DE112005003456T5

DE112005003456T5 - Antriebssteuersystem und Maschinen-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112005003456T5
Application number: DE112005003456T
Authority: DE
Inventors: Itsuo Seki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2008-05-29
Also published as: JPWO2006095401A1; CN100524136C; US20090206787A1; WO2006095401A1; CN101137944A

Abstract

Antriebssteuersystem mit einer Anweisungs-Steuervorrichtung, die eine Anweisung zur Antriebssteuerung des Motors erzeugt, der eine Antriebswelle eines zu steuernden Objekts steuert, einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die eine physikalische Größe, wie beispielsweise Positionsinformation und Geschwindigkeitsinformation, des gesteuerten Objekts detektiert, die durch die durch den Motor gesteuerte Antriebswelle geändert ist, und einer Antriebssteuervorrichtung, die ein Antriebssteuersignal zu dem Motor basierend auf der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung erzeugten Anweisung und der durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe erzeugt, wobei
eine Datenkommunikationsleitung vorgesehen ist, um zwischen der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe und der Antriebssteuervorrichtung parallel angeschlossen zu sein, und
die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe eine detektierte physikalische Größe in ein Kommunikationsdatenformat umwandelt und die Kommunikationsdaten zu der Datenkommunikationsleitung einem Kommunikationszyklus folgend sendet, der durch die Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist, und die Antriebssteuervorrichtung die Daten für eine physikalische Größe von der Datenkommunikationsleitung dem Kommunikationszyklus folgend empfängt, der durch...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssteuersystem und eine Maschinen-Steuervorrichtung, die ein wichtiger Teil eines Antriebssteuersystems ist, die für eine numerische Steuervorrichtung und einen Roboter, eine Halbleiter-Herstellungsvorrichtung und eine Montagevorrichtung einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden.
STAND DER TECHNIK
8 ist ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels eines herkömmlichen Antriebssteuersystems. 8 zeigt ein Servomotor-Antriebssteuersystem, das im Patentdokument 1 offenbart ist. Wie es in 8 gezeigt ist, ist eine numerische Steuervorrichtung 50 mit zwei Antriebssteuervorrichtungen 51 und 52 über Kommunikationsleitungen 55 und 56 verbunden. Die numerische Steuervorrichtung 50 arbeitet als Anweisungsvorrichtung. Die zwei Antriebssteuervorrichtungen 51 und 52 arbeiten wechselseitig synchron als Master- bzw. Hauptvorrichtung und Slave- bzw. untergeordnete Vorrichtung. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel arbeitet die Antriebssteuervorrichtung 51 als Master und arbeitet die Antriebssteuervorrichtung 52 als Slave.
Eine mit einer Sendeeinheit 60 der numerischen Steuervorrichtung 50 verbundene Kommunikationsleitung 55 ist eine Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung und eine mit einer Empfangseinheit 61 der numerischen Steuervorrichtung 50 verbundene Kommunikationsleitung 56 ist eine Aufwärtsstrecken-Kommunikationsleitung. Die Antriebssteuervorrichtung 51 enthält eine Empfangseinheit 62 und eine Sendeeinheit 63, die mit der Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 55 verbunden sind, und eine Sendeeinheit 64 und eine Empfangseinheit 65, die mit der Aufwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 56 verbunden sind. Andererseits enthält die Antriebssteuervorrichtung 52 eine Empfangseinheit 66, die mit der Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 55 verbunden ist, und eine Sendeeinheit 67, die mit der Aufwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 56 verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 ist mit einem Servomotor 82 und mit einem an ein Ende einer Drehachse des Servomotors 82 angebrachten Codierer 83 verbunden. Die Antriebssteuervorrichtung 52 ist mit einem Servomotor 85 und mit einem an ein Ende einer Drehachse des Servomotors 85 angebrachten Codierer 86 verbunden. Die Antriebssteuervorrichtungen 51 und 52 erfassen bzw. erlangen Steuerergebnisse über die Servomotoren 82 und 85 aus den Ausgaben der Codierer 83 und 86.
Ein Tisch 88 einer Werkzeugmaschine oder von ähnlichem hat Kugelumlaufspindeln 89 und 90. Diese Kugelumlaufspindeln 89 und 90 können zum Steuern der Bewegung oder der Position des Tischs 88 verwendet werden. Die Kugelumlaufspindel 89 ist mit der Drehachse des Servomotors 82 gekoppelt und die Kugelumlaufspindel 90 ist mit der Drehachse des Servomotors 85 gekoppelt.
Bei dem in 8 gezeigten Antriebssteuersystem gibt die numerische Steuervorrichtung 50 Anweisungen zu den zwei Antriebssteuervorrichtungen 51 und 52 aus. Basierend auf diesen Anweisungen treiben die zwei Antriebssteuervorrichtungen 51 und 52 die Servomotoren 82 und 85 an, um die Position oder die Bewegung des Tischs 88 zu steuern.
Die Grundzüge der Steueroperation werden nachfolgend erklärt. Ein Kommunikationszyklus der Antriebssteuervorrichtungen 51 und 52 ist 1/n (wobei n eine ganze Zahl ist und beim gegenwärtigen Beispiel n = 2 gilt) eines Kommunikationszyklus der numerischen Steuervorrichtung 50. Bei dem Beispiel der 8 sendet die numerische Steuervorrichtung 50 eine Steueranweisung von der Sendereinheit 60 zu der Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 55 in jedem ihres eigenen Steuerzyklus.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 steuert den Servomotor 82 basierend auf einer durch die Empfangseinheit 62 von der numerischen Steuervorrichtung 50 empfangenen Steueranweisung und von dem Codierer 83 empfangenen Erfassungsdaten. Die Antriebssteuervorrichtung 52 steuert den Servomotor 85 basierend auf einer durch die Empfangseinheit 66 von der numerischen Steuervorrichtung 50 empfangenen Steueranweisung und von dem Codierer 86 empfangenen Erfassungsdaten. Die Servomotoren 82 und 85 treiben die Kugelumlaufspindeln 89 und 90 an, so dass der Tisch 88, der auf den Kugelumlaufspindeln 89 und 90 sitzt, zu einer Position bewegt wird, die in den Steueranweisungen angezeigt ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 52 sendet Diagnosedaten und Erfassungsdaten von der Sendeeinheit 67 zu der Aufwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 56. Die Diagnosedaten sind Information, wie beispielsweise ein aktueller Zustand, eine Warnung und ein Alarm. Die Erfassungsdaten sind Information, wie beispielsweise eine Position, eine Geschwindigkeit und ein Strom, der zu der Zeit eines Steuerns des Servomotors 85 erfasst wird. Weil die Antriebssteuervorrichtung 51 auf der stromaufwärtigen Seite der Antriebssteuervorrichtung 52 angeordnet ist, werden die Diagnosedaten und die Erfassungsdaten, die durch die Antriebssteuervorrichtung 52 zu der Aufwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 56 gesendet sind, durch die Empfangseinheit 65 der Antriebssteuervorrichtung 51 direkt empfangen, d.h. ohne durch die numerische Steuervorrichtung 50 zu laufen.
Die Antriebssteuervorrichtung 51 vergleicht die durch die Empfangseinheit 65 empfangenen Erfassungsdaten mit ihren eigenen Erfassungsdaten und berechnet einen Synchronisationsfehler basierend auf dem Vergleich. Die Antriebssteuervorrichtung 51 erzeugt eine Synchronisationsfehlerkorrektur-Steueranweisung basierend auf dem berechneten Synchronisationsfehler und sendet diese Anweisung über die Sendeeinheit 63 und die Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 55 zu der Antriebssteuervorrichtung 52.
Die Empfangseinheit 66 der Antriebssteuervorrichtung 52 empfängt die zu der Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 55 gesendete Synchronisationsfehlerkorrektur-Steueranweisung. Die Antriebssteuervorrichtung 52 treibt Steuerungen des Servomotors 85 an, um den angewiesenen Synchronisationsfehler zu korrigieren.
Aufgrund der Differenz bezüglich der Kommunikationszyklen sendet die Antriebssteuervorrichtung 52 während der Zeit, während welcher die numerische Steuervorrichtung 50 eine Steueranweisung einmal zu der Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 55 sendet, Diagnosedaten und Erfassungsdaten zweimal zu der Antriebssteuervorrichtung 51 über die Aufwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 56 und sendet die Antriebssteuervorrichtung 51 die Synchronisationsfehlerkorrektur-Steueranweisung zweimal zu der Antriebssteuervorrichtung 52 über die Abwärtsstrecken-Kommunikationsleitung 55.
Wie es oben erklärt ist, ist es bei dem in 8 gezeigten Antriebssteuersystem möglich, die Synchronisationsfehlerkorrektur-Steueranweisung mit hoher Geschwindigkeit von der Antriebssteuervorrichtung 51 zu der Antriebssteuervorrichtung 52 zu senden, ohne dass sie durch den Steuerzyklus der numerischen Steuervorrichtung 50 beschränkt wird.
Die Position eines auf dem Tisch angebrachten Werkstücks kann sich aufgrund der Umgebungsbedingungen dynamisch ändern. Daher ist es nötig, die Positionsanweisung gemäß der aktuellen Position des Werkstücks zu korrigieren, und ist es auch nötig, die Zielposition gemäß Änderungen bezüglich der Umgebungsbedingungen zu ändern. Es ist möglich, ein Antriebssteuersystem zu konfigurieren, das die Positionssteuerung des Tischs genau ausführt, indem sie eine Bilderkennung an einem Bild des Werkstücks mit einer Bilderkennungsvorrichtung durchführt, wie es in 9 gezeigt ist, indem das herkömmliche Antriebssteuersystem verwendet wird.
9 ist ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels des Antriebssteuersystems gemäß der herkömmlichen Technik. Dieses Antriebssteuersystem enthält eine Bilderkennungsvorrichtung zusätzlich zu dem herkömmlichen in 8 gezeigten Antriebssteuersystem. In 9 sind Bezugszeichen der Bestandteilselemente gegenüber denjenigen in 8 geändert. Wie es in 9 gezeigt ist, sind eine Gesamtsteuervorrichtung 100, eine Pulserzeugungsvorrichtung 103 und eine Bilderkennungsvorrichtung 104, die mit der Gesamtsteuervorrichtung 100 verbunden sind, und eine an der Bilderkennungsvorrichtung 104 angebrachte Kamera 105 vorgesehen, sowie eine Anweisungs-Steuervorrichtung 101, die die numerische Steuervorrichtung 50 bei dem in 8 gezeigten Antriebssteuersystem ersetzen. Ein Werkstück 110 ist auf einem Tisch 106 gezeigt. Ein an einem mit einer gestrichelten Linie gezeichneten Kasten angebrachtes Bezugszeichen 111 bezeichnet einen Abbildungsbereich der Kamera 105.
Die Anweisungs-Steuervorrichtung 101 ist äquivalent zu der in 8 gezeigten numerischen Steuervorrichtung 50 und hat den Namen unterschiedlich von der numerischen Steuervorrichtung, um klarzustellen, dass die Anweisungs-Steuervorrichtung 101 eine Positionsanweisung erzeugt. Die Gesamtsteuervorrichtung 100 ist neu vorgesehen und sie hat eine Funktion zum Anordnen von Korrekturpositionsdaten durch den Abbildungsprozess und zum Einstellen und Ändern von Parametern der Anweisungs-Steuervorrichtung 101.
Spezifisch stellt die Gesamtsteuervorrichtung 100 Parameter zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 101 zur Startzeit der Steueroperation ein. Die Gesamtsteuervorrichtung 100 empfängt auch Information über Steuerergebnisse von der Pulserzeugungsvorrichtung 103 und der Bilderkennungsvorrichtung 104 und stellt Parameter zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 101 ein.
