JP2001100808A

JP2001100808A - プログラマブル制御回路

Info

Publication number: JP2001100808A
Application number: JP27639199A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ozaki; 信次尾崎
Original assignee: SUR SYSTEM Inc
Current assignee: SUR SYSTEM Inc
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の機器をそれぞれ容易に制御できる制御
装置を提供する。【解決手段】プログラマブル制御回路において、一連
の機器動作機能を複数の命令にして一度に命令レジスタ
に書き込み、自動的に切り替えていくことで、ＣＰＵの
途中介在無しで、動作モードやスピード変更、同期動作
を行う。複数のオープンコレクタ入出力ポートが、それ
らの命令切り替えを行なうために備えられ、複数の制御
装置の間で直接に接続され、制御信号のやり取りを行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の機器の制御
に使用される制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーボモーターやステッピングモータの
速度・動作ステップ数などを制御するために、専用のモ
ータ制御回路（ＬＳＩ）を使用して制御することが多く
なっている。モータ制御回路は、モータの動作モードや
回転方向・動作スピード・動作ステップ数などを設定し
て、モータを回転させる。複数のモータをそれぞれ専用
のモータ制御回路で制御するシステムは、各々のモータ
が独立したシーケンスで動作するのであれば問題はな
い。必要なときにＣＰＵから動作命令を送り、モータを
回転させればよい。モータ制御回路は、これらの動作命
令を設定した直後、改めて起動命令を入れた時、同期起
動信号がオンになった時などに、動作命令のパラメータ
に従って動作パルスを出力する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には各モ
ータが勝手に動くことは少ない。複数のモータが同時に
起動始めたり、あるモータが必要な位置に来たら他のモ
ータが起動したり、速度を変えたりする。このように、
相互に影響を与え、協調しながら動作させたりする場合
がほとんどである。現在、モータ制御回路に特別の起動
信号入力ピンを設け、ＣＰＵから出力ポートを通して制
御し、複数のモータを同時起動させるようなことは行な
われている。そのようなモータ制御回路を使ったシステ
ムでは、ＣＰＵは、Ｉ／Ｏポートを介して複数のモータ
制御回路に同時起動信号を送信し、これにより、複数の
モータを同時に起動させる。この場合、ＣＰＵは各モー
タ制御回路が起動できるように準備が整ったかを知るこ
とができないため、起動をかけるまでの時間を多めに見
積もっておく必要があり、待ち時間が長くなる。また、
全てのモータが同時起動するのであれば問題はないが、
同時に起動するモータの組み合わせが変動するような場
合、そのようなシステムでは制御しきれない。

【０００４】あるモータＡが必要な位置に来たら、他の
モータＢに制御をかける機能をもった、モータ制御回路
は今のところ存在しない。モータ制御回路には１回に１
つの動作命令しか入らず、動作スピード等を変更するに
も、必ずＣＰＵの介在が必要である。ＣＰＵがモータＡ
の動きを監視して、必要に応じてモータＢに動作命令を
送ることになる。このような監視機能が多く必要になる
と、ＣＰＵの負担が大きくなり、より高性能なＣＰＵが
必要になることもある。また、ＣＰＵが介在すると、オ
ペレーティングシステムなどの計算しきれない待ち時間
が追加され、即応性に問題が出てくることになる。

【０００５】本発明の目的は、複数の機器を容易に制御
できる制御装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプログラマ
ブル制御回路は、複数の機器からなるシステムにおいて
各機器にそれぞれ接続されるプログラマブル制御回路で
ある。このプログラマブル制御回路は、一連のステップ
の動作機能を複数ステップの命令にして一度に書き込み
可能な命令レジスタと、複数ビットのオープン・コレク
タ入出力ポートであって、複数のプログラマブル制御回
路のオープン・コレクタ入出力ポートの間で相互に直接
に接続されるとき動作変更と同期のための制御信号がや
り取りされるオープン・コレクタ入出力ポートと、命令
レジスタから出力される命令を解読して、機器に与える
動作命令パラメータを機器に出力するとともに、所定の
条件を満たしたとき、命令レジスタにおける次の命令に
対応して前記の制御信号をオープン・コレクタ入出力ポ
ートに対し出力する出力パラメータ設定回路とからな
る。一連のモータ動作機能を複数の命令にして、命令レ
ジスタに一度に書き込む。オープン・コレクタ入出力ポ
ートは、モータ制御回路相互を直接に接続し、制御信号
のやり取りを行なって動作を監視し、それらの命令を自
動的に切り替えていく。これにより、ＣＰＵが途中に介
在しなくても、動作モードやスピードの変更と同期動作
を行う。

