CN103370664A - 电动机控制系统及通信方法 - Google Patents

电动机控制系统及通信方法 Download PDF

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Abstract

上级控制装置（10）具有通信控制部（14），该通信控制部在由电动机控制装置（30－1）至（30－3）对电动机（20－1）至（20－3）的驱动控制中，将在当前执行中的指令之后使用的包含执行顺序在内的指令发送至电动机控制装置，电动机控制装置（30－1）至（30－3）具有：指令存储单元，其可存储多个指令；通信控制部（31），其将从上级控制装置（10）接收到的指令按照执行顺序存储在指令存储单元中；以及指令追随控制部（34），其基于指令而追随控制电动机（20－1）至（20－3），电动机控制装置（30－1）至（30－3）的通信控制部（31）在指令存储单元存满指令的情况下，将新接收到的指令覆盖并存储在已执行的指令所存储的区域中。

Description

电动机控制系统及通信方法
技术领域
本发明涉及一种电动机控制系统及通信方法。
背景技术
现有的电动机控制系统具有下述结构：经由网络将针对多个马达（motor）等电动机分别设置的电动机控制装置、和控制上述电动机控制装置的上级控制装置连接。作为如上所述的电动机控制系统中的从上级控制装置向电动机控制装置的指令通信方式而公知有下述技术，即，在第1步骤中向电动机控制装置发送定位指令，在第2步骤中向电动机控制装置发送起动指令，电动机控制装置以起动指令的接收为起点而驱动电动机（例如，参照专利文献1）。
另外，在从上级控制装置向电动机控制装置的其它指令通信方式中，公知有下述技术，即，例如按控制周期而从上级控制装置向电动机控制装置逐次发送指令，驱动电动机（例如，参照专利文献2）。
专利文献1：日本特开2001－242923号公报
专利文献2：日本特开平9－73310号公报
发明内容
然而，在专利文献1所记载的指令通信方式中，存在下述问题，即，通过1次起动指令只能够执行在1次通信中发送的定位指令动作，而无法执行连续的较长一系列定位指令动作。另外，还存在下述问题，即，在由于噪声等妨碍因素而导致指令通信失败的情况下，必须进行再次发送，但与进行再次发送的时间相对应而使电动机的起动延迟。
并且，在专利文献2所记载的指令通信方式中，存在下述问题，即，在由于噪声等妨碍因素而导致指令通信失败的情况下，电动机控制装置只能基于最后接收到的旧的指令而执行控制，产生误差。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种电动机控制系统及通信方法，即使在产生噪声等妨碍因素而导致通信失败的情况下，仍能够执行连续的较长一系列定位指令动作。
为了实现上述目的，本发明所涉及的电动机控制系统构成为，经由网络将控制电动机的电动机控制装置、和控制所述电动机控制装置的上级控制装置连接，从所述上级控制装置向所述电动机控制装置发送用于驱动所述电动机的指令，所述电动机控制装置基于所述指令控制所述电动机，通过所述电动机将驱动对象驱动至目标位置，该电动机控制系统的特征在于，所述上级控制装置具有通信控制单元，该通信控制单元在由所述电动机控制装置对所述电动机的驱动控制中，将在当前执行中的指令之后使用的包含执行顺序在内的指令发送至所述电动机控制装置，所述电动机控制装置具有：指令存储单元，其可存储多个所述指令；通信控制单元，其将从所述上级控制装置接收到的所述指令按照执行顺序存储在所述指令存储单元中；以及指令追随控制单元，其基于所述指令而追随控制所述电动机，所述电动机控制装置的所述通信控制单元在所述指令存储单元存满指令的情况下，将新接收到的所述指令覆盖并存储在已执行的所述指令所存储的区域中。
发明的效果
根据本发明，由于在电动机的动作中，上级控制装置将与在下一个控制中使用的定位指令相比提前的定位指令发送至电动机控制装置中，因此，具有下述效果：即使在由于噪声等妨碍因素导致指令通信失败而执行再次通信的情况下，也不会对当前执行中的指令动作产生影响，能够执行连续的较长一系列定位指令动作。
附图说明
图1是示意地表示实施方式1所涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的框图。
图2是表示从上级控制装置向电动机控制装置发送的指令的一个例子的图。
图3是表示点表格的一个例子的图。
图4是表示实施方式1所涉及的电动机控制系统的定位指令的设定处理流程的一个例子的流程图。
图5是表示实施方式1所涉及的电动机控制系统的定位指令的执行处理流程的一个例子的流程图。
图6是表示驱动对象的指令位置的一个例子的图。
