JP2000029529A - 多軸用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動装置を任意に選択できるようにし、全体の
電流を軽減する多軸用駆動装置を提供することにある。 【解決手段】位置指令装置においては駆動装置にコマン
ドデータフレーム信号の受信とステータスデータフレー
ム信号の送信を許可する時には出力する駆動許可信号を
駆動許可状態にするようにし、駆動装置においては入力
した駆動許可信号が駆動許可状態でかつ自己のモ−タ電
流値が起動時の突入電流が所定の値より減衰したことを
検出して後段の駆動装置に駆動許可信号を駆動許可状態
にして出力するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電動アクチ
ュエータの位置決めを行う多軸位置決め装置に使用され
る駆動装置に係わり、特に位置指令装置と一つ以上の駆
動装置との制御を行う多軸用駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置やロボットなど、離散する
複数の電動アクチュエータの位置決めを行う多軸位置決
め装置において、配線を低減する目的で位置指令装置と
複数の駆動装置とを分散し、かつ従続して設け、位置指
令装置で生成した各電動アクチユエータの位置制御コマ
ンドを直列のコマンドデータフレーム信号に変換して各
駆動装置に送信し、位置指令装置が出カするストローブ
信号に同期して各駆動装置が位置制御コマンドを再生す
るようにするとともに、各駆動装置において各電動アク
チュエータの位置検出器の位置ステータスを前記ストロ
ーブ信号に同期して読み込み、直列のステータスデータ
フレーム信号に変換して位置指令装置に送信し、位置検
出器の位置ステータスを再生するようにしてコマンドデ
ータとステータスデータの伝送を行うことがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は、
各駆動装置における位置制御コマンドの再生と位置検出
器の位置ステータスの読み込みを位置指令装置が出カす
るストローブ信号によって行うようにしているため、駆
動装置に接続しているすべての電動アクチュエータの駆
動条件はストローブ信号に同期して行われることにな
る。すなわち各駆動装置や各電動アクチュエータに対す
る給電装置としては、すペての電動アクチュエータが同
時に動作するに必要な電源容量を確保しなければならな
い、といった問題がある。本発明は上述した点に鑑みて
創案されたもので、その目的とするところは、これらの
欠点を解決し、駆動装置を任意に選択できるようにし、
選択された駆動装置においてのみコマンデータフレーム
信号を受信した時に位置制御コマンドの再生と位置検出
器の位置ステータスの読み込みとを行うことで、各駆動
装置に接続しているモ−タの駆動動作を順に行うことの
でき、かつ起動直後で大きな電流を流しているモ−タが
他に無いことを条件に起動することにより、全体の電流
を軽減する多軸用駆動装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手殺】つまり、その目的を達成
するための手段は、送受信クロックを出力し、送受信ク
ロックに同期してコマンドデータフレーム信号を送信す
るとともに送受信クロックに同期してステータスデータ
フレーム信号を受信するようにした位置指令装置と、前
記送受信クロックを入力し、送受信クロックに同期して
コマンドデータフレーム信号を受信するとともに送受信
クロックに同期してステータスデータフレーム信号を送
信するようにした一つ以上の駆動装置とから構成してお
り、位置指令装置においては駆動装置にコマンドデータ
フレーム信号の受信とステータスデータフレーム信号の
送信を許可する時には出力する駆動許可信号を駆動許可
状態にするようにし、駆動装置においては入力した駆動
許可信号が駆動許可状態でかつ自己のモ−タ電流値が起
動時の突入電流が所定の値より減衰したことを検出して
後段の駆動装置に駆動許可信号を駆動許可状態にして出
力するものである。