【０００７】好ましくは、前記のプログラマブル制御回
路において、前記の入出力ポートは、機器の動作が可能
な状態であること示す動作可能信号をワイヤドＡＮＤ機
能で出力する１ビットの第１ポート部を備える。また、
好ましくは、前記のプログラマブル制御回路において、
前記の入出力ポートは、複数の機器の動作を変えるため
のトリガロジック信号を入出力する複数ビットの第２ポ
ート部と、第２ポート部での入力信号を基にトリガロジ
ック信号の入出力のタイミングをとるトリガロジックア
クノーレッジ信号を入出力する１ビットの第３ポート部
とを備える。また、好ましくは、前記のプログラマブル
制御回路は、さらに、第２ポートから入力されるトリガ
ロジック信号を必要なビットに対してマスクするマスク
回路を備える。また、好ましくは、前記のプログラマブ
ル制御回路は、さらに、第２ポートから出力されるトリ
ガロジック信号の初期条件を設定する非動作時レベル設
定回路と、命令レジスタの命令に対応してトリガロジッ
ク信号の起動条件を設定する起動条件設定回路を備え
る。また、好ましくは、前記のプログラマブル制御回路
において、前記の機器がモータである。

【０００８】

【発明の効果】複数の機器（たとえばモータ）を制御す
るプログラマブル制御回路からなるシステムにおいて、
一連のモータ動作機能を複数の命令にして、命令レジス
タに一度に書き込み、オープン・コレクタ入出力ポート
を相互に直接に接続する。これにより、ＣＰＵが介在し
なくても、動作モードやスピードの変更と同期動作を命
令に対応して自動的に行える。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施の形態を説明する。なお、図面において、同じ
参照記号は同一または同等のものを示す。本発明は、複
数の機器からなるシステムにおいて各機器にそれぞれ接
続されるプログラマブル制御回路に関するものである
が、以下では機器の１例としてのモータの制御について
説明する。

【００１０】はじめに、本発明の実施の形態のモータ制
御回路（ＬＳＩ）１０の動作概要を説明する。モータ制
御回路１０は、モータの動作モードや回転方向・動作ス
ピード・動作ステップ数などを設定して、モータを回転
させる。ここで、外部からモータ制御回路１０に一連の
モータ動作機能を複数の命令にして一度に書き込んでお
くと、命令を自動的に切り替えて複数のモータの制御が
実行されていく。これにより、ＣＰＵが途中に介在しな
くても、動作モードやスピードの変更と同期動作を行え
る。

【００１１】図１は、複数のモータを制御するモータ制
御システムの１例を示す。Ｎ個（たとえば４個）のモー
タ制御回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが、それぞ
れ、モータドライブ回路を介してモータに接続される。
一方、ＣＰＵ１００は、バスを介して、メモリ１０２
と、その他のＩ／Ｏポート１０４に接続されるととも
に、これらのモータ制御回路１０ａ〜１０ｄに接続され
る。モータ制御回路１０ａ〜１０ｄは内部にレジスタを
備え、ＣＰＵ１００は、一連のモータ動作機能を複数の
命令にして一度にモータ制御回路１０ａ〜１０ｄに書き
込む。