Weiterhin sendet die Anweisungs-Steuervorrichtung 101 Positionsanweisungsdaten 115 zu Antriebssteuervorrichtungen 102₁ und 102₂ . Codierer 109₁ und 109₂ erfassen aktuelle Positionen von Servomotoren 108₁ und 108₂ und senden diese Informationsstücke als Rückkoppel-Positionsanweisungsdaten 118 und 119 zu den Antriebssteuervorrichtungen 102₁ und 102₂ . Die Antriebssteuervorrichtungen 102₁ und 102₂ senden Zustandsdaten 116 von Diagnosedaten zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 101.
Die Antriebssteuervorrichtungen 102₁ und 102₂ wandeln die von den Codierern 109₁ und 109₂ empfangenen Rückkoppel-Positionsanweisungsdaten 118 und 119 in Rückkoppelpulse 120 und 121 um, die Pulskettensignale enthalten, und geben die Rückkoppelpulse 120 und 121 zu der Pulserzeugungsvorrichtung 103 und der Bilderkennungsvorrichtung 104 aus.
Die Pulserzeugungsvorrichtung 103 und die Bilderkennungsvorrichtung 104 zählen die Anzahl von Pulsen der Rückkoppelpulse 120, 121, um die aktuellen Positionen der aktuellen Positionen von den Servomotoren 108₁ und 108₂ zu erkennen, und führen eine vorbestimmte Operation basierend auf der Erkennung aus.
Anders ausgedrückt zählt die Pulserzeugungsvorrichtung 103 die Anzahl von Pulsen der Rückkoppelpulse 120, 121. Wenn die Zahl ein bestimmter eingestellter Wert wird, erzeugt die Pulserzeugungsvorrichtung 103 einen Triggerpuls der an der Bilderkennungsvorrichtung 104 angebrachten Kamera 105 und einen Verschlusspuls 122 einer Beleuchtungsvorrichtung, die nicht gezeigt ist, und gibt den Triggerpuls zu der Bilderkennungsvorrichtung 104.
Bei dem in 9 gezeigten Beispiel drehen die Servomotoren 108₁ und 108₂ Kugelumlaufspindeln 107₁ und 107₂ und bewegen den Tisch 106 zu einer horizontalen Richtung. Wenn der Tisch zu einer geeigneten Abbildungsstelle bewegt ist, erzeugt die Pulserzeugungsvorrichtung 103 einen Verschlusspuls 122 zum Abbilden des Werkstücks 110 auf dem Tisch 106 mit der Kamera 105.
Die Bilderkennungsvorrichtung 104 führt eine Bildverarbeitung der abgebildeten Daten des Werkstücks 110, das durch die Kamera 105 abgebildet ist, aus, um dadurch die Position des Werkstücks 110 zu erkennen. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel ist eine Positionierlinie 112 im Voraus als Stoppstelle des Tischs 106 eingestellt. Wenn das rechte Ende des Werkstücks 110 die Positionierlinie 112 erreicht, werden die Bilddaten des durch die Kamera 105 abgebildeten Werkstücks 110 für die Erkennungsdaten der Stoppposition verwendet, um den Tisch 106 zu stoppen.
Die Steuerung eines Stoppens des Tischs 106 basierend auf der Position des Werkstücks 110 kann wie folgt realisiert werden. Bei dem Prozess, bei welchem die Antriebssteuervorrichtungen 102₁ und 102₂ den Tisch 106 zu der voreingestellten Stoppposition bewegen, gibt die Bilderkennungsvorrichtung 104 den Verschlusspuls zur Kamera 105 und sendet die Positionsinformation des Werkstücks 110, das durch die Bilddaten des Werkstücks 110 erkannt ist, das durch die Kamera 105 abgebildet ist, zu der Gesamtsteuervorrichtung 100. Die Gesamtsteuervorrichtung 100 gibt die empfangene Positionsinformation zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 101.
Die Anweisungs-Steuervorrichtung 101 berechnet Positionsanweisungsdaten 115, die durch Korrigieren der Stoppposition basierend auf der Positionsinformation erhalten sind, und sendet die Positionsanweisungsdaten 115 zu den Antriebssteuervorrichtungen 102₁ und 102₂ . Mit dieser Anordnung treiben die Antriebssteuervorrichtungen 102₁ und 102₂ eine Steuerung der Servomotoren 108₁ und 108₂ an, um die Kugelumlaufspindeln 107₁ und 107₂ zu drehen und um den Tisch 106 bis dahin zu bewegen, wo das rechte Ende des Werkstücks 110 die Positionierlinie 112 erreicht.
Während die Pulserzeugungsvorrichtung 103 von der Bilderkennungsvorrichtung 104 in 9 getrennt ist, kann die Bilderkennungsvorrichtung eine Pulserzeugungsfunktion haben. In diesem Fall werden die Rückkoppelpulse 120 und 121 direkt zu der Bilderkennungsvorrichtung mit der Pulserzeugungsfunktion eingegeben, um die Verschlusssteuerung der Kamera 105, eine Abbildung und eine Bilderkennung auszuführen.

Patentdokument 1: Patentveröffentlichung Nr. 2002-52715

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
10 ist ein erklärendes Diagramm der Positionssteueroperation des in 9 gezeigten Tischs 106. Bei der Stopppositionsteuerung ist eine Erzeugungszeitgabe des Verschlusspulses 122 wichtig. Anders ausgedrückt kann dann, wenn der Verschlusspuls 122 bei einer zugeordneten Position richtig erzeugt werden kann, wie es in 10(a) gezeigt ist, das Werkstück 110 innerhalb eines Abbildungsbereichs 111 abgebildet werden, um dadurch die Position des Werkstücks 110 richtig zu erkennen.
Jedoch tritt bei der in 9 gezeigten Konfiguration eine Abweichung bezüglich der Erzeugungszeitgabe des Verschlusspulses 122 auf, aufgrund von welcher das Werkstück 110 teilweise aus dem Abbildungsbereich 111 herausgelangt, wie es in 10(b) gezeigt ist. Demgemäß kann die Position des Werkstücks 110 nicht richtig erkannt werden und kann das Werkstück 110 nicht durch die Positionierlinie 112 positioniert werden. Dies wird nachfolgend detailliert erklärt.
Anders ausgedrückt entspricht bei der in 9 gezeigten Konfiguration der Codierer 109₁ der Antriebssteuervorrichtung 102₁ und entspricht der Codierer 109₂ der Antriebssteuervorrichtung 102₂ . Auf diese Weise entsprechen die Antriebssteuervorrichtung und der Codierer einander in einer Eins-zu-Eins-Beziehung. Durch den Codierer erfasste Positionsinformation wird zu einer anderen Antriebssteuervorrichtung und der Anweisungs-Steuervorrichtung gesendet, nachdem sie einmal durch die entsprechende Antriebssteuervorrichtung läuft, und wird auch zu der Pulserzeugungsvorrichtung und der Bilderkennungsvorrichtung gesendet. Daher tritt eine Verzögerung in jeder Antriebssteuervorrichtung während einer Periode von da an, wenn der entsprechende Codierer Rückkoppelpositionsdaten eingibt, bis zu dahin, wenn die Antriebssteuervorrichtung den Rückkoppelpuls ausgibt, auf. Als Ergebnis tritt eine Verzögerung bezüglich der Verschlusszeitgabe zum Aufnehmen eines Bilds in der Bildverarbeitungsvorrichtung und der Pulserzeugungsvorrichtung auf und kann das Bild nicht bei der zugeordneten Position hereingenommen werden.
Während der Tisch gleichzeitig durch die zweiachsigen Kugelumlaufspindeln in 9 angetrieben wird, um mehrere Achsen in Koordination zu steuern, muss jede Antriebssteuervorrichtung jeden Servomotor ungeachtet von Variationen bezüglich der Charakteristiken der individuellen Servomotoren auf dieselbe Weise bezüglich der Position steuern. Zu diesem Zweck ist andauernd Positionsinformation von der anderen Antriebsachse nötig. Jedoch wird bei der in 9 gezeigten Konfiguration Positionsinformation des Codierers einer anderen Antriebswelle durch eine entsprechende andere Antriebssteuervorrichtung hereingenommen und wird über die Kommunikationsleitung zu der eigenen Antriebssteuervorrichtung gesendet. Daher tritt eine Sendeverzögerung, die nicht missachtet werden kann, bezüglich der Positionsinformation des Codierers der erhaltenen anderen Antriebswelle auf und kann eine richtige Koordinationssteuerung nicht erreicht werden.
Weiterhin managt die Gesamtsteuervorrichtung die Anweisungs-Steuervorrichtung, die Bilderkennungsvorrichtung und die Pulserzeugungsvorrichtung. Weil verschiedene Arten von Information immer über die Gesamtsteuervorrichtung ausgetauscht werden, erhöht sich die Belastung der Gesamtsteuervorrichtung. Daher kann die Gesamtsteuervorrichtung die Rückkopplung der Korrekturposition, die durch die Bilderkennungsvorrichtung erkannt wird, nicht dauernd mit hoher Geschwindigkeit steuern. Bei dem in 10(b) gezeigten Beispiel muss die Positionsinformation des Werkstücks, das durch die Bilderkennungsvorrichtung erkannt ist, zu der Anweisungs-Steuervorrichtung gesendet werden, und müssen die Anweisungsdaten für eine korrigierte Position zu der Antriebssteuervorrichtung gesendet werden, bevor der Tisch die Positionierlinie erreicht. Jedoch ist diese Operation bei dem Beispiel schwierig.
Weiterhin erreichen dann, wenn sich die Anzahl von jeder der Antriebssteuervorrichtung, der Bilderkennungsvorrichtung und der Pulserzeugungsvorrichtung erhöht, die Menge an Daten, die zu der Kommunikationsleitung gesendet werden können, und die Sendegeschwindigkeit die obere Grenze, weil der Kommunikationszyklus und die Kommunikationsleitung fest sind, selbst wenn jede der Antriebssteuervorrichtung, der Bilderkennungsvorrichtung und der Pulserzeugungsvorrichtung ihre eigene Verarbeitungskapazität hat. Folglich kann die Anweisungs-Steuervorrichtung Positionsanweisungsdaten und Zustandsdaten nicht zu allen Antriebssteuervorrichtungen innerhalb der Zeit des Kommunikationszyklus senden.
Zusätzlich erhöht sich dann, wenn sich die Drehzahl des Servomotors erhöht, die Häufigkeit der Rückkoppelpulse zu der Bilderkennungsvorrichtung und der Pulserzeugungsvorrichtung. Daher erniedrigt sich die Qualität des Pulses, und es gibt einen Einfluss eines Rauschens. Demgemäß muss die Drehzahl des Servomotors begrenzt werden und muss der Senderabstand erniedrigt werden.
Zusammengefasst muss die Information des Codierers, der einen Verschlusspuls erzeugt, insgesamt zu der Pulserzeugungsvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit gesendet werden. Die Antriebssteuervorrichtung muss nicht nur die Information des Codierers der eigenen Vorrichtung, sondern auch die Information eines anderen Codierers, mit hoher Geschwindigkeit hereinnehmen, und muss die Positioniersteuerung durch Berücksichtigen einer Differenz bzw. eines Unterschieds von Positionen und Variationen bezüglich Charakteristiken ausführen. Zu diesem Zweck muss Detektionsinformation einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise eines Codierers, als Kommunikationsdaten direkt zu einer anderen Antriebssteuervorrichtung, der Pulserzeugungsvorrichtung, der Bilderkennungsvorrichtung und der Anweisungs-Steuervorrichtung über die Kommunikationsleitung gesendet werden, ohne über die Antriebssteuervorrichtung gesendet zu werden. Bei dieser Anordnung muss eine Sendeverzögerung, die aufgrund des Laufens durch die Antriebssteuervorrichtung erzeugt wird, erniedrigt werden.