【０００５】その作用は、一定時間毎に、指令装置から
の各駆動装置に対するコマンドデータフレーム信号の送
信とステータスデータフレーム信号の受信が繰り返し行
われて、位置制御コマンドの分配と位置ステータスの収
集とが行われる。ここで、ある任意の周期において、各
駆動装置のうち入力した駆動許可信号が駆動許可状態の
駆動装置のみが選訳された駆動装置としてコマンドデー
タフレ−ムのコマンドデ−タに従ってモ−タを駆動制御
し、起動した直後のラッシュ電流が所定の電流値以下に
なるまで次段に出力する駆動許可信号を禁止状態にし、
モ−タ回転が上がり逆起電力が発生することによりモ−
タ電流が減衰し、所定の電流値以下になったことを検出
することで次段の駆動装置に駆動許可を与える。位置指
令装置はコマンドデ−タを各駆動装置に均等に与える
が、駆動許可信号が禁止状態になっている駆動装置から
はステ−タスデ−タが返ってこないことにより駆動許可
状態にないことを把握し、駆動許可状態になることを待
って制御を再開する。

【０００６】つぎに、選択された駆動装置においては、
送受信クロックに同期してコマンドデータフレーム信号
を受信するようにし、所定フレームを受信した時に位置
制御コマンドを再生するようにするとともに、位置検出
器の位置ステータスを読み込む。さらにはつぎの送受信
クロックからは所定フレーム分だけ送受信クロックに同
期してステータスデータフレーム信号を位置指令装置に
送信する。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
述する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示すブ
ロック図である。図１において、１は位置指令装置、２
は駆動用電源装置、３−１、３−２、〜３−ｎはそれぞ
れ駆動装置、Ｍ１、Ｍ２、〜Ｍｎはそれぞれ駆動装置３
−１，３−２〜、３−ｎと接続する電動アクチュエー
タ、Ｅ１、Ｅ２、〜 Ｅｎはそれぞれ駆動装置３−１、
３−２、〜３−ｎと接続して電動アクチュエ−タＭ１、
Ｍ２、〜Ｍｎの位置を検出する位置検出器である。４
１、４２、４３、４４、４５−１、４５−２、〜４５−
ｎはそれぞれ信号であつて、４１は送受信クロック、４
２はアドレスラッチ信号、４３はコマンドデータフレー
ム信号、４４はステータスデータフレーム信号、４５−
１、４５−２、〜 ４５−ｎはそれぞれ駆動装置３−
１、３−２、〜３−ｎに入力する駆動許可信号であり、
４６は電動アクチュ−タ用電源ラインを表す。

【０００８】送受信クロック４１とアドレスラッチ信号
４２、コマンドデータフレーム信号４３とステータスデ
ータフレーム信号４４は各駆動装置３−１、３−２、〜
３−ｎに共通な信号であり、アドレスラッチ信号４２は
コマンドデータフレーム信号４３が駆動装置のアドレス
デ−タを送出していることを表しており、送受信クロッ
ク４１に同期して位置指令装置１から駆動装置３−１、
３−２、〜３−ｎすべてに送信される。アドレスラッチ
信号４２でアドレスデ−タを得た内容と自己の固有アド
レスが一致しかつ、駆動許可信号入力が駆動許可状態か
既に電動アクチェ−タが運転状態にある時のみ送受信ク
ロック４１に同期してコマンドデ−タフレ−ム信号４３
を取り込み、またステータスデータフレーム信号４４は
送受信クロック４１に同期して前記駆動装置から指令装
置1 に送信される。

【０００９】駆動許可信号４５−１、４５−２、〜４５
−ｎはそれぞれ駆動装置３−１、３−２、〜３−ｎに対
してコマンドデータフレーム信号４３の受信とステータ
スデータフレーム信号４４の送信を許可するか、または
禁止するかを指示するための信号であり、位置指令装置
１により出カして後段の騒動装置３−１に入力し、駆動
装置３−１より出力して後段の駆動装置３−２に入力す
るというように各駆動装置の内部回路を伝搬して最終的
に最後段の駆動装置３−ｎに入力する。各駆動装置のう
ち、入力した駆動許可信号が駆動許可状態である時電動
アクチュ−タを駆動スタ−トできる駆動装置となる。

