CN112106292A - 智能伺服马达以及使用多个智能伺服马达的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

[课题]提供不使用识别ID就能进行通信的智能伺服马达以及使用上述智能伺服马达的驱动装置。[解决手段]主控制部(11)与多个智能伺服马达(1‑1～1‑N)经由单一的通信路径(13)而连接，能从主控制部(11)使用识别ID来与各智能伺服马达进行通信。若操作设在任意的智能伺服马达(1‑u)中的切换部，则该智能伺服马达(1‑u)与主控制部(11)能使用“255”的符号等公共ID来进行通信。通过该通信，主控制部(11)能读出分配给智能伺服马达(1‑u)的识别ID等。

Description

智能伺服马达以及使用多个智能伺服马达的驱动装置
技术领域
本发明涉及预先存储运动参数并输出旋转的智能伺服马达(smart servomotor)、以及通过多个上述智能伺服马达构成网络来驱动机器人或其他装置的驱动装置。
背景技术
在以下的专利文献1中记载了有关使用智能伺服马达的多轴控制装置的发明。该多轴控制装置构成为主控制器与多个智能伺服马达能经由单一的母线进行通信。
在专利文献1中记载了设定智能伺服马达的识别码的方法。在该识别码的设定方法中，如段落[0042]所记载的那样，各智能伺服马达若从主控制器接到识别码设定指令则进入识别码设定模式。在识别码设定模式中，所有的智能伺服马达都被重置成事先设定的识别码，如图4A所示那样，所有的智能伺服马达的识别码都变成“ID＝0”。
如图4B所示那样，使第1段智能伺服马达的轴旋转，若判断成轴的旋转角大于设定值，则该智能伺服马达的识别码就被设定成“ID＝1”，并且将设定指示信号经由母线通知给其他智能伺服马达，如图4C所示那样，所有的智能伺服马达的识别码都被改写成“ID＝1”。
接下来，如图4D所示那样，使第2段智能伺服马达的轴旋转，若判断成轴的旋转角大于设定值，则该智能伺服马达的识别码被设定成“ID＝2”。在该场合，也将设定指示信号经由母线通知给其他智能伺服马达，如图4E所示那样，第3段以后的所有智能伺服马达的识别码都被改写成“ID＝2”。通过按顺序反复进行该设定动作，依次来设定多个智能伺服马达的识别码。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－63590号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据专利文献1所记载的多轴控制装置中的设定识别码的方法，若进入识别码设定模式，则所有的智能伺服马达都会被重置成事先设定的识别码。而后，为了设定智能伺服马达的识别码，必须依次对每个智能伺服马达都进行使轴旋转的再设定操作，因而，为了对所有的智能伺服马达设定识别码而需要消耗大量精力以及花费大量时间。
例如，在像机器人等那样的搭载有多个智能伺服马达的装置中，在某个智能伺服马达的识别码不确定或者设定有规定的识别码的智能伺服马达被安装在错误部位那样的场合等，有时必须确认1个或者多个智能伺服马达的识别ID或运动参数。在这样的场合，若采用专利文献1所记载的方法，则必须对所有的智能伺服马达都重新进行识别模式的设定。
或者，在不确定某个智能伺服马达被如何设定时，需要将该智能伺服马达从连接网络断开，作业的任务量繁重。
本发明是为了解决上述以往的课题而做出的，其目的在于提供智能伺服马达以及使用多个智能伺服马达的驱动装置，该智能伺服马达无需从连接网络断开，另外即便不进行各个智能伺服马达的设定重置，也能使智能伺服马达与主控制部通信，能进行识别码的读取等。
用于解决课题的方案