Nicht nur Information von den Codierern zu der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, sondern auch zu der Antriebssteuervorrichtung und der Pulserzeugungsvorrichtung, Anweisungsinformation zwischen höheren Steuervorrichtungen, wie beispielsweise der Bilderkennungsvorrichtung, der Gesamtsteuervorrichtung, der Anweisungs-Steuervorrichtung und der Antriebssteuervorrichtung muss effizient mit hoher Geschwindigkeit gesendet werden. Daher muss zu diesem Zweck Information, die für die Antriebssteuerung nötig ist, wie beispielsweise Positionsanweisungsinformation und Rückkoppel-Positionsinformation, effizient mit hoher Geschwindigkeit zwischen der Gesamtsteuervorrichtung, der Anweisungs-Steuervorrichtung, der Antriebssteuervorrichtung, der Bilderkennungsvorrichtung, der Pulserzeugungsvorrichtung und der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise einem Codierer, gesendet werden.
Jedoch erfordert beim Vornehmen der oben beschriebenen Maßnahme dann, wenn die Kommunikationsgeschwindigkeit jeder Vorrichtung, wie beispielsweise eines Codierers, sich erhöht und die Anzahl von Vorrichtungen (die Anzahl von Motoren) sich zusammen mit der Erhöhung der Geschwindigkeit einer Antriebssteuerung und einer Erhöhung der Anzahl von Achsen erhöht, eine Gruppe von Datenkommunikationsleitungen eine Hochgeschwindigkeitskommunikation von Rückkoppel-Positionsinformation. Daher wird eine wesentliche Erhöhung einer Kommunikationsgeschwindigkeit der Datenkommunikationsleitungen nötig. Als Ergebnis muss eine Kommunikationsqualität einer Hochgeschwindigkeitskommunikation sichergestellt werden, und dies resultiert in einer Kostenerhöhung.
Weiterhin kann die Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen der Anweisungs-Steuervorrichtung und der Antriebssteuervorrichtung langsamer als die Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen der Antriebssteuervorrichtung und der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise dem Codierer, sein. Daher dürfen alle Kommunikationsleitungen nicht einheitlich auf dieselbe Kommunikationsgeschwindigkeit (einen Zyklus) eingestellt werden. Die Kommunikationsleitung zwischen den Vorrichtungen in dem Antriebssteuersystem ist fest, und es gibt eine Grenze für die Kommunikationsleitung in Abhängigkeit von dem Typ von Vorrichtungen und Verarbeitungsinhalt.
Andererseits sind gemäß dem im Patentdokument 1 offenbarten Antriebssteuersystem zwei Arten von Kommunikationsleitungen der Datensende-Kommunikationsleitung und der Datenempfangs-Kommunikationsleitung für die Anweisungs-Steuervorrichtung zwischen den Vorrichtungen konfiguriert. Eine Datenkommunikation wird in einem konstanten Kommunikationszyklus in diesen Datenkommunikationsleitungen ausgeführt. Gemäß diesem Kommunikationszyklus können dann, wenn die Anzahl von Vorrichtungen (die Anzahl von Motoren) die Kapazität übersteigt, die eine Datenmenge handhaben kann, die Vorrichtungen eine Kommunikation nicht ausführen. Daher müssen Kommunikationsleitungen zwischen den Vorrichtungen unter einem neuen Gesichtspunkt aufgebaut werden.
Um diese Maßnahme zu erreichen, muss eine Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise ein Codierer, ein Grenzschalter und ein Beschleunigungssensor, dazu fähig sein, mit anderen Vorrichtungen zu kommunizieren, und nicht nur mit entsprechenden Vorrichtungen zu kommunizieren. Jedoch ist gemäß dem Antriebssteuersystem, das im Patentdokument 1 offenbart ist, die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise ein Codierer, ein Grenzschalter und ein Beschleunigungssensor, konfiguriert, um mit nur den entsprechenden Vorrichtungen zu kommunizieren, und ist nicht konfiguriert, um direkt mit anderen Vorrichtungen zu kommunizieren. Daher müssen Kommunikationsleitungen unter einem neuen Gesichtspunkt aufgebaut werden.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Probleme erreicht worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssteuersystem und eine Maschinen-Steuervorrichtung zu erhalten, die Detektionsinformation einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise eines Codierers, mit minimaler Sendeverzögerung mit hoher Geschwindigkeit effizient senden können.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Antriebssteuersystem und eine effiziente Maschinen-Steuervorrichtung zu erhalten, die die Belastung einer Gesamtsteuervorrichtung erniedrigen können.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssteuersystem und eine Maschinen-Steuervorrichtung zu erhalten, die Information mit hoher Geschwindigkeit senden können, indem der Einfluss von Rauschen erniedrigt wird, selbst wenn Vorrichtungen in einem langen Abstand voneinander angeordnet sind.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Um die obigen Aufgaben zu erreichen, enthält gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Antriebssteuersystem eine Anweisungs-Steuervorrichtung, die eine Anweisung zur Antriebssteuerung eines Motors erzeugt, der eine Antriebswelle eines zu steuernden Objekts steuert, eine Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die eine physikalische Größe, wie beispielsweise Positionsinformation und Geschwindigkeitsinformation, des gesteuerten Objekts detektiert, die durch die durch den Motor gesteuerte Antriebswelle geändert ist, und eine Antriebssteuervorrichtung, die ein Antriebssteuersignal zu dem Motor basierend auf der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung erzeugten Anweisung und der durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe. Eine Datenkommunikationsleitung ist vorgesehen, um zwischen der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe und der Antriebssteuervorrichtung parallel geschaltet zu sein. Die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe wandelt eine erfasste physikalische Größe in ein Kommunikationsdatenformat um und sendet die Kommunikationsdaten zu der Datenkommunikationsleitung einem Kommunikationszyklus folgend, der durch die Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist, und die Antriebssteuervorrichtung empfängt die Daten für eine physikalische Größe von der Datenkommunikationsleitung dem Kommunikationszyklus folgend, der durch die Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise ein Codierer, Detektionsinformation effizient und mit hoher Geschwindigkeit mit minimaler Sendeverzögerung zu der Antriebssteuervorrichtung senden.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat einen Effekt zum Erhalten eines Antriebssteuersystems, das Detektionsinformation einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise eines Codierers, mit minimaler Sendeverzögerung effizient mit hoher Geschwindigkeit senden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Antriebssteuersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären eines Prozesses, bei welchem eine Maschinen-Steuervorrichtung und eine Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die in 1 gezeigt sind, eine Steueroperation durch Austauschen von Kommunikationsdaten über Datenkommunikationsleitungen erreichen.
3 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Antriebssteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären einer Operation von Kommunikationsdatenaustäuschen über Datenkommunikationsleitungen, die durch eine Maschinen-Steuervorrichtung und eine Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die in 3 gezeigt sind, ausgeführt wird.
5 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Antriebssteuersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären einer Operation von Kommunikationsdatenaustäuschen über Datenkommunikationsleitungen, die durch eine Maschinen-Steuervorrichtung und eine Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die in 5 gezeigt sind, ausgeführt werden.
7 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Maschinen-Steuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels eines herkömmlichen Antriebssteuersystems.
9 ist ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels eines Antriebssteuersystems gemäß einer herkömmlichen Technik, zum Aufbauen einer Bilderkennungsvorrichtung in dem herkömmlichen Antriebssteuersystem, das in 8 gezeigt ist.
10 ist ein erklärendes Diagramm einer Positionssteueroperation eines Tischs, der in 9 gezeigt ist.
BESTE ART(EN) ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsbeispiele eines Antriebssteuersystems und einer Maschinen-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt werden.
Erstes Ausführungsbeispiel.
1 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Antriebssteuersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 ist ein Konfigurationsbeispiel eines Antriebssteuersystems, in das eine Bilderkennungsvorrichtung eingebaut ist, um das Verstehen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wie bei dem herkömmlichen Beispiel (9). Daher sind in 1 Bestandteilselemente, die identisch mit oder äquivalent zu denjenigen sind, die in 9 gezeigt sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Eine Gesamtsteuervorrichtung 1, eine Anweisungs-Steuervorrichtung 2, Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , eine Pulserzeugungsvorrichtung 4, eine Bilderkennungsvorrichtung 5 und Codierer 6₁ und 6₂ , die mit anderen Bezugszeichen gegenüber denjenigen in 9 bezeichnet sind, sind bezüglich ihrer Hauptfunktionen gleich denjenigen, die in 9 gezeigt sind, sind aber bezüglich Kommunikationsmoden zwischen Vorrichtungen unterschiedlich. In 1 sind eine Verbindungsleitung, die zwischen der Antriebssteuervorrichtung 3₁ und dem Servomotor 108₁ vorhanden ist, und eine Verbindungsleitung, die zwischen der Antriebssteuervorrichtung 3₂ und dem Servomotor 108₂ vorhanden ist, weggelassen.
In der vorliegenden Beschreibung werden Hauptvorrichtungen, die das Antriebssteuersystem bilden, wie beispielsweise die Anweisungs-Steuervorrichtung 2, die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5, einfach "Maschinen-Steuervorrichtung" genannt, außer dort, wo es erforderlich ist, dass diese Vorrichtungen spezifisch getrennt zu nennen sind. In 1 werden diese Vorrichtungen gemeinsam Maschinen-Steuervorrichtung 9 genannt. In 1 sind nur die Codierer 6₁ und 6₂ als Positionssensoren gezeigt, und zwar unter einem derartigen Gesichtspunkt, dass das bei dem herkömmlichen Beispiel (9) gezeigte Antriebssystem unter einem anderen Gesichtspunkt konfiguriert ist. Jedoch verwendet das Antriebssystem im Allgemeinen auch einen Geschwindigkeitssensor, einen Drehmomentsensor und einen Temperatursensor. Weil diese Vorrichtungen eine physikalische Größe detektieren, die für die Maschinen-Steuervorrichtung zum Arbeiten nötig ist, werden die Vorrichtungen auch einfach "Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe" genannt, außer dort, wo es erforderlich ist, dass diese Vorrichtungen spezifisch separat genannt werden. In 1 sind die Codierer 6₁ und 6₂ gemeinsam Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11 genannt. Wenn die Vorrichtungen die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11 genannt sind, ist ein nicht gezeigter Geschwindigkeitssensor auch in dieser Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe enthalten.
Die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5 sind als Hilfsvorrichtungen positioniert, die die Gesamtantriebssteuerung unterstützen. Daher werden die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5 einfach gemeinsam "Hilfs-Steuervorrichtung" genannt, außer dort, wo es erforderlich ist, dass diese Vorrichtungen spezifisch getrennt genannt werden. Jedoch sind die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5 ein Beispiel der Hilfs-Steuervorrichtung. Wenn das Antriebssteuersystem ein Robotersystem ist, ist ein visueller Sensor (eine Bilderkennungsvorrichtung) des Roboters die Hilfs-Steuervorrichtung. Anders ausgedrückt ist bei der vorliegenden Erfindung die Hilfs-Steuervorrichtung eine Hilfsvorrichtung, die Daten für eine physikalische Größe, die durch verschiedene Arten von Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe erfasst sind, in Rückkoppelinformation zu der Anweisungs-Steuervorrichtung verarbeitet, um eine Antriebssteuerung mit hoher Geschwindigkeit, Flexibilität und in hoher Genauigkeit zu erreichen.
Ungleich dem herkömmlichen Beispiel (9) kommuniziert die Gesamtsteuervorrichtung 1 mit nur der Anweisungs-Steuervorrichtung, wie es in 1 gezeigt ist. Die Anweisungs-Steuervorrichtung 2, die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5 tauschen Kommunikationsdaten eines vorbestimmten Formats über eine erste Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 aus, die zwei Datenkommunikationsleitungen 8₁ und 8₂ enthält.