【００１２】モータ制御回路１０ａ〜１０ｄにはマスタ
ーＩＣとスレーブＩＣがある。マスターＩＣは、後述の
トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの各ビットに対応した
Ｎビットの設定値を出力する。スレーブＩＣは、次の動
作命令を実行する。なお、１つのモータ制御回路は、マ
スターＩＣとスレーブＩＣのいずれにもなる。命令を自
動的に切り替えていくことで、ＣＰＵ１００が途中に介
在しなくても、モータ制御回路１０ａ〜１０ｄにおける
動作モードやスピードの変更と同期動作を行う。

【００１３】図２は、モータ制御回路１０の内部構成を
示す。モータ制御回路１０は、従来と同様に、モータの
動作モードや回転方向・動作スピード・動作ステップ数
などを設定して、モータを回転させる。このため、モー
タ回転の種類・方向などを設定する回転命令レジスタ１
２、回転ステップ数レジスタ１４、定速・高速スピー
ド、加減速ステップ数を設定する加減速データレジスタ
１６、パルスカウントソース切替レジスタ１８を備え
る。加減速データレジスタ１６における定速とはモータ
がモータ回転パルス出力に追随できるスピードであり、
高速とは、追随できないスピードである。高速回転制御
では、追随できる低速で回転をはじめ、徐々に回転スピ
ードを上げ高速回転にし、また、回転スピードを下げて
から停止する。さらに、ステップ数カウンタ２０と回転
パルスタイマ２２が備えられる。ここで、回転命令レジ
スタ１２は、モータ回転方向信号をモータに送る。回転
ステップ数レジスタ１４と加減速のためのデータレジス
タ１６はモータ制御のためのパラメータを出力する。パ
ルスカウントソース切替レジスタ１８は、ステップ数カ
ウンタ２０に対し、モータ制御回路からの出力パルスと
エンコーダの出力パルス数のどちらをカウントするかを
切り替えるための１ビットの設定値である。ステップ数
カウンタ２０は、モータのステップ数を計数するもので
あり、モータがオープンループで制御するステッピング
モータである場合は、モータ制御回路からモータに出力
される出力パルスを数える。また、エンコーダを備えた
サーボモータの場合は、クローズドループで制御される
ので、ステップ数カウンタ２０は、エンコーダからの入
力パルスを計数して実際の位置を求め、回転パルスタイ
マ２２からモータ回転パルス信号を出力する。なお、モ
ータの回転速度は、モータ回転パルスの周期に比例して
変わるので、これにより回転速度が制御される。

【００１４】さらに、複数のモータ制御回路を相互に直
接に接続し、制御信号をやり取りするため、モータ制御
回路１０にはオープンコレクタ入出力ポート３０、３
２、３４が設けられる。オープンコレクタ入出力ポート
は３種類の機能を持る。３種類の機能に対応するオープ
ンコレクタ入出力ポートでの信号は、動作可能信号ＭＯ
Ｖ、トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_N、トリガロジック
アクノーレッジ信号ＴＬＡである。これに対応して、オ
ープンコレクタ入出力ポートは、動作可能信号ＭＯＶの
ためのポート３０、トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの
ためのポート３２、および、トリガロジックアクノーレ
ッジ信号ＴＬＡのためのポート３４からなる。なお、こ
こではＴＴＬロジックで言われる「オープンコレクタ」
という言葉を用いているが、ＭＯＳロジックで言うオー
プンドレイン、オープンソースでも同じである。ライン
をドライブするのに、一方に能動素子であるトランジス
タやＦＥＴを、他方に受動素子である抵抗を置いたもの
を、オープンコレクタという言葉で表わす。各制御回路
が任意のタイミングで信号レベルを変化してもショート
状態にならず、接続したラインレベルにしたがって、ワ
イヤードＯＲまたはワイヤードＡＮＤをとることのでき
るロジックである。