本发明是一种智能伺服马达，该智能伺服马达设有马达、驱动上述马达的马达驱动器、检测上述马达的旋转的检测部、以及获得来自上述检测部的检测输出并控制上述马达驱动器的马达控制器，其特征在于，
上述智能伺服马达设有能进行操作的切换部，
当获得了来自上述切换部的切换信号时，在上述马达控制器中，设定使用除预先分配的识别ID以外的公共ID的公共ID通信模式。
本发明的智能伺服马达优选的是，当获得了来自上述切换部的切换信号时，上述公共ID通信模式被设定成持续规定时间。
本发明的智能伺服马达能根据来自上述切换部的切换信号，转变成除上述公共ID通信模式以外的进行上述马达控制器的单独设定的单独设定模式。
进而，本发明的智能伺服马达优选的是，在上述切换部设有按钮，通过使上述按钮的按压的持续时间不同，切换上述公共ID通信模式的设定和上述单独设定模式。
接下来，本发明是一种驱动装置，该驱动装置设有主控制部和多个上述任一项所述的智能伺服马达，其特征在于，
能在上述主控制部与多个上述智能伺服马达各自之间进行通信，
在任意的智能伺服马达被设定成上述公共ID通信模式时，在主控制部与该智能伺服马达之间进行使用了上述公共ID的通信。
在本发明的驱动装置中，上述主控制部与多个上述智能伺服马达的连接是使用了单一的通信路径的菊花链连接。
本发明的驱动装置能通过上述主控制部，从被设定成公共ID通信模式的智能伺服马达调用预先分配给该智能伺服马达的识别ID。
另外，本发明的驱动装置能通过来自上述主控制部的指令，改写设定有公共ID通信模式的上述智能伺服马达的运动参数。
发明的效果
本发明的智能伺服马达通过操作切换部，能使用作为识别ID以外的ID且使用了预先确定的符号的公共ID来访问该智能伺服马达。通过使用公共ID来访问智能伺服马达，能从智能伺服马达调用识别ID，或是改写存储于智能伺服马达的参数等。
在主控制部与多个智能伺服马达之间能进行通信的驱动装置中，通过将任意一个或者多个智能伺服马达设定成公共ID通信模式，能从该智能伺服马达向主控制部调用识别ID等。
在上述驱动装置中，不用重置主控制部中的固件等就能够查找任意的智能伺服马达的识别ID。另外，即便设定有公共ID通信模式的智能伺服马达以外的智能伺服马达连接于相同电路，也能查找被设定成公共ID通信模式的智能伺服马达的识别ID。进而，即便不确定与电路连接的各个智能伺服马达的识别ID，也能使用公共ID来访问该智能伺服马达，重新分配识别ID，或是设定运动参数等。另外，即便在具有相同识别ID的智能伺服马达连接于相同电路的场合，也能将该智能伺服马达的识别ID改变成不同的识别ID等进行各种应对。
附图说明
图1是本发明的实施方式的智能伺服马达的电路框图，
图2是使用了主控制部和多个智能伺服马达的驱动装置的电路框图，
图3是示出将智能伺服马达设定成公共ID通信模式的动作的流程图，
图4是在驱动装置中进行从智能伺服马达调用识别ID动作等时的流程图。
具体实施方式
在图1中示出本发明的实施方式的智能伺服马达1。
智能伺服马达1具有马达2。马达2是DC马达。马达2的旋转轴与减速机构3连结，马达2的旋转轴的旋转被减速，作为旋转输出被取出。在马达2的旋转轴上作为检测部连结有编码器4。编码器4是光学检测式或者电磁检测式，可获得与马达2的旋转轴的旋转同步的脉冲信号。
在智能伺服马达1设有马达控制器5，由马达控制器5控制马达驱动器6。来自编码器4的脉冲输出被传输给马达控制器5。马达控制器5将运算部和存储器作为主体而构成，在存储器中，存储有运转脉冲数(马达2的旋转角度)、运转脉冲速度(马达2的转速)、加减速率等运动参数。运算部参照从编码器4获得的马达2的旋转输出，并根据上述运动参数向马达驱动器6输出驱动脉冲。马达驱动器6将与上述驱动脉冲的脉冲幅度对应的DC输出传输给马达2。