Spezifisch werden die von einer Sendeeinheit 12a der Anweisungs-Steuervorrichtung 2 ausgegebenen Kommunikationsdaten in Empfangseinheiten 13b, 13c, 13d und 13e von jeweils der Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 über die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe 8₁ hereingenommen. Die von Sendeeinheiten 12b, 12c, 12d, 12e von jeweils den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 ausgegebenen Kommunikationsdaten werden in eine Empfangseinheit 13a der Anweisungs-Steuervorrichtung 2 über die erste Datenkommunikationsleitung 8₂ hereingenommen.
Die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5 und die Codierer 6₁ , ausschließlich der Anweisungs-Steuervorrichtung 2, aus der Maschinen-Steuervorrichtung 9, und die Codierer 6₁ und 6₂ als die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11 können Kommunikationsdaten einer vorbestimmten Form über eine zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 miteinander austauschen, die jeweils vier Datenkommunikationsleitungen 10₁ , 10₂ , 10₃ und 10₄ enthält.
Spezifisch werden die von einer Sendeeinheit 18a des Codierers 6₁ ausgegebenen Kommunikationsdaten in Empfangseinheiten 14a, 14b, 14c und 14d von jeweils den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 über die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe 10₁ hereingenommen. Die von Sendeeinheiten 15a, 15b, 15c, 14dk von jeweils den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 ausgegebenen Kommunikationsdaten werden in eine Empfangseinheit 19a des Codierers 6₁ über die zweite Datenkommunikationsleitung 10₂ hereingenommen.
Die von einer Sendeeinheit 18b des Codierers 6₂ ausgegebenen Kommunikationsdaten werden in Empfangseinheiten 16a, 16b, 16c und 16d von jeweils den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 über die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe 10₃ hereingenommen. Die von Sendeeinheiten 17a, 17b, 17c und 17d von jeweils den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ , der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 ausgegebenen Kommunikationsdaten werden in eine Empfangseinheit 19b des Codierers 6₂ über die zweite Datenkommunikationsleitung 10₄ hereingenommen.
Die Steueroperation des Antriebssteuersystems, das in 1 gezeigt ist, wird als nächstes unter Bezugnahme auf 1 und 2 erklärt. 2 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären des Prozesses, bei welchem die Maschinen-Steuervorrichtung und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die in 1 gezeigt sind, die Steueroperation durch Austauschen der Kommunikationsdaten über die Datenkommunikationsleitungen erreichen.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Kommunikationszyklus der zweiten Kommunikationsleitungsgruppe 10 (hierin nachfolgend auch "zweiter Kommunikationszyklus") kürzer als der Kommunikationszyklus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 (hierin nachfolgend auch "erster Kommunikationszyklus"). Bei der Erzeugungszeitgabe des Kommunikationszyklus in der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 eilt die Phase der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ gegenüber der Phase der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ vor. Bei der Erzeugungszeitgabe des Kommunikationszyklus in der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 ist die Phase der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ dieselbe wie die Phase der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ . Jedoch eilt die Phase der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ gegenüber der Phase der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₂ vor und eilt die Phase der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ gegenüber der Phase der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ vor.
In 1 stellt die Gesamtsteuervorrichtung 1 Parameter zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 2 zu der Startzeit der Steueroperation ein und weist sie an. Die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 erzeugt zuerst eine Positionsanweisung nach dem Einstellen und der Anweisung von der Gesamtsteuervorrichtung 1 und sendet Kommunikationsdaten eines vorbestimmten Formats mit der Positionsanweisung als Inhalt und den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ als Zielorte zu der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ in jedem Kommunikationszyklus synchron zu dem Kommunikationszyklus.
In 2 werden eine (i)-Anweisung und eine (i + 1)-Anweisung sequenziell zu der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ gesendet. Die (i)-Anweisung (S2), die die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 erzeugt und sendet, wird erklärt. Die (i)-Anweisung (S1) wird in die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ in demselben Kommunikationszyklus (S2) hereingenommen.
Andererseits erfassen die Codierer 6₁ und 6₂ Rückkoppelpositionen der Servomotoren 108₁ und 108₂ . Der Codierer 6₁ sendet die erfassten Rückkoppelpositionsdaten zu der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ synchron zu dem zweiten Zyklus und der Codierer 6₂ sendet die erfassten Rückkoppelpositionsdaten zu der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ synchron zu dem zweiten Zyklus. Weil der zweite Kommunikationszyklus kürzer als der erste Kommunikationszyklus ist, senden die Codierer 6₁ und 6₂ mehrere Rückkoppelpositionsdaten innerhalb der Periode des ersten Kommunikationszyklus.
In diesem Fall senden die Codierer 6₁ und 6₂ gleichzeitig die Rückkoppelpositionsdaten desselben Inhalts, das heißt die Rückkoppelpositionsdaten mit den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ als Zielorte, und die Rückkoppelpositionsdaten mit der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 als Zielort.
In 2 sendet der Codierer 6₁ nahe dem Kommunikationszyklus, in welchem die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 die Anweisung (S1) erzeugt und sendet, gleichzeitig Rückkoppelpositionsdaten "j₁– 1", "j₁" und "j₁ + 1", das heißt Rückkoppelpositionsdaten (S3) mit den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ als Zielorte und Rückkoppelpositionsdaten (S4) mit der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 als Zielorte, zu der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ .
Der Codierer 6₂ sendet gleichzeitig Rückkoppelpositionsdaten "j₂ – 1", "j₂" und "j₂ + 1", das heißt Rückkoppelpositionsdaten (S3) mit den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ als Zielorte und Rückkoppelpositionsdaten (S4) mit der Pulserzeugungsvorrichtung 4 und der Bilderkennungsvorrichtung 5 als Zielorte, zu der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ .
Daher können die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ die Rückkoppelpositionsdaten (S3) der Servomotoren 108₁ und 108₂ , die die Codierer 6₁ und 6₂ erfassen und erzeugen, in demselben Kommunikationszyklus wie demjenigen hereinnehmen, in welchem die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 die (i)-Anweisung (S1) erzeugt und sendet.
Die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ führen gleichzeitig Positioniersteuerungen (S5a), (S5b) basierend auf der (i)-Anweisung (S1) in dem nächsten Kommunikationszyklus des ersten Datenkommunikationszyklus aus, in welchem die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 die (i)-Anweisung (S1) erzeugt und sendet. In diesem Fall können die Rückkoppelpositionsdaten (S3) der Servomotoren 108₁ und 108₂ , die die Codierer 6₁ und 6₂ erfassen und erzeugen, bei der auszuführenden Positioniersteuerung berücksichtigt werden.
Dies wird nachfolgend detailliert erklärt. In 1 wird der Tisch 106 gleichzeitig durch die zwei Achsen-Kugelumlaufspindeln 107₁ und 107₂ angetrieben. Daher können die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ die Positioniersteuerung der Servomotoren 108₁ und 108₂ ungeachtet von Variationen bezüglich der Charakteristiken der Servomotoren 108₁ und 108₂ auf dieselbe Weise ausführen. Zu diesem Zweck müssen die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ nicht nur die Information der Codierer für die eigene Vorrichtung holen, sondern auch die Information von Codierern für andere Vorrichtungen, und die Positioniersteuerung durch Berücksichtigen eines Unterschieds von Positionen und Variationen bezüglich Charakteristiken ausführen.
Diesbezüglich können gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie es oben beschrieben ist, die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ die Rückkoppelpositionsdaten (S3) der Servomotoren 108₁ und 108₂ , die die Codierer 6₁ und 6₂ erfassen und erzeugen, in demselben Kommunikationszyklus wie demjenigen hereinnehmen, in welchem die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 die (i)-Anweisung (S1) erzeugt und sendet. Daher kann die Antriebssteuervorrichtung 3₁ gleichzeitig die Information des Codierers 6₂ sowie die Information des Codierers 6₁ erhalten. Die Antriebssteuervorrichtung 3₂ kann auch auf die gleiche Weise arbeiten.
Daher können die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ die Positioniersteuerung durch Berücksichtigen des Unterschieds von Steuerpositionen der wechselseitigen Servomotoren und von Variationen bezüglich Charakteristiken ausführen. Weil die Codierer 6₁ , 6₂ Rückkoppelpositionsdaten von jedem Servomotor mit einer hohen Häufigkeit eingeben, können die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ die Positioniersteuerung in einer hohen Genauigkeit ausführen.
Die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5 können die Rückkoppelpositionsdaten (S4) der Servomotoren 108₁ und 108₂ , die die Codierer 6₁ und 6₂ erfassen und erzeugen, in demselben Kommunikationszyklus wie demjenigen hereinnehmen, in welchem die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 die (i)-Anweisung (S1) erzeugt und sendet.
Daher können die Pulserzeugungsvorrichtung 4 und die Bilderkennungsvorrichtung 5 die Kamera 105 unter Verwendung der Rückkoppelpositionsdaten (S4) der Servomotoren 108₁ und 108₂ , die von den Codierern 6₁ und 6₂ erhalten sind, steuern, um einen Korrekturpositionserkennungsprozess (S6) von dem aufgenommenen Bild des Werkstücks 110 ohne Verzögerung in dem ersten Kommunikationszyklus wie demjenigen auszuführen, in welchem die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ gleichzeitig Positioniersteuerungen (S5a), (S5b) ausführen.
Die Operation wird nachfolgend spezifisch erklärt. Die Pulserzeugungsvorrichtung 4 überwacht die Rückkoppelpositionsdaten (S4) und erzeugt einen Triggerpuls, wie beispielsweise einen Verschlusspuls der Kamera 105 und einer an der Bilderkennungsvorrichtung 5 angebrachten Belichtungsvorrichtung bei einem bestimmten eingestellten Wert. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel bewegen die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ den Tisch 106 in horizontaler Richtung durch Drehen der Kugelumlaufspindeln 107₁ und 107₂ mit den Servomotoren 108₁ und 108₂ . Wenn sich der Tisch 106 zu einer geeigneten Abbildungsstelle bewegt, erzeugt die Pulserzeugungsvorrichtung 4 einen Verschlusspuls für die Kamera 105, um das Werkstück 110 auf dem Tisch 106 abzubilden.
Die Bilderkennungsvorrichtung 5 führt eine Abbildungsverarbeitung des Bilds des mit der Kamera 105 aufgenommenen Werkstücks 110 aus, um den Korrekturpositionserkennungsprozess (S6) des Antriebserkennungssystems auszuführen, das die Position des Werkstücks 110 erkennt. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Positionierlinie 112 im Voraus als die Stoppstelle des Tischs 106 eingestellt. Zur Zeit eines Stoppens des Tischs 106 führt die Bilderkennungsvorrichtung 5 dann, wenn das rechte Ende des Werkstücks 110 die Positionierlinie 112 erreicht, den Korrekturpositionserkennungsprozess (S6) durch Verwenden der Erkennungsdaten der Position des Werkstücks 110 aus, um die Korrekturposition zu messen.
Die mit dem Korrekturpositionserkennungsprozess (S6) durch die Bilderkennungsvorrichtung 5 gemessene Korrekturposition wird zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 2 über die erste Datenkommunikationsleitung 8₂ (S7) gesendet. Die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 erzeugt eine (k)-Anweisung (S8) als Korrekturposition in dem Kommunikationszyklus, der dem ersten Kommunikationszyklus am nächsten ist, in welchem die Bilderkennungsvorrichtung 5 den Korrekturpositionserkennungsprozess (S6) ausführt. Die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 sendet die Korrekturpositionsanweisung zu der Antriebssteuervorrichtung 3₁ und der Antriebssteuervorrichtung 3₂ über die erste Datenkommunikationsleitung 8₁ (S9). Die Antriebssteuervorrichtung 3₁ und die Antriebssteuervorrichtung 3₂ führen gleichzeitig eine (k)-Positioniersteuerung (S10a), (S10b) nach der Korrekturpositionsanweisung in dem Kommunikationszyklus aus, der dem ersten Kommunikationszyklus am nächsten ist, in welchem die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 den (k)-Anweisungserzeugungsprozess (S8) ausführt.