图7是表示在图6的各区间中加减速时间受到调整后的速度和时间的关系的一个例子的图。
图8是表示定位指令的一个例子的图。
图9是表示驱动对象的指令位置的一个例子的图。
图10是示意地表示实施方式2所涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的框图。
图11是表示逐次指令的一个例子的图。
图12是表示逐次指令表的一个例子的图。
图13是表示实施方式2所涉及的电动机控制系统的定位处理流程的一个例子的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明所涉及的电动机控制系统及通信方法的优选实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于下述实施方式。
实施方式1
图1是示意地表示实施方式1所涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的框图。在电动机控制系统中，经由网络40连接有：上级控制装置10，其生成用于控制电动机20的源数据即定位指令；电动机20，其为控制对象；以及电动机控制装置30，其保存来自上级控制装置10的定位指令，通过在定位指令之外从上级控制装置10发送来的起动指令，对电动机20进行定位控制。
在此，例示出了下述情况：在上级控制装置10上连接有3台电动机控制装置30－1至30－3，在各电动机控制装置30－1至30－3上分别连接有1台电动机20－1至20－3。电动机20－1至20－3具有例如成为控制对象设备的伺服电动机、和检测伺服电动机的位置及速度的编码器。在机器人或工作机械等需要多轴控制的装置（驱动对象）中使用多个伺服电动机，并进行控制以使各个伺服电动机同步进行动作。
上级控制装置10具有指令输入部11、加减速时间调整部12、起动指令生成部13、及通信控制部14。指令输入部11用于输入指令生成信息，该指令生成信息包含表示驱动对象（中的成为基准的部位）在某个时间所处于的位置的位置信息、和表示在到达该位置的过程中的速度的速度信息等。例如由电动机控制系统的使用者输入指令生成信息。
加减速时间调整部12根据所输入的位置信息和速度信息，针对各电动机20－1至20－3生成定位指令。在此，针对各电动机20－1至20－3，分别生成以使同步的多个电动机20－1至20－3的加速时间及/或减速时间（下面，称为加减速时间）一致的方式对加速度进行了调整的定位指令。
图2是表示从上级控制装置向电动机控制装置发送的指令的一个例子的图。定位指令例如包含：用于识别定位指令的识别编号；在某个区间中驱动对象移动至目标位置为止的移动距离；在该区间中驱动对象的速度；在该区间中进行加速的情况下的加速时间；在该区间中进行减速的情况下的减速时间；对是否继续执行下一个定位指令进行识别的可否继续信息（继续/完成）；以及在不继续的情况下的等待时间即停止时间。此外，上述是一个例子，也可以取代移动距离而使用针对驱动对象设置的坐标位置，取代加速时间和减速时间而使用加速度。另外，在不设置可否继续信息，继续执行下一个定位指令的情况下，可以将等待时间设定为负值。并且，移动距离和坐标位置为目标位置信息，加速时间、减速时间和加速度为加减速信息。定位指令是针对与上级控制装置10连接的各电动机控制装置30－1至30－3而生成的。
起动指令生成部13向已发送出定位指令的电动机控制装置30－1至30－3发送用于指示执行定位指令的起动指令。如图2所示，在起动指令中包含例如对定位指令进行识别的识别编号。
通信控制部14控制在网络40内的电动机控制装置30－1至30－3之间进行的数据的接收/发送。例如将由加减速时间调整部12生成的定位指令发送至各电动机控制装置30－1至30－3，或在发送了定位指令后将由起动指令生成部13生成的起动指令发送至各电动机控制装置30－1至30－3。通信控制部14向电动机控制装置30－1至30－3先行发送定位指令，但发送的定时（timing）是任意的，例如可以在电动机20－1至20－3驱动之前预先发送由加减速时间调整部12生成的多个定位指令，也可以在电动机控制装置30－1至30－3的动作中，发送与当前执行中的定位指令相比提前的定位指令。
电动机控制装置30－1至30－3具有通信控制部31、定位指令存储部32、加减速指令生成部33、指令追随控制部34。通信控制部31在与网络40连接的上级控制装置10和其他的电动机控制装置30之间进行数据的发送/接收。