【００１５】オープンコレクタ入出力ポートの３種類の
機能を以下で説明する。 (１) 動作可能信号(ＭＯＶ) １ビットのオープンコレクタ入出力ポート３０をモータ
起動制御に使用し、このポートの信号を動作可能信号
(ＭＯＶ)信号と名づける。動作命令の入っていない初期
設定時は、ＭＯＶ信号は０となっている。ＣＰＵ１００
から動作命令が送られ、起動可能になったら、ＭＯＶ出
力に１（起動可能）を書き込む。しかし、他のモータ制
御回路も全て１になっていないと、ＭＯＶ信号は１にな
らない。全てのモータ制御回路１０ａ〜１０ｄの動作命
令が設定され、動作可能になればＭＯＶ信号は１にな
り、各モータ制御回路は、１を読み出すと一斉にモータ
起動を始める。ＭＯＶ信号は、全てが１になれば１にな
るワイヤードＡＮＤ機能を持つことになる。

【００１６】実際には、使いやすくするために、動作命
令にはＭＯＶ信号を１にするモードと、０のまま動作命
令を設定するモードを持たせる。一斉起動を行うとき
は、１つのモータ制御回路１０は０のまま、他のモータ
制御回路１０には１にするモードで動作命令を設定し、
ＣＰＵ１００は他の部分とのタイミングをみて、ＭＯＶ
信号を０に設定されたモータ制御回路１０に１を設定す
る命令を入れる。最初には起動せず、他のモータの回転
の終了で動作を始めたいモータ制御回路にも対応でき
る。後述するトリガロジックマスク４４で１ビットでも
起動可能（Enable）にしているものは、その入力条件が
そろうまで起動しない。最初に起動するモータ制御回路
は全てのマスクが起動不可（Disable）のものだけとな
る。また、ＭＯＶ信号の入出力ポート３０を外部スイッ
チ（図示しない）を介して接地することによって、回転
/停止を外部から制御できる。外部スイッチで強制的に
０にすると非常停止スイッチになる。

【００１７】 (２) トリガロジック信号(ＴＬ₁〜ＴＬ_N) モータの動作モードやスピードを変えるには、トリガロ
ジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_NのためのＮビットのオープンコ
レクタ入出力ポート３２を使う。これをトリガロジック
信号(ＴＬ₁〜ＴＬ_N)と名づける。マスターＩＣは、１つ
の命令に対するモータ回転終了時に、必要なビットの値
を変化させる。なお、トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_N
を出力するため必要なモータ位置は、ステップ数カウン
タ２０により数えられる。マスターＩＣは、必要なビッ
トに０を書き込むことで次のステップに進む。このポー
トはオープンコレクタであるため、複数のモータ制御回
路１０のどれが０を書き込んでも０になる、ワイヤード
ＯＲ機能を持つことになる。上述のビットの値の変化を
検出したモータ制御回路(スレーブＩＣ)が、次の命令動
作を開始するように制御する。

【００１８】通常、トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ
_Nは、標準トリガレベルレジスタ３６を基に初期設定命
令の標準トリガロジック設定で１に設定する。標準トリ
ガレベルは、トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの各ビッ
トに対応したＮビットの設定値であり、トリガロジック
の非動作値を示す。トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nを
ワイヤードＯＲとして動作させるときは１を、ワイヤー
ドＡＮＤとして動作させるときは０を書き込む。

【００１９】一方、トリガロジックレジスタ３８は、マ
スターＩＣにて、トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの各
ビットに対応したＮビットの出力設定値を出力する。標
準トリガレベル出力とトリガロジック出力とは切替回路
４０により切り替えられる。トリガロジックレジスタ３
８の出力設定値で動作しているとき、ステップ数カウン
タ２０により数えられる現在のステップ数が終了したと
き、ここで設定した値をトリガロジック信号ＴＬ₁〜Ｔ
Ｌ_Nに出力する。トリガロジックアクノーレッジ信号Ｔ
ＬＡが０、１と変化したことを検出すると、切替回路４
０により標準トリガロジックレベルレジスタ３６の出力
設定レベルに戻す。