Während die Pulserzeugungsvorrichtung 4 in 1 von der Bilderkennungsvorrichtung 5 getrennt gezeigt ist, kann die Bilderkennungsvorrichtung die Pulserzeugungsfunktion speichern. In diesem Fall werden, um den Verschlusspuls der Kamera und der angebrachten Belichtungsvorrichtung zu erzeugen, die Rückkoppelpositionsdaten (..., j₁ – 1, j₁, j₁ + 1, ...) des Codierers 6₁ und die Rückkoppelpositionsdaten (..., j₂ – 1, j₂, j₂ + 1, ...) des Codierers 6₂ zu der Bilderkennungsvorrichtung mit der Pulserzeugungsfunktion gesendet und erzeugt die Bilderkennungsvorrichtung den Verschlusspuls und führt die Bildsteuerung der Kamera aus.
Das Obige erklärt die folgende Operation. Während der Bewegung des Tischs 106 zu einer Stoppposition, die im Voraus eingestellt ist, erkennt die Bilderkennungsvorrichtung, 5 die Position des Werkstücks 110 aus dem Bild innerhalb eines Bildbereichs 111, der durch die Kamera 105 aufgenommen ist, und gibt diese Positionsinformation direkt zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 2. Die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 berechnet eine Korrekturanweisung aus der Positionsinformation des Werkstücks 110 und sendet die Korrekturposition zu den Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ . Die Operation wird in jedem Kommunikationszyklus wiederholt. Mit dieser Anordnung führen die Antriebssteuervorrichtungen 3₁ und 3₂ eine Antriebssteuerung der Motoren 108₁ und 108₂ aus, um die Kugelumlaufspindeln 107₁ und 107₂ zu drehen, und den Tisch 106 bis dahin zu bewegen, wenn das rechte Ende des Werkstücks 110 die Linie 112 erreicht.
Wie es aus dem Operationsbeispiel verstanden werden kann, kann die Positioniersteuerung unter Berücksichtigung einer Reihe von Positionskorrekturen, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden, unter Verwendung von nur der Maschinen-Steuervorrichtung 9 ausgeführt werden, die die Anweisungs-Steuervorrichtung 2 und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11 enthält, und die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 und die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe 10, ohne ein Vorhandensein der Gesamtsteuervorrichtung 1.
In diesem Fall ist die Kommunikationsgeschwindigkeit der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 auf schneller als die Kommunikationsgeschwindigkeit der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 eingestellt und detektiert und sendet die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11 eine physikalische Größe mit einer höheren Häufigkeit als derjenigen der Steuerinformation, wie beispielsweise einer Positionsanweisung zum Steuern der Maschinen-Steuervorrichtung 9. Daher kann eine Positioniersteuerung unter Berücksichtigung der Reihe einer Positionskorrektur in einer hohen Genauigkeit bzw. Präzision ausgeführt werden.
Wie es oben erklärt ist, sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine Maschinen-Steuervorrichtung (eine Antriebssteuervorrichtung, eine Hilfs-Steuervorrichtung), die ein Antriebssteuersystem bildet, und eine Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die eine physikalische Größe, wie beispielsweise Positionsinformation, die für die Maschinen-Steuervorrichtung zum Arbeiten nötig ist, detektiert, miteinander über eine Datenkommunikationsleitung verbunden. Durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierte Information für eine physikalische Größe wird direkt synchron zu einer optionalen Maschinen-Steuervorrichtung auf der Datenkommunikationsleitung in einem konstanten Zyklus gesendet. Daher kann eine Kommunikationsverzögerung erniedrigt werden und kann Information über eine physikalische Größe mit hoher Geschwindigkeit gesendet werden. Daher können Maschinen-Steuervorrichtungen (eine Antriebssteuervorrichtung, eine Hilfs-Steuervorrichtung), die ein Antriebssteuersystem bilden, miteinander kooperieren, um eine Steuerung synchron mit hoher Geschwindigkeit auszuführen.
In diesem Fall sind Maschinen-Steuervorrichtungen (eine Anweisungs-Steuervorrichtung, eine Antriebssteuervorrichtung, eine Hilfs-Steuervorrichtung) durch die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe miteinander verbunden, die Steuerinformation, wie beispielsweise Positionsanweisungsinformation, in einem konstanten Zyklus synchron senden. Jede Vorrichtung der Maschinen-Steuervorrichtungen (die in 1 ausgeschlossene Anweisungs-Steuervorrichtung kann auch enthalten sein) und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe sind durch die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe miteinander verbunden, die Information für eine physikalische Größe (Positionsinformation und ähnliches), die durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektiert ist, zu einer optionalen der Maschinen-Steuervorrichtungen, die andere als die Anweisungs-Steuervorrichtung sind, in einem konstanten Zyklus synchron sendet, der kürzer als der Kommunikationszyklus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe ist. Daher kann jede Maschinen-Steuervorrichtung Information für eine physikalische Größe mit hoher Häufigkeit erhalten und kann eine Steuergenauigkeit verbessern. In einem Sende- und Empfangssystem in Bezug auf die Datenkommunikationsleitungsgruppe können Teile für eine Kommunikation mit geringen Kosten und niedriger Geschwindigkeit verwendet werden. Daher können Kosten in Bezug auf eine Kommunikation erniedrigt werden.
Jede der Maschinen-Steuervorrichtungen und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe können Steuerinformation und Information für eine physikalische Größe direkt austauschen. Daher muss Steuerinformation einer anderen Maschinen-Steuervorrichtung (beispielsweise einer Bilderkennungsvorrichtung und einer Pulserzeugungsvorrichtung) nicht über die Gesamtsteuervorrichtung kommuniziert werden und kann die Belastung der Gesamtsteuervorrichtung erniedrigt werden.
Zusätzlich können deshalb, weil die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe und die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe Daten in dem numerischen Datenformat eines vorbestimmten Formats senden, Kommunikationsfehler auf einfache Weise verarbeitet werden. Eine Qualitätsverschlechterung eines Pulssignals tritt bei dem direkten Senden eines Pulskettensignals hoher Frequenz nicht auf und ein Einfluss eines Rauschens ist ebenso kaum vorhanden. Beispielsweise wird Positionsinformation vom Codierer, ohne von der Drehzahl des Servomotors abzuhängen, als numerische Daten über die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe direkt zu der Pulserzeugungsvorrichtung oder der Bilderkennungsvorrichtung gesendet. Daher können Probleme eines Rauschens effektiv vermieden werden. Folglich kann ein Sendeabstand zwischen Vorrichtungen erniedrigt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel.
3 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Antriebssteuersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein detailliertes Beispiel (Teil 1) eines Datenkommunikationsverfahrens zwischen den Vorrichtungen, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel erklärt ist, erklärt. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist es erklärt, dass die Anweisungs-Steuervorrichtung nicht mit einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe kommuniziert. Jedoch kommuniziert die Anweisungs-Steuervorrichtung mit einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe in Abhängigkeit von Charakteristiken des aufzubauenden Antriebssteuersystems. Daher wird es in 3 erklärt, dass die Anweisungs-Steuervorrichtung mit der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe kommunizieren kann.
Bei dem in 3 gezeigten Antriebssteuersystem sind die Gesamtsteuervorrichtung 1, eine Anweisungs-Steuervorrichtung 20 und Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ als Maschinen-Steuervorrichtungen und Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ gezeigt. Die in 1 gezeigte Hilfs-Steuervorrichtung ist weggelassen. Die Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ sind Positionssensoren (Codierer) und Geschwindigkeitssensoren.
Die Gesamtsteuervorrichtung 1 kommuniziert mit nur der Anweisungs-Steuervorrichtung 20. Die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 kommuniziert mit den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ über die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe 8. Die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 enthält vier Datenkommunikationsleitungen 8₁ , 8₂ , 8₃ und 8₄ . Anders ausgedrückt hat jede der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 und der Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ eine Sende- und Empfangseinheit, die individuell auf die vier Datenkommunikationsleitungen 8₁ , 8₂ , 8₃ und 8₄ zugreifen kann.
Anders ausgedrückt enthält die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 eine Sende- und Empfangseinheit 23a, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 23b, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 23c, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₃ verbunden ist, und eine Sende- und Empfangseinheit 23d, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₄ verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 21₁ enthält eine Sende- und Empfangseinheit 24a, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 24b, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 24c, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₃ verbunden ist und eine Sende- und Empfangseinheit 24d, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₄ verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 21₂ enthält eine Sende- und Empfangseinheit 25a, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 25b, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 25c, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₃ verbunden ist, und eine Sende- und Empfangseinheit 25d, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₄ verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 21₃ enthält eine Sende- und Empfangseinheit 26a, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 26b, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 26c, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₃ verbunden ist, und eine Sende- und Empfangseinheit 26d, die mit der ersten Datenkommunikationsleitung 8₄ verbunden ist.
Die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 enthält vier Datenkommunikationsleitungen 10₁ , 10₂ , 10₃ und 10₄ . Jede der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 und der Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ hat eine Sende- und Empfangseinheit, die individuell auf die vier Datenkommunikationsleitungen 10₁ , 10₂ , 10₃ und 10₄ zugreifen kann.
Anders ausgedrückt enthält die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 eine Sende- und Empfangseinheit 23e, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 23f, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 23g, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₂ verbunden ist, und eine Sende- und Empfangseinheit 23h, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 21₁ enthält eine Sende- und Empfangseinheit 24e, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 24f, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 24g, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₂ verbunden ist, und eine Sende- und Empfangseinheit 24h, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 21₂ enthält eine Sende- und Empfangseinheit 25e, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 25f, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 25g, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₂ verbunden ist, und eine Sende- und Empfangseinheit 25h, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 21₃ enthält eine Sende- und Empfangseinheit 26e, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 26f, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ verbunden ist, eine Sende- und Empfangseinheit 26g, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₂ verbunden ist, und eine Sende- und Empfangseinheit 26h, die mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ verbunden ist.
Andererseits hat jede der Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ eine Sende- und Empfangseinheit und kann auf eine der vier Datenkommunikationsleitungen 10₁ , 10₂ , 10₃ und 10₄ zugreifen. Spezifisch sind in 3 Sende- und Empfangseinheiten 27a, 27b und 27c, die im Besitz der Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ sind, mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ verbunden.
Moden einer Datenkommunikation, die durch das in 3 gezeigte Antriebssteuersystem ausgeführt wird, werden unter Bezugnahme auf 3 und 4 erklärt. 4 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären der Operation von Kommunikationsdatenaustäuschen über Datenkommunikationsleitungen, die durch die Maschinen-Steuervorrichtung und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die in 3 gezeigt sind, ausgeführt wird.
Wie es in 4 gezeigt ist, sendet bei dem in 3 gezeigten Antriebssteuersystem die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 Positionsanweisungsdaten zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ unter Verwendung von nur der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ . Die Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ senden auch Zustandsdaten zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 unter Verwendung von nur der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ . Die Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ senden Information über eine erfasste physikalische Größe zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ unter Verwendung von nur der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ .
In 4 sendet die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 wiederholt die Anweisungsdaten zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ auf der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ in der Reihenfolge von "i-te Anweisungsdaten", "(i + 1)-te Anweisungsdaten", ..., in jedem ersten Datenkommunikationszyklus.