【００１０】位置指令装置１による駆動装置３−１、３
−２、〜３−ｎに対する位置制御データの分配と位置ス
テータスの収集は一定時間毎に繰り返されるようになっ
ており、位置指令装置１と駆動装置３−１、３−２、〜
３−ｎとの間でデータの伝送を行う場合、位置指令装置
１は駆動許可信号４５−１を許可状態にする。許可信号
４５−１を入力するように接続している駆動装置３−１
は、そのまま駆動許可信号によりコマンドデ−タに従っ
てモ−タ駆動状態になる。

【００１１】駆動状態になると、図２で示すアクチュ−
タ電流検出器３１により検出した電流値３２を比較器３
４で比較し、起動直後は電流比較設定器３３で設定した
所定の電流値以上であるため、出力する次段への駆動許
可信号４５−２を駆動禁止状態にする。モ−タがある回
転数になって逆起電力により電流が減衰し、３３で設定
した電流値以下になると、次段への駆動許可信号を許可
状態に遷移させる。次段に接続している駆動装置３−２
も駆動装置３−１と同様に作用してコマンドデータフレ
ーム信号３２の受信とステータスデータフレーム信号４
４の送信を行い、最終的には最後段の駆動装置３−ｎが
コマンドデータフレーム信号４３の受信とステータスデ
ータフレーム信号４４の送信を行って位置制御コマンド
の分配と位置ステータスの収集の１サイクルが終了す
る。

【００１２】図３は本発明による多軸駆動装置であり、
図２の実施例ブロック図のうち駆動論理制御部３０を説
明するブロック図である。図３において、５１は直並列
変換器で送受信クロック４１のアドレスラッチ信号入力
によりアドレス部受信デ−タが保持される。５２は自己
アドレス設定器、５３はアドレス受信デ−タと自己アド
レスとを比較し、一致信号６１を出力し、コマンドデ−
タの受信、ステ−タスデ−タの送信をイネ−ブルにする
かディセ−ブルにするかを制御するゲ−ト回路Ｇ３に接
続されている。

【００１３】次に、５５は直並列変換器、５６は受信完
了検出器であって、選択された駆動装置においては直並
列変換器５５に送受信クロック４1 が与えられるように
作用するため、コマンドデ−タフレーム信号４３は送受
信クロック４1 に同期して直並列変換器５５に受信され
る。また、５７はコマンドデ−タより電動アクチェ−タ
の無砺磁コマンド以外の運転状態を検出する回路で、運
転状態フラグ６２を出力しＧ２のゲ−ト回路に接続され
る。

【００１４】５８は並直列変換器、５９は送信完了検出
器であって、選択された駆動装置においては並直列変換
器５８に送受信クロック４１が与えられるように作用す
るため、ステータスデータフレーム信号４４は送受信ク
ロック４１に同期して並直列変換器５８から送信され
る。

【００１５】ゲ−ト回路Ｇ２は駆動許可信号４５−１が
許可状態でなく、かつ電動アクチェ−タの運転状態信号
６２が運転状態にない時に制御許可信号５４を禁止状態
に作用し、Ｇ３は位置司令装置１からの指定アドレスが
自己アドレスと一致したときに前段のＧ２の結果を受け
て制御許可信号５４を許可状態に作用するゲ−ト回路で
ある。

【００１６】制御許可信号６４が許可状態にあるとき、
受信完了フラグ６３が受信完了でないときにＧ４のゲ−
ト回路でコマンドデ−タフレ−ム信号４３を送受信クロ
ック４１に同期して受信するよう送受信クロックを受信
回路にイネーブルするように作用し、Ｇ５は受信完了フ
ラグ６３が完了状態になった後、送受信クロック４１を
並直列変換器５８と送信完了検出器２６とに出力するよ
うに作用する。

