンドを行き渡らせる
ためには、各サブ・コントローラ毎にコマンドを送出す
る必要はなく、１回のコマンド送信を行うだけでよい。
また、主コントローラは、転送路上にシリアル接続され
た各サブ・コントローラからコマンド処理結果を受信す
ることができる。したがって、主コントローラがコマン
ド送信してからコマンド処理結果を取得するまでの所要
時間が短縮するとともに主コントローラの処理負荷が軽
減され、ひいてはシステム全体としての制御演算が高速
化されて、システムの信頼性の向上にもつながる。

【００６６】複数のサブ・コントローラを１本の転送路
上にデイジーチェーン接続又はシリアル接続した場合、
コマンド送受信を行うためには、各サブ・コントローラ
にアドレス割り当てを行う必要がある。本発明によれ
ば、アドレス割り当て及びコンフィギュレーション取得
のために、転送路上で１回の軸指定コマンド転送トラン
ザクションを実行すればよい。

【００６７】軸指定コマンドは軸数パラメータ・フィー
ルドを含んでおり、主コントローラは軸数パラメータの
初期値ゼロを書き込んで送出する。各サブ・コントロー
ラは、デイジーチェーン接続された順番に従って軸指定
コマンドを受信して、軸数パラメータを１ずつインクリ
メントするとともに、自分自身が更新した軸数パラメー
タを自分の軸番号すなわちアドレス情報として記憶保持
しておく。また、主コントローラは、軸指定コマンドに
対する戻り値によって、転送路上にデイジーチェーン接
続又はシリアル接続されているサブ・コントローラの総
数すなわち軸数をコンフィギュレーション情報として取
得することができる。

【００６８】コンフィギュレーションを取得した以降
は、主コントローラは、軸番号を指定することで、転送
路上の特定のサブ・コントローラに宛てたコマンドを発
行することができる。一方のサブ・コントローラ側も、
送信データ・フレーム中の軸番号フィールドを参照する
ことで、自分宛てのコマンドか否かを判断することがで
きる。

【００６９】また、本発明によれば、主コントローラが
各サブ・コントローラの状態を知りたいときには、状態
要求コマンドを転送路上に１回送出するだけでよい。状
態要求コマンドは転送路上にシリアル接続されているサ
ブ・コントローラの個数以上のビット長を持つ状態パラ
メータ・フィールドを含んでおり、各サブ・コントロー
ラに対して接続順に従ったビット位置が割り当てられて
いる。各サブ・コントローラは、状態要求コマンドを受
信すると、自己の状態を検出して、該検出結果に応じた
値を該当するビット位置に書き込む。この結果、主コン
トローラは、状態要求コマンドの戻り値に基づいて、ど
のサブ・コントローラにエラーが発生しているかを判定
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】主コントローラと複数のサブ・コントローラと
を接続する各種形態を模式的に示した図である。

【図２】本実施例に係るロボットの制御系統のハードウ
ェア構成を模式的に示した図である。

【図３】各部ユニット内における主コントローラ１１と
各駆動コントローラ２１…との接続形態を模式的に示し
た図である。

【図４】軸指定コマンドを含んだ送信データ・フレーム
のフォーマット例である。

【図５】軸指定コマンドを転送するときの転送路上の各
駆動コントローラの動作を説明するための図である。

【図６】一般コマンドを含んだ送信データ・フレームの
フォーマット例である。

【図７】一般コマンドを転送するときの転送路上の各駆
動コントローラの動作を説明するための図である。

【図８】状態要求コマンドを含んだ送信データ・フレー
ムのフォーマット例である。

【図９】状態要求コマンドを転送するときの転送路上の
各駆動コントローラの動作を説明するための図である。

【図１０】複数のサブ・コントローラを主コントローラ
に対してスター接続又はバス接続した場合と、本発明に
従い各サブ・コントローラをデイジーチェーン接続した
場合における、コマンド送受信の効率を比較したグラフ
である。

【符号の説明】

１…ロボット １０…中央制御ユニット １１…主コントローラ ２１…駆動コントローラ（サブ・コントローラ） ２２…関節アクチュエータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの主コントローラが複数のサブ・コン
   トローラをシリアル接続して構成されるシステムにおけ
   るコンフィギュレーション取得方法であって、（ａ）前
   記主コントローラが初期値に設定された軸数パラメータ
   ・フィールドを含む軸指定コマンドを送出するステップ
   と、（ｂ）シリアル接続された各サブ・コントローラ
   が、接続順に従って前記軸指定コマンドを受信して、軸
   数パラメータを所定値だけインクリメントして送出する
   ステップと、（ｃ）前記主コントローラがシリアル接続
   された最後尾のサブ・コントローラから戻された前記軸
   指定コマンドを受信して、軸数パラメータ値によって前
   記システムのコンフィギュレーションを取得するステッ
   プと、を具備することを特徴とするコンフィギュレーシ
   ョン取得方法。
2. 【請求項２】前記ステップ（ｂ）では、各サブ・コント
   ローラは自身がインクリメントした軸数パラメータ値を
   自己のアドレス情報として記録保持することを特徴とす
   る請求項１に記載のコンフィギュレーション取得方法。
3. 【請求項３】さらに、（ｄ）前記主コントローラが、軸
   数パラメータを用いて特定のサブ・コントローラを指定
   したコマンドを送信するステップと、（ｅ）シリアル接
   続された各サブ・コントローラが接続順に従って該コマ
   ンドを順次転送するとともに、軸数パラメータに対応す
   るサブ・コントローラは該コマンドを処理するステップ
   と、を具備することを特徴とする請求項１に記載のコン
   フィギュレーション取得方法。
4. 【請求項４】１つの主コントローラが複数のサブ・コン
   トローラをアドレス情報に従ってシリアル接続して構成
   されるシステムにおいて各サブ・コントローラの状態を
   検出する状態検出方法であって、（ｉ）前記主コントロ
   ーラが初期値に設定された状態パラメータ・フィールド
   を含む状態要求コマンドを送出するステップと、（ｊ）
   シリアル接続された各サブ・コントローラが、接続順に
   従って前記状態要求コマンドを受信して、前記状態パラ
   メータ・フィールド中で自己のアドレスに対応する場所
   に自己の状態検出結果を書き込んで送出するステップ
   と、を具備することを特徴とする状態検出方法。
5. 【請求項５】さらに、（ｋ）前記主コントローラがシリ
   アル接続された最後尾のサブ・コントローラから戻され
   た前記状態要求コマンドを受信して、状態パラメータ値
   によって各サブ・コントローラにおける状態を判断する
   ステップ、を具備することを特徴とする請求項４に記載
   の状態検出方法。
6. 【請求項６】前記状態パラメータ・フィールドはシリア
   ル接続されたサブ・コントローラの個数以上のビット長
   を持ち、シリアル接続された各サブ・コントローラは前
   記状態パラメータ中で自己のアドレスに対応するビット
   位置を使用することを特徴とする請求項４に記載の状態
   検出方法。