定位指令存储部32存储从上级控制装置10接收到的向本装置发送的定位指令。另外，定位指令存储部32具有能够存储多个定位指令的容量，而不仅仅是能够存储1个定位指令。例如定位指令存储部32存储将多个定位指令依次排列而成的点表格。图3是表示点表格的一个例子的图。在该例中，点表格为能够存储255个定位指令的结构。在点表格中包含各定位指令的识别编号、移动距离、速度、加速时间、减速时间、停止时间、可否继续信息这些项目。此外，在该图中，可否继续信息的“1”表示继续，“0”表示不继续。在该点表格中，从表格的起始位置开始依次存储定位指令，但在到达表格的最后一行后再次返回至起始位置，以覆盖旧数据的方式进行存储。另外，在该点表格中，在电动机控制装置30－1至30－3的动作处理前预先存储定位指令，或者在电动机控制装置30－1至30－3的动作处理时存储与当前执行中的定位指令相比在后执行的定位指令。在该图3中，示出了在识别编号No.102的执行中对识别编号No.2的定位指令进行更新的情况。
加减速指令生成部33根据由上级控制装置10的起动指令指定的定位指令存储部32中的定位指令所包含的移动距离、速度、加减速时间，生成各个控制周期（采样时间）的逐次指令即位置指令，并输出至指令追随控制部34。位置指令是通过将由定位指令规定出的区间进一步分割而得到的逐次指令控制区间中的移动量或坐标位置而表示的信息。此外，加减速指令生成部33在点表格中的1个定位指令结束后，参照定位指令存储部32的对应的定位指令中的可否继续信息，确认是否设定为“继续”。在设定为“继续”的情况下，继续针对点表格中的下一个定位指令而生成各个控制周期的位置指令。另外，在没有设定为“继续”的情况下，在当前执行中的定位指令后停止处理，向电动机20－1至20－3输出指令以按照由等待时间所指定的时间进行等待。
指令追随控制部34基于由加减速指令生成部33生成的位置指令，执行前馈控制及反馈控制，对电动机20－1至20－3进行控制。
下面，对电动机控制系统中的定位指令的设定处理和定位指令的执行处理进行说明。图4是表示实施方式1所涉及的电动机控制系统的定位指令的设定处理流程的一个例子的流程图。首先，如果经由指令输入部11将包含位置信息和速度信息在内的指令生成信息输入至上级控制装置10（步骤S11），则加减速时间调整部12针对各电动机20－1至20－3分别生成以使同步的多个电动机20－1至20－3的加减速时间一致的方式对加速度进行调整后的定位指令（步骤S12）。并且，将定位指令发送至电动机控制装置30－1至30－3（步骤S13）。如果各电动机控制装置30－1至30－3接收到向本装置发送的定位指令（步骤S14），则依次存储在定位指令存储部32中（步骤S15）。如上所述，定位指令的设定处理结束。
图5是表示实施方式1所涉及的电动机控制系统的定位指令的执行处理流程的一个例子的流程图。首先，上级控制装置10的起动指令生成部13向电动机控制装置30－1至30－3发送起动指令（步骤S31）。在起动指令中包含对进行处理的定位指令进行识别的识别编号等信息。另外，该起动指令被发送至全部电动机控制装置30－1至30－3中。
如果电动机控制装置30－1至30－3接收到起动指令（步骤S32），则从定位指令存储部32读取出与起动指令所包含的识别编号相对应的定位指令（步骤S33），并发送至加减速指令生成部33。在加减速指令生成部33中，基于发送来的定位指令而生成与各个控制周期相对应的位置指令（步骤S34），并输出至电动机20－1至20－3，对电动机20－1至20－3进行驱动（步骤S35）。
然后，加减速指令生成部33对是否针对定位指令存储部32中的1个定位指令生成了所有的位置指令进行判定（步骤S36）。其能够例如将由定位指令规定的区间分割为按控制周期进行加工的逐次指令控制区间，通过是否针对所有的逐次指令控制区间生成了位置指令进行判定。在没有生成所有的位置指令的情况（步骤S36为否的情况）下，返回至步骤S34。另外，在生成了所有的位置指令的情况（步骤S36为是的情况）下，对当前加工中的定位指令的可否继续信息是否为“继续”进行判定（步骤S37）。
在可否继续信息为“继续”的情况（步骤S37为是的情况）下，获取当前加工中的定位指令之后的下一个存储在点表格中的定位指令（步骤S38），返回步骤S34，针对下一个定位指令生成位置指令。由此，能够在不存在来自上级控制装置10的针对下一个定位指令的起动指令的情况下执行下一个定位指令。另一方面，在可否继续信息不为“继续”的情况（步骤S37为否的情况）下，获取当前加工中的定位指令的停止时间，在经过停止时间后结束定位指令的执行处理。
图4的定位指令的设定处理能够在图5的定位指令的执行处理前预先进行，或在图5的定位指令的执行处理（通过电动机控制装置30－1至30－3进行的控制处理）中进行。