【００１７】図３においては、電動アクチュエータと位
置検出器とは省略してあるが、電動アクチュエータは直
並列変換器５５に位置制御コマンド再生手段と駆動回路
とを介して接続しており、また位置検出器は並直列変換
器５８に接続して、位置制御コマンドの再生と位置ステ
ータスの読み込みとは、受信完了信号６３に同期して実
行するようになっている。

【００１８】このようにして選択されている駆動装置お
いては、送受信クロックに同期してコマンドデータフレ
ーム信号４３を直並列変換器５５に受信し、フレームの
終了で受信完了検出器５６が受信完了信号６３を出カす
ると、次の送受信クロックからは送受信クロックに同期
してステータスデータフレーム信号４４を並直列変換器
５８からゲートＧ６を介して送信するように作用しフレ
ームの終了で送信完了検出器５９が送信完了信号を出力
するとゲ−ト回路Ｇ６により送信禁止状態に作用し送受
出力を禁止し、アドレスが選択されてからの一連のシ−
ケンスを完了する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
以下の効果を得ることができる。 （１）複数個の駆動装置のうち停止状態から運転状態に
変わり大きな起動電流を流すのは１個だけに限定され、
複数個の電動アクチュ−タの電源として、同期起動方式
に比較して数分の１の電源容量の減少を可能にした。 （２）各駆動装置が駆動する電動アクチュエータの動作
タイミングが、位置指令装置の任意の選択で駆動装置が
個別に行われるので、電動アクチュエータの状態が特定
でき、異常発生時の回復が容易になり、実用上、極めて
有用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の多軸駆動装置を使用した位置
決めシステムのブロック図である。

【図２】本発明の多軸駆動装置のブロック図である。

【図３】本発明による多軸駆動装置の論理演算部のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 位置指令装置 ２ 電源装置 ３−１、３−２、〜３−ｎ 駆動装置 Ｍ１、Ｍ２、〜Ｍｎ 電動アクチュエータ Ｅ２、Ｅ２〜 Ｅｎ 位置検出器 ３０ 駆動装置論理回路部 ３１ 電流検出器 ３３ 電流比較設定器 ３４ 電流比較器 ４１ 送受信クロック ４２ アドレスラッチ信号 ４３ コマンドデータフレーム信号 ４４ ステータスデータフレーム信号 ４５−１、４５−２、〜４５−ｎ 駆動許可信号 ４６ 電源ライン ４７ 電流検出信号 ５１ アドレスデ−タ直並列変換器 ５２ 自己アドレス設定器 ５３ アドレス一致判定器 ５５ コマンドデ−タ直並列変換器 ５６ 受信完了検出器 ５７ 運転状態モ−ド検出器 ５８ ステ−タスデ−タ並直変換機 ５９ 送信完了検出器 ６１ アドレス一致信号 ６２ 運転状態信号 ６３ 受信完了信号 ６４ 制御許可信号 Ｇ１〜Ｇ６ ゲ−ト回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送受信クロックを出力し、送受信クロッ
   クに同期してコマンドデータフレーム信号を送信すると
   ともに送受信クロックに同期してステータスデータフレ
   ーム信号を受信するようにした位置指令装置と、前記送
   受信クロックを入力し、送受信クロックに同期してコマ
   ンドデータフレーム信号を受信するとともに送受信クロ
   ックに同期してステータスデータフレーム信号を送信す
   るようにした一つ以上の駆動装置とから成る多軸位置決
   め装置であって、 前記位置指令装置においては、駆動装置にコマンドデー
   タフレーム信号の受信とステータスデータフレーム信号
   の送信を、モ−タ運転状態信号が運転状態にあり、前記
   各駆動装置のうち入力した駆動許可入力信号が駆動許可
   状態である時にのみ、選択されたコマンドデータフレー
   ムのコマンドデータに従ってモータを駆動制御する駆動
   装置を設け、この選択されたモ−タの電流が所定の電流
   値以下になったことを検出するモータ電流検出器によっ
   て次に選択されたモータの駆動装置に駆動許可信号を出
   力するよう構成したことを特徴とする多軸用駆動装置。