在智能伺服马达1设有输入输出部7。图2所示的经由从主控制部11延伸的通信路径13而传输来的驱动指示信号向输入输出部7输入，另外被输出。
在智能伺服马达1设有切换部8和显示部9。实施方式的智能伺服马达1的切换部8由按钮和通过按钮而动作的机构开关构成。另外，切换部8也可以由旋转式的开关或者检测静电容量变化或电阻值变化的触碰开关等构成。切换部8被操作时的切换信号被传输给马达控制器5。显示部9由发光颜色不同的多个LED构成。显示部9根据来自马达控制器5的指令而点亮。
在图2中示出了本发明的实施方式的驱动装置10。驱动装置10具有多个智能伺服马达1，在图2中，使用了N个(N为整数)智能伺服马达1。各个智能伺服马达由符号1-1、1-2、1-3、···1-N-1、1-N表示。所有智能伺服马达的大小和规格都相同。其中，若能通过相同通信路径13进行控制，则也可以组合使用大小或规格不同的智能伺服马达。
驱动装置10具有主控制部11。主控制部11由CPU和存储器等构成。主控制部11和N个智能伺服马达1由单一的通信路径(母线)13连接。图2所示的连接结构是所谓的菊花链连接，在从主控制部11延伸的通信路径(母线)13上，串联连接有N个智能伺服马达1。主控制部11基于所安装的程序来输出驱动指示信号。该驱动指示信号通过通信路径13，经由所有的智能伺服马达1的输入输出部7而传输给各个马达控制器5。
接下来，参照图3所示的流程图对智能伺服马达1的动作进行说明。
图1所示的智能伺服马达1在内置于马达控制器5的存储器中存储有预先分配的识别ID。另外，在存储器中，存储有运转脉冲数(马达2的旋转角度)、运转脉冲速度(马达2的转速)、加减速率等运动参数。经由图2所示的通信路径13从主控制部11向智能伺服马达1的输入输出部7供给电力，并且，从主控制部11对成为目标的智能伺服马达1传输驱动指示信号。在马达控制器5中，核对驱动指示信号所包含的识别ID与分配给该智能伺服马达1的识别ID，若一致，则接收来自主控制部11的驱动指示信号。马达控制器5基于该驱动指示信号，基于预先存储的上述运动参数对马达驱动器6传输驱动脉冲，使马达2动作。
另外，主控制部11也能使用识别ID访问马达控制器5，改写该智能伺服马达1的马达控制器5中所存储的运动参数等。
智能伺服马达1通过操作图1所示的切换部8，能够使马达控制器5的处理动作转变成“公共ID通信模式”，另外也能转变成“单独设定模式”。
如图3的流程图所示那样，在ST1(步骤1)中，在马达2停止中期间，若在ST2中判断成有相对于切换部8的切换操作，则转移至ST3，在马达控制器5中，判定在切换部8进行了怎样的操作。在ST3中，若判定成相对于切换部8的操作是“能进行公共ID通信的切换操作”，则转移至ST4的“公共ID通信模式”。在ST3中，若判定成相对于切换部8的操作是“用于单独设定马达控制器5的切换操作”，则转移至ST5的“单独设定模式”。
切换部8具有按钮。ST3中的“能进行公共ID通信的切换操作”例如是持续按压按钮规定时间以上的长按操作，上述规定时间是3～5秒左右。当按钮被按压的时间不足上述规定时间时，在ST3中判定为“用于单独设定马达控制器5的切换操作”。即，根据据上述按钮的按压的持续时间的差异，设定“公共ID通信模式”和“单独设定模式”中的任意一方。
ST5的“单独设定模式”，是用于不使用图2所示的菊花链等的网络地设定在对智能伺服马达1单独进行PWM驱动时所需的各个智能伺服马达1的动作条件的模式。当对智能伺服马达1单独进行PWM驱动时，需要相对于PWM驱动信号的脉冲幅度的变化范围，将马达2的旋转输出的角度范围单独设定成例如±45度、±90度、±180度、±360度等。在将切换部8的按钮按压一次不足上述规定时间而设定了ST5的“单独设定模式”之后，若进一步按压按钮一次或者多次，则对应于该按压次数，在马达控制器5中，旋转输出的角度范围被设定成±45度、±90度、±180度、±360度等。在显示部9中，对应于角度范围的设定，点亮的LED的数量或LED的发光颜色变化。