在此，举出具体例对定位指令的设定处理和执行处理进行说明。图6是表示驱动对象的指令位置的一个例子的图。在此，例举出X轴和Y轴的2轴间的连续的3条直线插补。即，例举出下述情况：使驱动对象沿X轴方向移动的电动机20－1和使驱动对象沿与X轴方向正交的Y轴方向移动的电动机20－2同步地沿连续的3条直线进行驱动。
在图6中，以描绘出从点P0（X0，Y0）出发，向点P1（X1，Y1）、点P2（X2，Y2）及点P0（X0，Y0）直线移动的轨迹的方式，使驱动对象移动。在此，将点P0－点P1间设为第1区间，将点P1－点P2间设为第2区间，将点P2－点P0间设为第3区间，将各区间的速度（合成速度）分别设为V1、V2、V3。
上级控制装置10的加减速时间调整部12根据包含图6所示的位置信息和速度信息在内的指令生成信息，生成定位指令。例如在图6的第1区间中，对加速度进行调整，以使驱动对象沿X轴方向以移动距离LX（=X1－X0）进行移动的时间和使驱动对象沿Y轴方向以移动距离LY（=Y1－Y0）进行移动的时间相同，使同步的多个电动机20－1、20－2的加减速时间一致。在第2区间和第3区间中也相同地调整加速度。
图7是表示在图6的各区间中对加减速时间进行了调整后的速度和时间的关系的一个例子的图，（a）表示X轴方向的速度，（b）表示Y轴方向的速度。在上述图中，横轴表示时间，纵轴表示速度。如图7所示，以在X轴方向和Y轴方向上加减速时间一致的方式进行调整。即，加减速时间在第1区间中为Ta1，在第2区间中为Ta2，在第3区间中为Ta3。
上级控制装置10的加减速时间调整部12将图7所示的各区间中的速度和时间的关系生成为定位指令。图8是表示定位指令的一个例子的图，（a）表示X轴方向的定位指令，（b）表示Y轴方向的定位指令。在图8中，识别编号No.1、2、3分别与第1区间、第2区间及第3区间的定位指令相对应。另外，由于例示出了将第1区间至第3区间连续处理的情况，因此，在识别编号No.1、2中，可否继续信息成为“继续”，在识别编号No.3中，可否继续信息成为“完成”。如上所示生成的定位指令分别被发送至相对应的电动机控制装置30－1、30－2。
电动机控制装置30－1、30－2将从上级控制装置10接收到的定位指令No.1、2、3存储在定位指令存储部32中。然后，从上级控制装置10向各电动机控制装置30－1、30－2发送包含应执行的定位指令的识别编号No.1在内的起动指令。在各电动机控制装置30－1、30－2的加减速指令生成部33中，利用与起动指令中包含的识别编号一致的定位指令，按照下述流程，计算各采样时间ΔT的移动距离。此外，下面，对第1区间的X轴方向上的各采样时间ΔT的移动距离进行说明。
首先，使用下式（1）计算移动所需的采样数n1。在此，ceil函数是返回比自变量大且差值小于1的整数的函数。
n1=ceil｛LX1／（VX1×ΔT）｝···（1）
由此，各采样时间的移动距离FΔT＿X1通过下式（2）进行计算。
FΔT＿X1=LX1／n1···（2）
加减速例如使用移动平均滤波器进行调整。在该情况下，移动平均滤波器的级数NA1通过下式（3）进行计算。
NA1=ceil（Ta1／ΔT）···（3）
通过使用上述求出的级数NA1的移动平均滤波器，求出加减速调整后的各采样时间的移动距离FΔT＿X（逐次指令）。并且，将上述求出的移动距离FΔT＿X作为位置指令从加减速指令生成部33发送至指令追随控制部34，由指令追随控制部34实施前馈控制及反馈控制而驱动电动机20－1至20－3，按照位置指令对驱动对象进行驱动。
此外，在上述的例子中，如图6所示例举出X轴和Y轴的2轴间的连续的3条直线插补，但通过在电动机20的动作中，将与当前执行中的定位指令相比提前的定位指令从上级控制装置10发送至电动机控制装置30而对定位指令存储部32的点表格进行更新，从而不受点表格的定位指令存储数量的限制，能够执行复杂形状的连续轨迹指令。图9是表示驱动对象的指令位置的一个例子的图。在该图9中，驱动对象的移动轨迹由曲线构成，与图6的情况相比具有更复杂的形状。在上述情况下，能够通过将曲线例如利用连结黑圆点间的线段进行连续近似的近似曲线插补控制（简单轨迹控制）而驱动控制对象。此时连结黑圆点间的1个线段与上述例子的1个定位指令相对应，通过沿曲线生成多个定位指令而能够进行与上述相同的控制。
在该实施方式1中，在由经由网络40连接的上级控制装置10、电动机控制装置30和电动机20构成的电动机控制系统中，在电动机20的动作中，上级控制装置10将与在下一个控制中使用的定位指令相比提前的定位指令发送至电动机控制装置30。由此，即使在由于噪声等妨碍因素导致指令通信失败而执行了再次通信的情况下，也不会对当前执行中的指令动作造成影响，具有能够防止轨迹误差和延迟的发生的效果。