【００２０】スレーブＩＣにおいては、トリガロジック
信号に対して、トリガ入力レベル設定部４２からのトリ
ガ入力によりトリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの各ビッ
トに対応した入力レベルが設定される。また、入力マス
ク設定レジスタ４４により複数ビットのトリガロジック
信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nのうち必要な任意のビットのみマスク
をして、そのビットを有効かどうかを設定し、入力ビッ
ト間のＡＮＤをとる。両機能をまとめると、ＯＲ−ＡＮ
Ｄロジックとなり、あらゆる論理演算に対応できること
になる。マスクが１に設定されたビットの入力信号とロ
ジック入力設定が等しい時、トリガロジックアクノーレ
ッジ信号ＴＬＡを０にして、入出力ポート３２から出力
する。そして、次の動作命令に従って、回転パルスを出
力する。

【００２１】ＡＮＤロジック入力の数は、最大Ｎ個のト
リガロジックポート数にて制限される。より多くのモー
タ制御回路の数に対応するために、ワイヤードＡＮＤ機
能も用意する。あるビットの初期値を０として、動作終
了時に１を出力することもできる。これで、接続したモ
ータ制御回路の全てが１の時にのみＯＮと認識するワイ
ヤードＡＮＤ機能となる。ＡＮＤロジックに参加しない
モータ制御回路は初期値を１にし、０を出力しないよう
にする必要がある。

【００２２】ここまでの説明では、トリガロジック信号
ＴＬ₁〜ＴＬ_Nを出力するのは、１つの回転命令終了時と
既定している。しかし、場合によっては、回転途中に、
他のモータの回転を始めたいことがある。この時、１つ
の命令のステップ数を他のモータ回転を始まるまでに設
定し、次の命令で同じスピードで残りステップ数をかせ
ぐということで、実行できる。しかし、自分の回転数カ
ウンタとは別に出力用ステップ数カウンタを設けて回転
途中でもＴＬ₁〜ＴＬ_Nを出力することもできる。

【００２３】 (３) トリガロジックアクノーレッジ信号(ＴＬＡ) トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの入出力のタイミング
を取るための信号も必要となる。これは１ビットのオー
プンコレクタ入出力ポート３４で入出力される信号であ
り、トリガロジックアクノーレッジ信号ＴＬＡと名づけ
る。マスターＩＣがトリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの
どれかを変更すると、変更したビットに対応できるスレ
ーブＩＣはトリガロジックアクノーレッジ信号ＴＬＡを
０にする。その後スレーブＩＣが次の命令に応じて、パ
ルスを出力し始めると、トリガロジックアクノーレッジ
信号ＴＬＡを１にする。マスターＩＣはトリガロジック
アクノーレッジ信号ＴＬＡが１度０になった後、再び１
になったことを確認した後、切替回路４０によりトリガ
ロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nを標準値に戻し、切り替え終
了と見なす。

【００２４】命令レジスタ４６は、一連のモータ動作機
能についての複数の命令を記憶する。ＣＰＵ１００は、
一連の機器動作機能を複数の命令にして命令レジスタ４
６に一度に書き込む。モータ制御回路は、自動的に命令
を切り替えていくことで、ＣＰＵ１００の途中介在無し
で、動作モードやスピードの変更、同期動作を行う。す
べてのトリガーロジック信号の入力値がととのうと、ト
リガロジックアクノーレッジ信号ＴＬＡが出力されると
ともに、次命令番号レジスタ４８が出力する次の命令番
号で、レジスタ４６からの次の命令が、解読回路５０を
経てモータ制御回路１０内の上述の各種レジスタに記憶
される。次命令番号レジスタ４８は、１つの命令終了
後、次に処理する命令番号を指定するものである。こう
して、連続処理だけでなく、ループや繰返しルーチンを
組むことができ、少ない命令バッファ数で自動処理ステ
ップ数を増やすことができる。