另外，在构成了图2所示的依照菊花链连接的网络的场合，不需要依靠上述“单独设定模式”进行的旋转输出的角度范围等的单独设定。在构筑网络时，能使用分配给各个智能伺服马达1的识别ID，从主控制部11单独地访问各个智能伺服马达1-1、1-2、···1-N，通过来自主控制部11的指令，安装或改写存储于各个智能伺服马达的马达控制器5的运动参数。
接下来，若通过对按钮的长按而设定成ST4的“公共ID通信模式”，则马达控制器5不使用分配给智能伺服马达1的识别ID，而是使用“公共ID”就能与主控制部11进行通信。“公共ID”是在分配给各个智能伺服马达1的识别ID以外预先确定的代码。被设定成“公共ID通信模式”的智能伺服马达1和主控制部11能使用“公共ID”进行通信。
例如，在马达控制器5为16位处理器的场合，“公共ID”被设定成“255”的符号。即，若转变成ST4的“公共ID通信模式”，则无论已经分配的识别ID是怎样的值，均不使用该识别ID，而是使用“255”的符号就能在主控制部11与设定有“公共ID通信模式”的智能伺服马达1之间进行通信。
若通过对按钮的长按来设定“公共ID通信模式”，则“公共ID通信模式”持续规定时间。“公共ID通信模式”持续的时间，被设定成从智能伺服马达1向主控制部11通知识别ID等数据的互相通信所需的时间，且是不过长的时间。例如持续时间是“10秒钟”。在“公共ID通信模式”持续的期间，在显示部9中，按预先确定的数量，将预先确定的颜色的LED持续点亮。另外，即便在该持续时间的途中，通过按压一次切换部8的按钮，能使“公共ID通信模式”停止。
接下来，参照图4所示的流程图对图2所示的驱动装置10的控制动作进行说明。
在菊花链连接的驱动装置10中，对各个智能伺服马达1分配识别ID。在图2所示的实施方式中，智能伺服马达1-1的识别ID是“001”，智能伺服马达1-2的识别ID是“002”，■■■智能伺服马达1-N的识别ID是“N”。
在图4所示的流程图的ST11中，在所有的智能伺服马达1都没有被设定成“公共ID通信模式”时，在ST14中，进行通常的控制。在ST14的通常控制中，从主控制部11将包括识别ID和动作指令的驱动指示信号经由单一的通信路径(母线)13传输给所有的智能伺服马达1。在所有的智能伺服马达1的马达控制器5中，核对单独分配的识别ID与驱动指示信号所包含的识别ID，识别ID一致的智能伺服马达1解读驱动指示信号中接续于识别ID的动作指令，根据马达控制器5所存储的运动参数，控制马达驱动器6，驱动马达2。
若图2所示的驱动装置10被搭载于机器人或其他装置，则机器人或其他装置进行与各个智能伺服马达1的旋转输出的旋转角度或转速对应的动作。
若图2所示的任意的智能伺服马达1被设定成“公共ID通信模式”，则主控制部11转移至ST12。“公共ID通信模式”根据需要通过长按任意的智能伺服马达1的切换部8的按钮来设定。例如，在想要确认图2所示的多个智能伺服马达之中的特定的智能伺服马达1-u的识别ID时，长按其切换部8的按钮，使智能伺服马达1-u转变成“公共ID通信模式”。
在ST11中，若智能伺服马达1-u转变成“公共ID通信模式”，则在ST12中，能在主控制部11与智能伺服马达1-u之间，使用由“255”等的符号形成的公共ID进行通信。该通信持续10秒钟等规定时间。通过该通信，能由主控制部11调用并确认分配给智能伺服马达1-u的识别ID。另外，同时也能由主控制部11调用并确认智能伺服马达1-u的马达控制器5所存储的运动参数。