另外，从上级控制装置10向电动机控制装置30发送包含可否继续信息的定位指令，在电动机控制装置30中能够将多个定位指令存储在定位指令存储部32中，其中，该可否继续信息表示是否接着执行下一个定位指令。由此，具有下述效果，即，仅通过从上级控制装置10向电动机控制装置30发送的1个起动指令，电动机控制装置30就能够执行连续的多个定位指令。
并且，将新接收到的定位指令向定位指令存储部32的已执行的定位指令区域中覆盖，因此，具有下述效果，即，在电动机控制装置30的定位指令存储部32的存储容量有限的情况下也能够执行连续的较长一系列指令动作。
另外，在上级控制装置10中设有用于生成定位指令的加减速时间调整部12，在电动机控制装置30中设有根据定位指令生成位置指令的加减速指令生成部33。由此，具有下述效果，即，无需由上级控制装置10生成针对在电动机控制系统中设置的电动机20的位置指令，能够实现多个电动机20的同步控制而不增大上级控制装置10的计算负载。
并且，在利用可进行重试的动作处理前的时间，发送容量较大的定位指令，在动作处理时仅发送容量较小的起动指令的情况下，还具有能够防止由于噪声导致的妨碍的效果。
实施方式2
图10是示意地表示实施方式2所涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的框图。在电动机控制系统中，经由网络40连接有：上级控制装置10A，其生成用于控制电动机20－1至20－3的逐次指令（位置指令）；电动机20－1至20－3，其为控制对象；以及电动机控制装置30A－1至30A－3，其根据来自上级控制装置10A的逐次指令进行电动机20－1至20－3的定位控制。在此，与实施方式1相同地，例示出了在上级控制装置10A上连接有3台电动机控制装置30A－1至30A－3，在电动机控制装置30A－1至30A－3上分别连接有1台电动机20－1至20－3的情况。由于电动机20－1至20－3与实施方式1相同，因此省略其说明。
上级控制装置10A具有指令输入部11、加减速指令生成部15、通信控制部14。指令输入部11用于输入指令生成信息，该指令生成信息包含表示驱动对象（中的成为基准的部位）在某个时间所处于的位置的位置信息、表示在到达该位置的过程中的速度的速度信息、和加减速时间等加减速信息。例如由电动机控制系统的使用者输入上述位置信息和速度信息。
加减速指令生成部15根据由指令输入部11输入的包含例如位置信息、速度信息、和加减速信息在内的指令生成信息，按照网络40的通信周期生成对加速度进行了调整后的位置指令即逐次指令。该逐次指令是与各个电动机20－1至20－3相对应而分别生成的。图11是表示逐次指令的一个例子的图。逐次指令包含例如用于识别逐次指令的指令编号、及表示在采样时间（一个通信周期）中加工对象移动的位置的位置指令。
通信控制部14经由网络40，在规定的通信周期中将由加减速指令生成部15生成的逐次指令发送至电动机控制装置30A－1至30A－3。另外，通信控制部14在发送逐次指令时，不仅发送下一个采样时间的逐次指令，而是同时发送该下一个及其以后的连续的与多个采样时间相对应的后续的逐次指令。
电动机控制装置30A－1至30A－3具有通信控制部31、逐次指令存储部35、指令顺序控制部36、指令追随控制部34。通信控制部31具有在与网络40连接的上级控制装置10A和其他的电动机控制装置30A－1至30A－3之间进行数据的发送/接收的功能。在此，通信控制部31在从上级控制装置10A接收到的逐次指令在接收中没有发生通信错误的情况下，将接收到的逐次指令按照指令编号的顺序存储在逐次指令存储部35中，在发生了通信错误的情况下，不将逐次指令存储在逐次指令存储部35中。
逐次指令存储部35存储从上级控制装置10A接收到的向本装置发送的逐次指令。另外，逐次指令存储部35具有能够存储多个逐次指令的容量，而不仅仅是能够存储1个逐次指令。例如，逐次指令存储部35具有将多个逐次指令顺序排列而成的逐次指令表。图12是表示逐次指令表的一个例子的图。在该例中，逐次指令表为能够存储10个逐次指令的结构。在逐次指令表中，与逐次指令相同地，包含指令编号及位置指令这些项目。在该逐次指令表中，从表格的起始位置开始依次存储位置指令，但在到达表格的最后一行后再次返回至起始位置，以覆盖旧数据的方式存储逐次指令。另外，在该逐次指令表中，存储在电动机20－1至20－3的控制中从当前执行中的逐次指令的下一个指令至规定的通信周期后为止的逐次指令。
如果指令顺序控制部36从上级控制装置10A接收到逐次指令，则从逐次指令存储部35（逐次指令表）读取当前执行的逐次指令的下一个逐次指令，并输出至指令追随控制部34。另外，在逐次指令表中的进行了读取的位置指令所存储的区域中，存储表示已读取这一情况的信息。在图12的例子中，在进行了读取的逐次指令的“位置指令”的项目中存储“9999999”，能够与未读取的逐次指令进行区分。