Gleichzeitig überwachen die Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ die Sendezeit der eigenen Vorrichtung innerhalb des ersten Datenkommunikationszyklus. Wenn die Sendezeit der eigenen Vorrichtung kommt, senden die Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ die Zustandsdaten der eigenen Vorrichtung zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 über die erste Datenkommunikationsleitung 8₂ in jedem ersten Datenkommunikationszyklus, der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 verwendet wird. Als Ergebnis werden die Zustandsdaten jeder Antriebssteuervorrichtung in einer Zeitaufteilung bzw. einem Zeitmultiplex innerhalb des ersten Datenkommunikationszyklus gesendet. Anders ausgedrückt werden die "Zustandsdaten der Antriebssteuervorrichtung 21₁ ", die "Zustandsdaten der Antriebssteuervorrichtung 21₂ " und die "Zustandsdaten der Antriebssteuervorrichtung 21₃ " wiederholt als Gruppe in der Reihenfolge von "i-te Anweisungsdaten", "(i + 1)-te Anweisungsdaten", ..., in jedem ersten Datenkommunikationszyklus gesendet, der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 verwendet wird.
Andererseits überwachen die Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ die Sendezeit der eigenen Vorrichtung innerhalb des zweiten Datenkommunikationszyklus in jeden zweiten Datenkommunikationszyklus. Wenn die Sendezeit der eigenen Vorrichtung kommt, senden die Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ die Daten für eine physikalische Größe (Positionsdaten beim ersten Ausführungsbeispiel) der eigenen Vorrichtung zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ über die zweite Datenkommunikationsleitung 10₄ . Als Ergebnis werden die Positionsdaten jeder Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe durch einen Zeitmultiplex innerhalb des zweiten Datenkommunikationszyklus gesendet. Anders ausgedrückt sendet jede Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe die "j-te Positionsdaten" durch einen Zeitmultiplex und sendet dann die "(j + 1)-te Positionsdaten" durch einen Zeitmultiplex im nächsten Kommunikationszyklus und wiederholt diesen Prozess.
Wie es oben erklärt ist, ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in 3 die Hilfs-Steuervorrichtung nicht gezeigt und enthält jede Maschinen-Steuervorrichtung, die das Antriebssteuersystem bildet, eine Sende- und Empfangseinheit, die individuell auf zwei oder mehrere Datenkommunikationsleitungen zugreifen kann, die die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe bilden. Daher kann die optimale erste Datenkommunikationsleitung gemäß einer Art von kommunizierten Daten, einer gleichzeitig innerhalb des ersten Kommunikationszyklus zu sendenden Datenmenge und einer Zeitbreite des ersten Kommunikationszyklus ausgewählt werden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird als konkretes Beispiel (1) die folgende Operation gezeigt. Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Datenmenge, die die Anweisungs-Steuervorrichtung zu mehreren Antriebssteuervorrichtungen senden kann, die Datenmenge, die gleichzeitig innerhalb des ersten Kommunikationszyklus gesendet werden kann. Daher wählt die Anweisungs-Steuervorrichtung eine der ersten Datenkommunikationsleitungen für ein Senden zu der Antriebssteuervorrichtung aus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe aus und sendet Daten zu mehreren Antriebssteuervorrichtungen gleichzeitig. Weiterhin wählen deshalb, weil die Datenmenge, die die mehreren Antriebssteuervorrichtungen zu der Anweisungs-Steuervorrichtung senden können, die Menge ist, die gleichzeitig innerhalb des ersten Kommunikationszyklus gesendet werden kann, die mehreren Antriebssteuervorrichtungen eine der ersten Datenkommunikationsleitungen für ein Senden zu der Anweisungs-Steuervorrichtung aus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe aus und senden Daten zu der Anweisungs-Steuervorrichtung gleichzeitig.
Weil jede Maschinen-Steuervorrichtung, die das Antriebssteuersystem bildet, eine Sende- und Empfangseinheit enthält, die individuell auf keine oder mehrere zweite Datenkommunikationsleitungen zugreifen kann, die die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe bilden, die Information über eine physikalische Größe sammeln, können mehrere Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe, die jeweils eine Sende- und Empfangseinheit enthalten, eine oder mehrere optimale zweite Datenkommunikationsleitungen entsprechend der Datenmenge, die gleichzeitig innerhalb des zweiten Kommunikationszyklus gesendet werden kann, und entsprechend dem Zeitintervall des zweiten Kommunikationszyklus auswählen.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird als konkretes Beispiel (1) die folgende Operation gezeigt. Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Datenmenge, die mehrere Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe senden können, die Menge, die gleichzeitig innerhalb des zweiten Kommunikationszyklus gesendet werden kann. Daher wählen die mehreren Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe eine optionale gemeinsame zweite Datenkommunikationsleitung aus einer oder mehreren zweiten Datenkommunikationsleitungen aus, die die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe bilden, und senden Daten zu den Maschinen-Steuervorrichtungen zur gleichen Zeit.
Daher kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel selbst dann, wenn die Anzahl von Antriebssteuervorrichtungen sich erhöht, ein Antriebssteuersystem realisiert werden, in welchem jede Vorrichtung kooperiert, um ein Antreiben mit hoher Geschwindigkeit synchron zu steuern.
Gemäß dem Datenkommunikationsverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels können, während die Anweisungs-Steuervorrichtung Positionsanweisungsinformation durch exklusives Verwenden von einer Datenkommunikationsleitung zwischen der Anweisungs-Steuervorrichtung und mehreren Antriebssteuervorrichtungen sendet, mehrere Antriebssteuervorrichtungen Zustandsdaten durch gemeinsames Nutzen von einer Datenkommunikationsleitung senden. Mehrere Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe können auch Daten für eine physikalische Größe durch gemeinsames Nutzen von einer Datenkommunikationsleitung senden. Daher kann, während in 3 die vier ersten Datenkommunikationsleitungen gezeigt sind, die Anzahl der ersten Datenkommunikationsleitungen zwei sein. Während die vier zweiten Datenkommunikationsleitungen in 3 gezeigt sind, kann die Anzahl der zweiten Datenkommunikationsleitungen auch eins sein. Anders ausgedrückt kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Kostenerhöhung aufgrund der Erhöhung bezüglich der Anzahl von Datenkommunikationsleitungen unterdrückt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel.
5 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Antriebssteuersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beim dritten Ausführungsbeispiel wird ein detailliertes Beispiel (Teil 2) eines Datenkommunikationsverfahrens zwischen den Vorrichtungen, das beim ersten Ausführungsbeispiel erklärt ist, erklärt. Die Antriebssteuervorrichtung kommuniziert mit einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe auf dieselbe Weise wie diejenige, die in 3 gezeigt ist.
In dem in 5 gezeigten Antriebssteuersystem ist eine Verbindungsbeziehung zwischen den Sende- und Empfangseinheiten 27a, 27b, 27c, die in den Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ enthalten sind, und der in dem Antriebssteuersystem in 3 gezeigten zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 unterschiedlich.
Anders ausgedrückt ist die Sende- und Empfangseinheit 27a, die im Besitz der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11₁ ist, mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ verbunden. Die Sende- und Empfangseinheit 27b, die im Besitz der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11₂ ist, ist mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ verbunden. Die Sende- und Empfangseinheit 27c, die im Besitz der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe für eine physikalische Größe 11₃ ist, ist mit der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₂ verbunden.
Moden einer Datenkommunikation, die durch das in 5 gezeigte Antriebssteuersystem ausgeführt wird, werden unter Bezugnahme auf 5 und 6 erklärt. 6 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären der Operation von Kommunikationsdatenaustauschen zwischen Datenkommunikationsleitungen, die durch die Maschinen-Steuervorrichtung und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die in 5 gezeigt sind, ausgeführt wird.
Wie es in 6 gezeigt ist, sendet bei dem in 5 gezeigten Antriebssteuersystem die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 Positionsanweisungsdaten zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ und 21₂ unter Verwendung der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ gemeinsam. Die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 sendet Positionsanweisungsdaten zu der Antriebssteuervorrichtung 21₃ unter Verwendung der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ . Die Antriebssteuervorrichtungen 21₁ und 21₂ senden Zustandsdaten zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 unter Verwendung der ersten Datenkommunikationsleitung 8₂ gemeinsam. Die Antriebssteuervorrichtung 21₃ sendet Zustandsdaten zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 unter Verwendung der ersten Datenkommunikationsleitung 8₄ .
Die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11₁ sendet Information für eine erfasste physikalische Größe zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ unter Verwendung der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₄ . Die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11₂ sendet Information für eine erfasste physikalische Größe zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ unter Verwendung der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₃ . Die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11₃ sendet Information für eine detektierte physikalische Größe zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ unter Verwendung der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₂ .
In 6 sendet die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 wiederholt die Anweisungsdaten zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ und 21₂ auf der ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ in der Reihenfolge von den "i-ten Anweisungsdaten", den "(i + 1)-ten Anweisungsdaten", ..., in jedem ersten Datenkommunikationszyklus. Gleichzeitig sendet die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 wiederholt die Anweisungsdaten zu der Antriebssteuervorrichtung 21 auf der ersten Datenkommunikationsleitung 8₃ in der Reihenfolge von den "i-ten Anweisungsdaten", den "(i + 1)-ten Anweisungsdaten", ..., in jedem ersten Datenkommunikationszyklus.
Gleichzeitig überwachen die Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ die Sendezeit der eigenen Vorrichtung in jedem ersten Datenkommunikationszyklus. Wenn die Sendezeit der eigenen Vorrichtung kommt, senden die Antriebssteuervorrichtungen 21₁ und 21₂ die Zustandsdaten der eigenen Vorrichtung zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 über die erste Datenkommunikationsleitung 8₂ in jedem ersten Datenkommunikationszyklus, der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 verwendet wird. Als Ergebnis werden die Zustandsdaten jeder Antriebssteuervorrichtung in einem Zeitmultiplex innerhalb des ersten Datenkommunikationszyklus gesendet. Anders ausgedrückt werden die "Zustandsdaten der Antriebssteuervorrichtung 21₁ " und die "Zustandsdaten der Antriebssteuervorrichtung 21₂ " wiederholt als Gruppe der Reihenfolge von den "i-ten Anweisungsdaten", den "(i + 1)-ten Anweisungsdaten", ..., in jedem ersten Datenkommunikationszyklus gesendet, der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 verwendet wird.
Gleichzeitig überwacht die Antriebssteuervorrichtung 21₃ die Sendezeit der eigenen Vorrichtung in jedem ersten Datenkommunikationszyklus. Wenn die Sendezeit der eigenen Vorrichtung kommt, sendet die Antriebssteuervorrichtung 21₃ die Zustandsdaten der eigenen Vorrichtung, das heißt "i-te Zustandsdaten", "(i + 1)-te Zustandsdaten", ..., wiederholt zu der Anweisungs-Steuervorrichtung 20 über die erste Datenkommunikationsleitung 8₄ in jedem ersten Datenkommunikationszyklus, der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung 20 verwendet wird.
Andererseits senden die Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe 11₁ , 11₂ und 11₃ Positionsdaten zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ über die zweite Datenkommunikationsleitung 10₄ in jedem zweiten Datenkommunikationszyklus. Die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11₂ sendet Positionsdaten zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ über die zweite Datenkommunikationsleitung 10₃ und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe 11₃ sendet Positionsdaten zu den Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ über die zweite Datenkommunikationsleitung 10₂ . Anders ausgedrückt sendet jede Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe gleichzeitig Daten für eine physikalische Größe (Positionsdaten) unter paralleler Verwendung der drei Datenkommunikationsleitungen.
Wie es aus 4 und 6 verstanden werden kann, ist der zweite Kommunikationszyklus kürzer als der erste Kommunikationszyklus in 4 und 6. Der zweite Kommunikationszyklus in 6 ist kürzer als derjenige, der in 4 gezeigt ist. In dem in 6 gezeigten zweiten Kommunikationszyklus kann eine größere Menge von Daten für eine physikalische Größe parallel mit einer höheren Geschwindigkeit gesendet werden. Folglich können die Antriebssteuervorrichtungen 21₁ , 21₂ und 21₃ eine größere Menge an Daten für eine physikalische Größe als diejenige sammeln, die in den in 4 gezeigten Zyklus gesammelt wird, und zwar innerhalb des ersten Kommunikationszyklus.