由此，在机器人或其他装置中组装有多个智能伺服马达1的状态下，在有必要确认规定的识别ID的智能伺服马达1是否被组装到最佳部位时、或由于机器人或者其他装置没有进行起初预定的动作故而有必要确认特定的智能伺服马达1-u的识别ID时等，不用访问其他智能伺服马达1就能在短时间内容易地确认识别ID。
另外，在任意的智能伺服马达1的识别ID或运动参数的设定不明时，无需将该智能伺服马达1从菊花链的网络断开，仅通过操作该智能伺服马达1的切换部9并将该智能伺服马达1设定成“公共ID通信模式”，就能确认该智能伺服马达1的识别ID或是确认该智能伺服马达1的运动参数的设定等。
另外，通过设定“公共ID通信模式”，能够同时访问多个智能伺服马达1。例如，在想要将识别ID为“004”、“008”、“009”等的多个智能伺服马达1的运动参数改写成相同值时，不使用各自的识别ID，而是通过长按对称的智能伺服马达1的切换部8的按钮并设定成“公共ID通信模式”，也能同时改写对称的多个智能伺服马达1的运动参数。
另外，图2所示的驱动装置1是主控制部11与多个智能伺服马达通过单一的通信路径13连接的所谓的菊花链连接，但本发明的驱动装置1也可以将主控制部11与各个智能伺服马达并联连接。若使用实施方式的智能伺服马达，则无论与主控制部之间的通信路径如何，都能通过将任意的智能伺服马达设定成“公共ID通信模式”，从而不使用识别ID就能迅速地访问该智能伺服马达。
附图标记的说明
1 智能伺服马达
2 马达
3 减速机构
4 编码器(检测部)
5 马达控制器
6 马达驱动器
7 输入输出部
8 切换部
9 显示部
10 驱动装置
11 主控制部
13 通信路径

Claims (8)

1.一种智能伺服马达，该智能伺服马达设有马达、驱动上述马达的马达驱动器、检测上述马达的旋转的检测部、以及获得来自上述检测部的检测输出并控制上述马达驱动器的马达控制器，其特征在于，
上述智能伺服马达设有能进行操作的切换部，
当获得了来自上述切换部的切换信号时，在上述马达控制器中，设定使用除预先分配的识别ID以外的公共ID的公共ID通信模式。
2.如权利要求1所述的智能伺服马达，其中，
当获得了来自上述切换部的切换信号时，上述公共ID通信模式被设定成持续规定时间。
3.如权利要求1或2所述的智能伺服马达，其中，
能根据来自上述切换部的切换信号，转变成除上述公共ID通信模式以外的进行上述马达控制器的单独设定的单独设定模式。
4.如权利要求3所述的智能伺服马达，其中，
在上述切换部设有按钮，通过使上述按钮的按压的持续时间不同，切换上述公共ID通信模式的设定和上述单独设定模式。
5.一种驱动装置，该驱动装置设有主控制部和多个权利要求1～4中任一项所述的智能伺服马达，其特征在于，
能在上述主控制部与多个上述智能伺服马达各自之间进行通信，
在任意的智能伺服马达被设定成上述公共ID通信模式时，在主控制部与该智能伺服马达之间进行使用了上述公共ID的通信。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其中，
上述主控制部与多个上述智能伺服马达的连接是使用了单一的通信路径的菊花链连接。
7.如权利要求5或6所述的驱动装置，其中，
能通过上述主控制部，从被设定成公共ID通信模式的智能伺服马达调用预先分配给该智能伺服马达的识别ID。
8.如权利要求5～7中任一项所述的驱动装置，其中，
能通过来自上述主控制部的指令，改写设定有公共ID通信模式的上述智能伺服马达的运动参数。
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