指令追随控制部34基于从指令顺序控制部36发送来的逐次指令而执行前馈控制及反馈控制，对电动机20－1至20－3进行控制。
下面，对电动机控制系统中的定位控制的处理流程进行说明。图13是表示实施方式2所涉及的电动机控制系统的定位处理流程的一个例子的流程图。首先，如果经由指令输入部11将包含目标位置、速度及加减速时间在内的指令生成信息输入至上级控制装置10A（步骤S71），则加减速指令生成部15按照网络40的通信周期，针对各个电动机20－1至20－3生成对加速度进行了调整后的逐次指令（步骤S72）。作为生成的逐次指令，可以仅是下一次执行的逐次指令，也可以是连续的多个通信周期（采样时间）的逐次指令。另外，可以基于已输入的指令生成信息而预先生成所有通信周期（采样时间）的逐次指令。
并且，上级控制装置10A的通信控制部14对是否是发送定时进行判定（步骤S73），在不是发送定时的情况（步骤S73为否的情况）下，直至成为发送定时为止处于等待的状态。并且，如果为发送定时（步骤S73为是的情况），则将已生成的逐次指令发送至各电动机控制装置30A－1至30A－3（步骤S74）。
在此，关于将从上级控制装置10A向电动机控制装置30A－1至30A－3发送的逐次指令，以多少个采样时间的量进行先行发送，能够根据构建系统时的噪声环境而增加或减少。例如，基于在预定时间内的通信错误的发生次数，能够确定下一个逐次指令之后提前发送的逐次指令的发送数（下面，称为先行指令数）。在此情况下，如果在规定时间内的通信错误发生次数为0次，则无需先行指令数（为0）。即，在每个通信周期中仅发送1个（下一个采样时间的）逐次指令。另外，如果在规定时间内的通信错误发生次数为5次，则将先行指令数设为5个，在每个通信周期中发送下一个采样时间的逐次指令和其后连续的与5个采样时间相对应的逐次指令。此外，在发送多个逐次指令的情况下，在发送时之前，在加减速指令生成部15中生成了要发送的数量的逐次指令。
然后，上级控制装置10A的通信控制部14判定发送的逐次指令是否为结束指示（步骤S75），在不是结束指示的情况（步骤S75为否的情况）下，返回步骤S73。另外，在是结束指示的情况（步骤S75为是的情况）下，处理结束。
如果各电动机控制装置30A－1至30A－3的通信控制部31从上级控制装置10A接收到逐次指令（步骤S76），则判断是否发生了通信错误（步骤S77）。有无通信错误发生能够通过在进行数据通信的帧中设置CRC（Cyclic Redundancy Check）信息或校验和信息等进行检测。在没有发生通信错误的情况（步骤S77为否的情况）下，通信控制部31将接收到的逐次指令存储在逐次指令存储部35中（步骤S78）。具体来说，利用接收到的逐次指令，对逐次指令表的相应指令编号的部分进行更新。
例如，在设定为在1次通信周期中发送3个逐次指令，针对图12中的指令编号5的位置指令（=70）执行追随控制的情况下，从上级控制装置10A发送指令编号6、7、8的逐次指令，并存储在逐次指令表中。另外，在针对指令编号5的位置指令的追随控制结束，而接着进行针对指令编号6的位置指令（=90）的追随控制的情况下，从上级控制装置10A发送指令编号7、8，9的逐次指令，并存储在逐次指令表中。
然后，指令顺序控制部36根据逐次指令的接收，从逐次指令存储部35读取具有当前执行中的位置指令的下一个指令编号的逐次指令（步骤S79）。
另一方面，在发生了通信错误的情况（步骤S77为是的情况）下，通信控制部31不将接收到的逐次指令存储在逐次指令存储部35中（步骤S80）。然后，指令顺序控制部36根据逐次指令的接收，从逐次指令存储部35读取具有当前执行中的位置指令的下一个指令编号的逐次指令（步骤S81），并判断是否是正常的逐次指令（步骤S82）。
在是正常的逐次指令的情况（步骤S82为是的情况）下或步骤S79后，进一步判定逐次指令是否为结束指示（步骤S83）。在不是结束指示的情况（步骤S83为否的情况）下，指令顺序控制部36将读取出的位置指令发送至指令追随控制部34，在指令追随控制部34中执行追随控制（步骤S84），驱动电动机20－1至20－3。并且，指令顺序控制部36将表示完成了逐次指令的读取这一情况的信息存储在逐次指令存储部35中（步骤S85）。在图12的例子中，向逐次指令的读取已完成的位置指令中存储表示读取已完成这一情况的值“9999999”。并且，处理返回步骤S76。
另外，在步骤S82中不是正常的逐次指令的情况（步骤S82为否的情况）下，例如在由于通信错误比想像的数量多且连续发生而导致逐次指令完全没有得到更新的情况下，进行错误时处理（步骤S86）。例如在为表示位置指令读取完成的“9999999”的情况下，能够判定为不是正常的逐次指令。另外，作为错误处理，能够实施输出警报并将电动机控制系统停止，或直接使用前一个位置指令等的预先设定的处理。在该流程图中，在错误时处理后，处理返回步骤S76，但也可以结束定位控制处理。