Auf diese Weise enthält gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, während die Hilfs-Steuervorrichtung in 5 nicht gezeigt ist, jede Maschinen-Steuervorrichtung, die das Antriebssteuersystem bildet, eine Sende- und Empfangseinheit, die individuell auf zwei oder mehrere Datenkommunikationsleitungen zugreifen kann, die die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe bilden. Daher kann die optimale erste Datenkommunikationsleitung gemäß einer Art von kommunizierten Daten, einer innerhalb des ersten Kommunikationszyklus gleichzeitig zu sendenden Datenmenge und einer Zeitbreite des ersten Kommunikationszyklus ausgewählt werden.
Während dies gleich demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels ist, wird gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel als konkretes Beispiel (2) die folgende Operation gezeigt. Die Datenmenge, die die Anweisungs-Steuervorrichtung zu mehreren Antriebssteuervorrichtungen senden kann, ist nicht die Menge, die gleichzeitig innerhalb des Kommunikationszyklus gesendet werden kann. Daher wählt die Anweisungs-Steuervorrichtung eine der ersten Datenkommunikationsleitungen für ein Senden zu der Antriebssteuervorrichtung aus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe aus und sendet Daten zu Antriebssteuervorrichtungen mit einer großen Menge an Daten. Anderseits wählt die Anweisungs-Steuervorrichtung die andere erste Datenkommunikationsleitung für ein Senden zu der Antriebssteuervorrichtung aus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe aus und sendet gemeinsam Daten gleichzeitig zu einer gesammelten Gruppe von Antriebssteuervorrichtungen mit einer kleinen Menge an Daten.
Aus den mehreren Antriebssteuervorrichtungen wählt die Antriebssteuervorrichtung mit einer großen Datenübertragungsmenge eine erste Datenkommunikationsleitung für ein Senden zu der Anweisungs-Steuervorrichtung aus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe aus. Die Antriebssteuervorrichtungen mit einer geringen Datenübertragungsmenge wählen in einer Gruppe die andere erste Datenkommunikationsleitung für ein Senden zu der Anweisungs-Steuervorrichtung aus der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe aus und senden Daten gleichzeitig in einem Zeitmultiplex zu der Anweisungs-Steuervorrichtung.
Jede Maschinen-Steuervorrichtung, die das Antriebssteuersystem bildet, enthält eine Sende- und Empfangseinheit, die individuell auf zwei oder mehrere Datenkommunikationsleitungen zugreifen kann, die die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe bilden, zum Sammeln von Information für eine physikalische Größe. Daher können die mehreren Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe, die jeweils eine Sende- und Empfangseinheit enthalten, optimal eine oder mehrere zweite Datenkommunikationsleitungen gemäß einer innerhalb des zweiten Kommunikationszyklus gleichzeitig zu sendenden Datenmenge und einer Zeitbreite des zweiten Kommunikationszyklus auswählen.
Dies ist gleich demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird als konkretes Beispiel (2) die folgende Operation gezeigt. In 6 ist, um die Anforderung zu erfüllen, mehreren Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe zu ermöglichen, Daten für eine physikalische Größe mit einer hohen Häufigkeit zu senden, der zweite Kommunikationszyklus auf kürzer als derjenige konfiguriert, der in 4 gezeigt ist. Jede der mehreren Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe wählt exklusiv eine der mehreren zweiten Datenkommunikationsleitungen aus und die mehreren Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe senden Daten auf einmal parallel.
In diesem Fall erhöht sich in der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe und der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe die Anzahl von Datenkommunikationsleitungen gegenüber derjenigen beim zweiten Ausführungsbeispiel. Jedoch kann die Maschinen-Steuervorrichtung mehr Daten für eine physikalische Größe als diejenigen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel innerhalb des ersten Kommunikationszyklus sammeln.
Daher kann gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel selbst dann, wenn die Anzahl von Antriebssteuervorrichtungen größer wird, ein Antriebssteuersystem realisiert werden, in welchem jede Vorrichtung kooperiert, um ein Antreiben mit hoher Geschwindigkeit synchron zu steuern, wie beim zweiten Ausführungsbeispiel. Die Antriebssteuerung kann in einer hohen Genauigkeit ausgeführt werden.
Viertes Ausführungsbeispiel.
7 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Maschinen-Steuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 7 gezeigte Maschinen-Steuervorrichtung 9 enthält eine Sende- und Empfangseinheit 30 zu der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe 8, eine Sende- und Empfangseinheit 32 zu der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 und eine Verarbeitungs-Haupteinheit 31 der Maschinen-Steuervorrichtung 9, die zwischen beiden Sende- und Empfangseinheiten vorhanden ist.
Die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 enthält m erste Datenkommunikationsleitungen 8₁ bis 8_m und die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 enthält n zweite Datenkommunikationsleitungen 10₁ bis 10_n .
Die Sende- und Empfangseinheit 30 für die erste Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 enthält m Sendepuffer 33₁ bis 33_m und m Empfangspuffer 34₁ bis 34_m für die m ersten Datenkommunikationsleitungen 8₁ bis 8_n . Eingangsenden der Sendepuffer sind gemeinsam an einem Ausgangsanschluss der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe angeschlossen, und Ausgabeenden der Empfangspuffer sind gemeinsam an einen Eingangsanschluss der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe der Verarbeitungs-Haupteinheit 31 angeschlossen.
Die Sende- und Empfangseinheit 32 für die zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 enthält n Empfangspuffer 35₁ bis 35_n und n Sendepuffer 36₁ bis 36_n für die n zweiten Datenkommunikationsleitungen 10₁ bis 10_n . Eingangsenden der Sendepuffer sind gemeinsam an einen Ausgangsanschluss der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe angeschlossen und Ausgangsenden der Empfangspuffer sind gemeinsam an einen Eingangsanschluss der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe der Verarbeitungs-Haupteinheit 31 angeschlossen.
In der Maschinen-Steuervorrichtung mit der oben erklärten Konfiguration kann eine Steuerinformation zu der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe 8 gesendet und von dieser empfangen werden, indem optional wenigstens eine erste Datenkommunikationsleitung ausgewählt wird, indem individuell eine Leitungssteuerung der Sendepuffer 33₁ bis 33_m und der Empfangspuffer 34₁ bis 34_m der Empfangseinheit 30 durchgeführt wird. Beispielsweise kann durch Nehmen der Steuerinformation der ersten Datenkommunikationsleitung 8_m in den Empfangspuffer 34_m die verarbeitete Steuerinformation vom Sendepuffer 33₁ zur ersten Datenkommunikationsleitung 8₁ gesendet werden.
Steuerinformation kann zu der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe 10 gesendet und von dieser empfangen werden, indem optional wenigstens eine zweite Datenkommunikationsleitung ausgewählt wird, indem individuell eine Leitungssteuerung der Sendepuffer 36₁ bis 36_n und der Empfangspuffer 35₁ bis 35_n der Empfangseinheit 32 durchgeführt wird. Beispielsweise kann durch Nehmen der Steuerinformation der zweiten Datenkommunikationsleitung 10_n in den Empfangspuffer 35_n die verarbeitete Information für eine physikalische Größe von dem Sendepuffer 36₁ zu der zweiten Datenkommunikationsleitung 10₁ gesendet werden.
In 7 hat die Verarbeitungs-Haupteinheit 31 eine Gruppe von Sende- und Empfangsanschlüssen auf jeder der Seite der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe und der Seite der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe. Daher wird, wie es oben beschrieben ist, gleichzeitig Steuerinformation unter Verwendung von einer Kommunikationsleitung der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe ausgetauscht und wird eine physikalische Größe unter Verwendung von einer Kommunikationsleitung der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe ausgetauscht. Wenn mehrere Sende- und Empfangsanschlüsse auf beiden Seiten oder auf einer Seite der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe und der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe der Verarbeitungs-Haupteinheit 31 vorgesehen sind, können mehrere Arten von Daten auf beiden Seiten oder auf einer Seite der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe und der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe empfangen oder gesendet werden.
Wie es oben erklärt ist, kann gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel deshalb, weil eine Sende- und Empfangseinheit in jeder Datenkommunikationsleitung bei beiden oder bei einer der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe und der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe vorgesehen ist, Information von mehreren Datenkommunikationsleitungen gleichzeitig gesendet und empfangen werden.
Durch Steuern eines Leitens des Puffers der Sende- und Empfangseinheit, die in jeder Datenkommunikationsleitung bei beiden oder bei einer der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe und der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe vorgesehen ist, kann Information einer optionalen Datenkommunikationsleitung ausgewählt und empfangen werden und zu einer anderen Datenkommunikationsleitung gesendet werden. Daher kann nötige Information gleichzeitig zu jeder Maschinen-Steuervorrichtung gesendet werden.
Demgemäß gibt es dann, wenn ein Antriebssteuersystem durch optimales Auswählen einer Datenkommunikationsleitung konfiguriert ist, die bezüglich einer Art einer Kommunikationsinformation, eines Kommunikationszyklus und einer Kommunikationsrichtung übereinstimmt, einen Effekt eines flexiblen, effizienten und synchronen Sendens von Steuerinformation und Information über eine physikalische Größe, die für eine Antriebssteuerung nötig ist, durch ein Unterdrücken von Systemkosten.
Bei dem oben erklärten Ausführungsbeispiel tauschen Vorrichtungen Signale mit hoher Geschwindigkeit über Datenkommunikationsleitungen in dem Antriebssteuersystem aus, das die Hilfs-Steuervorrichtung enthält. Jedoch ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und kann gleichermaßen auf ein Antriebssteuersystem angewendet werden, das die Hilfs-Steuervorrichtung nicht enthält, um dadurch gleiche Effekte zu erhalten.
Die Sende- und Empfangseinheit der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe in der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe kann eine Konfiguration gleich derjenigen der Sende- und Empfangseinheit 32 der in 7 gezeigten zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe haben.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie es oben beschrieben ist, sind das Antriebssteuersystem und die Maschinen-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung auf verschiedene Mechatronik-Produkte geeignet, die eine Antriebssteuerung einer numerischen Steuervorrichtung, eines Roboters, einer Halbleiterherstellungsvorrichtung und einer Montagevorrichtung einer elektronischen Vorrichtung erfordern.
ZUSAMMENFASSUNG
Es sollen eine Antriebssteuersystem und eine Maschinen-Steuervorrichtung erhalten werden, die Detektionsinformation einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, wie beispielsweise eines Codierers, mit hoher Geschwindigkeit mit minimaler Sendeverzögerung effizient senden können.
Eine Maschinen-Steuervorrichtung (eine Antriebssteuervorrichtung, eine Hilfs-Steuervorrichtung), die ein Antriebssteuersystem bildet, ist mit einer Datenkommunikationsleitung mit einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe verbunden, die eine physikalische Größe, wie beispielsweise Positionsinformation, detektiert, die für die Maschinen-Steuervorrichtung zum Arbeiten nötig ist. Die Information für eine physikalische Größe, die durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektiert ist, wird direkt synchron in einem konstanten Zyklus auf der Datenkommunikationsleitung zu einer optionalen Maschinen-Steuervorrichtung gesendet. Daher wird eine Kommunikationsverzögerung erniedrigt und kann Information für eine physikalische Größe mit hoher Geschwindigkeit gesendet werden.