并且，在步骤S83中为结束指示的情况（步骤S83为是的情况）下，结束定位控制处理。
在本实施方式2中，在由通过网络40连接的上级控制装置10A、电动机控制装置30A－1至30A－3和电动机20－1至20－3构成的电动机控制系统中，在电动机控制装置30A－1至30A－3从上级控制装置10A接收各个控制周期的逐次指令的逐次指令方式的情况下，在电动机控制装置30A－1至30A－3内存储预先设定的周期数的逐次指令，在控制动作中从上级控制装置10A接收以预先设定的周期数提前的逐次指令。由此，能够在多个电动机20－1至20－3间执行曲线/曲面插补等复杂的同步控制。
另外，由于存储有与当前执行中的逐次指令相比提前规定的周期数的逐次指令，因此，具有即使由于噪声等对通信产生妨碍，也能够防止轨迹误差或动作延迟的发生的效果。
并且，根据网络40的通信状态而增加或减少电动机控制装置30A－1至30A－3内的逐次指令存储部35中预先存储的逐次指令的周期数。例如，在噪声较多通信状态不佳的情况下，通过增加针对各通信周期先行发送的逐次指令的周期数，从而能够对应于先行发送的逐次指令的数量进行重试，具有与增加重试通信的容许次数相同的效果。另外，在噪声较少通信状态好的情况下，具有能够通过减少针对各通信周期先行发送的逐次指令的周期数而减少通信负荷量的效果。
工业实用性
如上所述，本发明所涉及的电动机控制系统可用于从上级控制装置向电动机控制装置进行指令通信，并控制电动机的系统中。
标号的说明
10、10A 上级控制装置
11 指令输入部
12 加减速时间调整部
13 起动指令生成部
14、31 通信控制部
15 加减速指令生成部
20－1至20－3 电动机
30、30－1至30－3、30A、30A－1至30A－3 电动机控制装置
32 定位指令存储部
33 加减速指令生成部
34 指令追随控制部
35 逐次指令存储部
36 指令顺序控制部
40 网络

Claims (15)

1.一种电动机控制系统，其构成为，经由网络将控制电动机的电动机控制装置、和控制所述电动机控制装置的上级控制装置连接，从所述上级控制装置向所述电动机控制装置发送用于驱动所述电动机的指令，所述电动机控制装置基于所述指令控制所述电动机，通过所述电动机将驱动对象驱动至目标位置，
该电动机控制系统的特征在于，
所述上级控制装置具有通信控制单元，该通信控制单元在由所述电动机控制装置对所述电动机的驱动控制中，将在当前执行中的指令之后使用的包含执行顺序在内的指令发送至所述电动机控制装置，
所述电动机控制装置具有：
指令存储单元，其可存储多个所述指令；
通信控制单元，其将从所述上级控制装置接收到的所述指令按照执行顺序存储在所述指令存储单元中；以及
指令追随控制单元，其基于所述指令而追随控制所述电动机，
所述电动机控制装置的所述通信控制单元在所述指令存储单元存满指令的情况下，将新接收到的所述指令覆盖并存储在已执行的所述指令所存储的区域中。
2.根据权利要求1所述的电动机控制系统，其特征在于，
所述上级控制装置还具有加减速信息调整单元，该加减速信息调整单元针对各所述电动机生成定位指令，该定位指令包含目标位置信息、速度信息及加减速信息，以使同步的所述多个电动机间的所述加减速信息一致的方式进行了调整，
所述电动机控制装置还具有加减速指令生成单元，该加减速指令生成单元根据从所述上级控制装置接收到的所述定位指令，生成包含在规定的采样时间内的所述驱动对象的移动位置在内的位置指令。
3.根据权利要求2所述的电动机控制系统，其特征在于，
在所述网络上连接有多个所述电动机控制装置，在所述上级控制装置和多个所述电动机控制装置之间以规定的通信周期进行数据通信，
所述上级控制装置的所述通信控制单元在将所述定位指令发送至多个所述电动机控制装置后，发送用于执行所述定位指令的起动指令，
如果所述电动机控制装置的所述加减速指令生成单元接收到所述起动指令，则从所述指令存储单元获取由所述起动指令确定的定位指令，而生成所述位置指令。
4.根据权利要求2或3所述的电动机控制系统，其特征在于，
所述定位指令还包含可否继续信息，该可否继续信息表示是否继续执行该定位指令的下一个定位指令，
所述电动机控制装置的所述加减速指令生成单元在所述可否继续信息表示继续的情况下，接着执行中的所述定位指令而连续执行下一个定位指令。
5.根据权利要求4所述的电动机控制系统，其特征在于，
所述上级控制装置的所述通信控制单元将多个所述定位指令汇总而发送至所述电动机控制装置。
6.根据权利要求4所述的电动机控制系统，其特征在于，
所述上级控制装置的所述通信控制单元在由所述电动机控制装置执行所述定位指令的过程中，将在该定位指令之后执行的定位指令发送至所述电动机控制装置。
7.根据权利要求1所述的电动机控制系统，其特征在于，
在所述网络上连接有多个所述电动机控制装置，在所述上级控制装置和多个所述电动机控制装置之间以规定的通信周期进行数据通信，
所述上级控制装置还具有加减速指令生成单元，该加减速指令生成单元根据包含目标位置信息、速度信息及加减速信息在内的指令生成信息，生成包含所述通信周期内的所述驱动对象的移动位置在内的逐次指令，
所述上级控制装置的所述通信控制单元在每个所述通信周期中，将从执行中的所述逐次指令的下一个逐次指令开始的规定个所述通信周期的逐次指令发送至所述电动机控制装置，
所述电动机控制装置还具有指令顺序控制单元，如果从所述上级控制装置接收到所述逐次指令，则该指令顺序控制单元从所述指令存储单元读取执行中的所述逐次指令的下一个逐次指令并发送至所述指令追随控制单元。
8.根据权利要求7所述的电动机控制系统，其特征在于，
所述电动机控制装置的所述通信控制单元在所述逐次指令的通信中发生了通信错误的情况下，不向所述指令存储单元中存储所接收到的所述逐次指令。
9.根据权利要求7或8所述的电动机控制系统，其特征在于，
所述电动机控制装置的所述指令顺序控制单元还具有下述功能：向所述指令存储单元中的已执行的所述逐次指令中，存储表示已执行这一情况的信息。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电动机控制系统，其特征在于，
所述上级控制装置的所述通信控制单元对应于在规定的时间内在所述网络中产生的通信错误的数量，而增加或减少所述逐次指令的发送数量。
11.一种通信方法，其是电动机控制系统中的通信方法，该电动机控制系统构成为，经由网络将控制电动机的电动机控制装置、和控制所述电动机控制装置的上级控制装置连接，从所述上级控制装置向所述电动机控制装置发送用于驱动所述电动机的指令，所述电动机控制装置基于所述指令控制所述电动机，通过所述电动机将驱动对象驱动至目标位置，
该通信方法的特征在于，包含有下述工序：
指令发送工序，在该工序中，所述上级控制装置在由所述电动机控制装置对所述电动机的驱动控制中，将在当前执行中的指令之后使用的包含执行顺序在内的指令发送至所述电动机控制装置；
指令存储工序，在该工序中，所述电动机控制装置将所述指令存储至可存储多个所述指令的指令存储单元中；以及
控制工序，在该工序中，所述电动机控制装置基于所述指令追随控制所述电动机，
在所述指令存储工序中，电动机控制装置在所述指令存储单元存满指令的情况下，将新接收到的所述指令覆盖并存储在已执行的所述指令所存储的区域中。
12.根据权利要求11所述的通信方法，其特征在于，
该通信方法还包含：
定位指令生成工序，在该工序中，在所述指令发送工序之前，所述上级控制装置针对各所述电动机生成定位指令，该定位指令包含目标位置信息、速度信息及加减速信息，以使同步的所述多个电动机间的所述加减速信息一致的方式进行了调整；
起动指令发送工序，在该工序中，在所述指令发送工序之后，所述上级控制装置将用于执行所述定位指令的起动指令发送至所述电动机控制装置；以及
位置指令生成工序，在该工序中，在所述指令存储工序之后、所述控制工序之前，如果所述电动机控制装置接收到所述起动指令，则从所述指令存储单元读取由所述起动指令所指定的定位指令，而生成包含在规定的采样时间内的所述驱动对象的移动位置在内的位置指令。
13.根据权利要求12所述的通信方法，其特征在于，
所述定位指令还包含可否继续信息，该可否继续信息表示是否继续执行该定位指令的下一个定位指令，
在所述位置指令生成工序中，所述电动机控制装置在所述可否继续信息表示继续的情况下，接着执行中的所述定位指令而连续执行下一个定位指令。
14.根据权利要求11所述的通信方法，其特征在于，
该通信方法还包含逐次指令生成工序，在该工序中，在所述指令发送工序之前，所述上级控制装置根据包含目标位置信息、速度信息及加减速信息在内的指令生成信息，生成包含所述通信周期内的所述驱动对象的移动位置在内的逐次指令，
在所述指令发送工序中，所述上级控制装置在每个所述通信周期中，将从执行中的所述逐次指令的下一个逐次指令开始的规定个通信周期的逐次指令发送至所述电动机控制装置。
15.根据权利要求14所述的通信方法，其特征在于，
在所述控制工序中，所述电动机控制装置向所述指令存储单元中的已执行的所述逐次指令中，存储表示已执行这一情况的信息。
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