1: Gesamtsteuervorrichtung
2, 20: Anweisungs-Steuervorrichtung
3₁, 3₂, 21₁, 21₂, 21₃: Antriebssteuervorrichtung
4: Pulserzeugungsvorrichtung
5: Bilderkennungsvorrichtung
6₁, 6₂: Codierer
8: erste Datenkommunikationsleitungsgruppe
8₁, 8₂, 8₃, 8₄ bis 8_m: erste Datenkommunikationsleitung
9: Maschinen-Steuervorrichtung
10: zweite Datenkommunikationsleitungsgruppe
10₁, 10₂, 10₃, 10₄–10_n: zweite Datenkommunikationsleitung
11, 11₁, 11₂, 11₃, 11₄: Detektionsvorrichtung für physikalische Größen
12a, 12b, 12c, 12d, 12e: Sendeeinheit
13a, 13b, 13c, 13d, 13e: Empfangseinheit
105: Kamera
106: Tisch
107₁, 107₂: Kugelumlaufspindel
108₁, 108₂: Servomotor
110: Werkstück
111: Bildbereich
112: Positionierlinie
23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f, 23g, 23h: Sende- und Empfangseinheit
24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f, 24g, 24h: Sende- und Empfangseinheit
25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f, 25g, 25h: Sende- und Empfangseinheit
27a, 27b, 27c, 27c: Sende- und Empfangseinheit
30: Sende- und Empfangseinheit zu der ersten Datenkommunikationsleitungsgruppe
31: Verarbeitungshaupteinheit

32: Sende- und Empfangseinheit zu der zweiten Datenkommunikationsleitungsgruppe
33₁ bis 33_m, 36₁ bis 36_n: Sendepuffer
34₁ bis 34_m, 35₁ bis 35_n: Empfangspuffer

Claims

Antriebssteuersystem mit einer Anweisungs-Steuervorrichtung, die eine Anweisung zur Antriebssteuerung des Motors erzeugt, der eine Antriebswelle eines zu steuernden Objekts steuert, einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die eine physikalische Größe, wie beispielsweise Positionsinformation und Geschwindigkeitsinformation, des gesteuerten Objekts detektiert, die durch die durch den Motor gesteuerte Antriebswelle geändert ist, und einer Antriebssteuervorrichtung, die ein Antriebssteuersignal zu dem Motor basierend auf der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung erzeugten Anweisung und der durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe erzeugt, wobei eine Datenkommunikationsleitung vorgesehen ist, um zwischen der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe und der Antriebssteuervorrichtung parallel angeschlossen zu sein, und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe eine detektierte physikalische Größe in ein Kommunikationsdatenformat umwandelt und die Kommunikationsdaten zu der Datenkommunikationsleitung einem Kommunikationszyklus folgend sendet, der durch die Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist, und die Antriebssteuervorrichtung die Daten für eine physikalische Größe von der Datenkommunikationsleitung dem Kommunikationszyklus folgend empfängt, der durch die Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 1, das weiterhin eine Hilfs-Steuervorrichtung aufweist, die eine Versatzinformation des gesteuerten Objekts erzeugt, die für die Anweisungs-Steuervorrichtung zum Erzeugen der Anweisung basierend auf der physikalischen Größe nötig ist, die durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektiert ist, wobei die Hilfs-Steuervorrichtung mit der Datenkommunikationsleitung verbunden ist und die Daten für eine physikalische Größe von der Datenkommunikationsleitung dem Kommunikationszyklus folgend hereinnimmt, der durch die Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 1, das weiterhin eine Gesamtsteuervorrichtung aufweist, die das Antriebssteuersystem durch Kommunizieren mit nur der Anweisungs-Steuervorrichtung steuert.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 1, wobei eine Nummer bzw. Anzahl der Datenkommunikationsleitung gemäß einer Beziehung zwischen der Menge an Daten, die durch die Vielzahl von Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe gesendet sind, und eine Zeitbreite des Kommunikationszyklus bestimmt wird.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Datenkommunikationsleitung eine Vielzahl von Datenkommunikationsleitungen enthält und wenn die Antriebssteuervorrichtung eine Hilfs-Steuervorrichtung enthält, die Versatzinformation des Steuerobjekts, die für die Anweisungs-Steuervorrichtung nötig wird, um die Anweisung zu erzeugen, basierend auf einer physikalischen Größe, die durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektiert ist, erzeugt, die Hilfs-Steuervorrichtung auch eine Sende- und Empfangseinheit enthält, die auf jede Datenkommunikationsleitung zugreifen kann, und Daten für eine physikalische Größe, die von einer Datenkommunikationsleitung hereingenommen sind, zu der anderen einen Datenkommunikationsleitung sendet.
Antriebssteuersystem mit einer Anweisungs-Steuervorrichtung, die eine Anweisung zur Antriebssteuerung eines Motors erzeugt, der eine Antriebswelle eines zu steuernden Objekts steuert, einer Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe, die eine physikalische Größe, wie beispielsweise Positionsinformation und Geschwindigkeitsinformation, des gesteuerten Objekts detektiert, die durch die durch den Motor gesteuerte Antriebswelle geändert ist, und einer Antriebssteuervorrichtung, die ein Antriebssteuersignal zu dem Motor basierend auf der durch die Anweisungs-Steuervorrichtung erzeugten Anweisung und der durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe erzeugt, wobei eine erste Datenkommunikationsleitung vorgesehen ist, die zwischen der Anweisungs-Steuervorrichtung und der Antriebssteuervorrichtung parallel geschaltet ist und zwischen der Anweisungs-Steuervorrichtung und der Antriebssteuervorrichtung ausgetauschte Steuerinformation zu der ersten Datenkommunikationsleitung in einem Kommunikationsdatenformat einem ersten Kommunikationszyklus folgend gesendet und hereingenommen wird, der durch die erste Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist, und unter der Anweisungs-Steuervorrichtung, der Antriebssteuervorrichtung und der Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe wenigstens die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe und die Anweisungs-Steuervorrichtung zwischen einer zweiten Datenkommunikationsleitung mit einem zweiten Kommunikationszyklus angeschlossen sind, der kürzer als ein erster Kommunikationszyklus ist, der durch die erste Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist, und die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe eine detektierte physikalische Größe in ein Kommunikationsdatenformat umwandelt und die Kommunikationsdaten zu der zweiten Datenkommunikationsleitung dem zweiten Kommunikationszyklus folgend sendet und die Antriebssteuervorrichtung die Daten für eine physikalische Größe von der zweiten Datenkommunikationsleitung dem zweiten Kommunikationszyklus folgend hereinnimmt.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 6, das weiterhin eine Hilfs-Steuervorrichtung aufweist, die Versatzinformation des gesteuerten Objekts erzeugt, die für die Anweisungs-Steuervorrichtung zum Erzeugen der Anweisung basierend auf einer durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe nötig ist, wobei die Hilfs-Steuervorrichtung mit der ersten der Datenkommunikationsleitung und der ersten Datenkommunikationsleitung verbunden ist, Steuerinformation mit der Anweisungs-Steuervorrichtung einem ersten Kommunikationszyklus folgend, der durch die erste Datenkommunikationsleitung vorgeschrieben ist, über die erste Datenkommunikationsleitung austauscht und die Daten für eine physikalische Größe von der zweiten Datenkommunikationsleitung dem zweiten Kommunikationszyklus folgend hereinnimmt.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 6, das weiterhin eine Gesamtsteuervorrichtung aufweist, die das Antriebssteuersystem durch Kommunizieren mit nur der Anweisungs-Steuervorrichtung steuert.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 6, wobei eine Nummer bzw. Anzahl der ersten Datenkommunikationsleitung bestimmt wird durch eine Art von Daten, die durch die Anweisungs-Steuervorrichtung, die Antriebssteuervorrichtung, und eine Hilfs-Steuervorrichtung kommuniziert werden, eine Beziehung zwischen der Menge an gesendeten Daten und einer Zeitbreite des ersten Kommunikationszyklus, und eine Kommunikationsrichtung, wenn die Hilfs-Steuervorrichtung, die Versatzinformation des gesteuerten Objekts erzeugt, die für die Anweisungs-Steuervorrichtung zum Erzeugen der Anweisung basierend auf der durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe nötig ist, vorgesehen ist.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 6, wobei eine Nummer bzw. Anzahl der zweiten Datenkommunikationsleitung gemäß einer Beziehung zwischen der Menge an durch die Vielzahl von Detektionsvorrichtungen für eine physikalische Größe gesendeten Daten und einer Zeitbreite des zweiten Kommunikationszyklus bestimmt wird.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 6, wobei wenn die erste Datenkommunikationsleitung eine Vielzahl von ersten Datenkommunikationsleitungen enthält und wenn die Anweisungs-Steuervorrichtung und die Antriebssteuervorrichtung eine Hilfs-Steuervorrichtung enthalten, die Versatzinformation des gesteuerten Objekts erzeugt, die für die Anweisungs-Steuervorrichtung zum Erzeugen der Anweisung basierend auf der durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe nötig ist, die Hilfs-Steuervorrichtung auch eine Sende- und Empfangseinheit enthält, die auf jede erste Datenkommunikationsleitung zugreifen kann, und Steuerdaten, die von einer ersten Datenkommunikationsleitung hereingenommen sind, zu der anderen einen ersten Datenkommunikationsleitung sendet.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 6, wobei wenn die zweite Datenkommunikationsleitung eine Vielzahl von zweiten Datenkommunikationsleitungen enthält und wenn die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe und die Antriebssteuervorrichtung eine Hilfs-Steuervorrichtung enthalten, die Versatzinformation des gesteuerten Objekts erzeugt, die für die Anweisungs-Steuervorrichtung zum Erzeugen der Anweisung basierend auf der durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektierten physikalischen Größe nötig ist, die Hilfs-Steuervorrichtung auch eine Sende- und Empfangseinheit enthält, die auf jede zweite Datenkommunikationsleitung zugreifen kann, und Daten für eine physikalische Größe, die von einer zweiten Datenkommunikationsleitung hereingenommen sind, zu der anderen einen zweiten Datenkommunikationsleitung sendet.
Maschinen-Steuervorrichtung, die ein Antriebssteuersystem bildet, einschließlich einer Anweisungs-Steuervorrichtung, die eine Anweisung zur Antriebssteuerung eines Motors erzeugt, der eine zu steuernde Antriebswelle steuert, einer Antriebssteuervorrichtung, die ein Antriebssteuersignal zu dem Motor basierend auf einer Anweisung, die durch die Anweisungs-Steuervorrichtung erzeugt ist, und einer physikalischen Größe, die durch eine Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektiert ist, erzeugt, und einer Hilfs- Steuervorrichtung, die Versatzinformation des gesteuerten Objekts erzeugt, die für die Anweisungs-Steuervorrichtung zum Erzeugen der Anweisung nötig ist, basierend auf einer physikalischen Größe, die durch die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe detektiert ist, wobei die Maschinen-Steuervorrichtung eine Sende- und Empfangseinheit aufweist, die individuell auf eine einer Vielzahl von Datenkommunikationsleitungen zugreift, zum Senden von Steuerdaten, und die Steuerdaten von einer ersten Datenkommunikationsleitung hereinnimmt und die Steuerdaten zu der anderen einen ersten Datenkommunikationsleitung sendet.
Maschinen-Steuervorrichtung nach Anspruch 13, die eine Sende- und Empfangseinheit aufweist, die individuell auf eine Vielzahl von zweiten Datenkommunikationsleitungen zugreift, zum Senden von Daten für eine physikalische Größe, wobei die Sende- und Empfangseinheit Daten für eine physikalische Größe von einer zweiten Datenkommunikationsleitung hereinnimmt und die Daten für eine physikalische Größe zu der anderen einen zweiten Datenkommunikationsleitung sendet.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Datenkommunikationsleitung eine Vielzahl von Datenkommunikationsleitungen enthält, die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe eine Sende- und Empfangseinheit aufweist, die individuell auf die Vielzahl von Datenkommunikationsleitungen zugreifen kann.
Antriebssteuersystem nach Anspruch 6, wobei dann, wenn die zweite Datenkommunikationsleitung eine Vielzahl von Datenkommunikationsleitungen enthält, die Detektionsvorrichtung für eine physikalische Größe eine Sende- und Empfangseinheit enthält, die individuell auf die Vielzahl von zweiten Datenkommunikationsleitungen zugreifen kann.