【００２５】さらに具体的に説明すると、リセット直後
の初期設定で、標準トリガレジスタ３６から標準トリガ
ロジックを設定し、これにより、トリガロジック信号Ｔ
Ｌ₁〜ＴＬ_Nの非動作状態の出力レベルを設定する。標準
トリガレベルとトリガロジック出力とは切替回路４０に
よりステップ数カウンタ２８にしたがって切り替えられ
る。トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nの入力値は、入力
マスク設定レジスタ４４にしたがってマスクされる。ト
リガロジックの入力マスクで１ビットでもEnable（起動
可能）にしているものはその入力条件がそろうまで起動
しない。

【００２６】次に、動作命令について説明する。モータ
制御回路１０において、従来と同様にモータの動作モー
ド（定速動作、基準点まで定速動作、加減速動作、基準
点まで加減速動作）や回転方向・動作最高速度・動作パ
ルス数(距離)などを設定して、モータを回転させる。そ
の他に、自動スタート（EnableまたはDisable）、次命
令番号、起動条件トリガロジックデータ（トリガ入力レ
ベル設定と入力マスク設定）、終了時設定データ、終了
方式などのデータが設定される。これらのパラメータデ
ータの複数組を一度にモータ制御回路１０の命令レジス
タ４６に書き込む。初期設定データには、標準トリガー
ロジック、加減速パターン、基準クロック、加減速処理
データなどが含まれる。データを全て書き込んだ後、動
作可能(ＭＯＶ)信号を１に出力する。全てのモータ制御
回路のＭＯＶ出力が１になると、起動条件が合ったモー
タ制御回路１０は動作パルスを出力し、モータを回転さ
せる。モータ回転終了で終了設定データをトリガロジッ
ク信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nに出力し、終了を知らせる。トリガ
ロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nを出力するモータ制御回路１
０はマスターＩＣである。

【００２７】トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_Nが起動条
件トリガロジックデータと等しいモータ制御回路１０
は、トリガロジックアクノーレッジ信号ＴＬＡを０にし
て、次の動作命令の実行を始める。動作命令を実行する
モータ制御回路をスレーブＩＣという。スレーブＩＣは
次の起動パルスを出力した後、トリガロジックアクノー
レッジ信号ＴＬＡを１にして、起動を始めたことをマス
ターＩＣに知らせる。マスターＩＣはトリガロジックア
クノーレッジ信号ＴＬＡが０,１と変化したことを確認
し、トリガロジック信号ＴＬ₁〜ＴＬ_N出力を標準トリガ
ロジックレベルに戻す。起動条件が合えば、同じモータ
制御回路も次の動作命令動作に入り、１つのモータ制御
回路がマスター／スレーブ双方のＩＣにもなる。スレー
ブＩＣは起動条件が合わなければ、起動条件が合うまで
停止して待つ。

【００２８】高速で回転中に速度を変更するときには、
命令を切り替える。このときは、それまでの速度から、
加減速カーブにしたがって次の命令速度に切り替える。
回転方向を変えたり、一旦停止する場合は、モータを減
速し停止させる必要がある。どちらの方式を取るかは、
終了方式・待ち時間レジスタ５２における１ビットの終
了方式データで指定する。回転方向の変更や一旦停止を
するとき、モータ回転の慣性を考えた場合、パルス出力
を一時停止した方がよい場合がある。そのため、終了方
式・待ち時間レジスタ５２において待ち時間が設定され
る。次の動作命令は、次の命令番号レジスタ４８で指定
する。このため、連続処理だけでなく、ループや繰り返
しルーチンを組むことができ、少ない命令バッファで自
動処理ステップ数を増やすことができる。

【００２９】なお、動作命令には、上述の通常の動作命
令のほかに、命令が入ったらすぐ動作する即動作命令が
ある。たとえば、連続命令スタート命令は、自動スター
トがDisableに設定されていた動作命令をEnableにして
一斉動作を開始させる。

【００３０】次に動作の１例を説明する。動作命令パラ
メータの複数組が一度にモータ制御回路１０に書き込ま
れており、それに従い自動的に命令が切り替えられてい
く。先に説明したように、動作命令パラメータには、従
来と同様の回転命令（回転の種類、方向など）、回転ス
テップ数、加減速のためのデータ（低速・高速スピー
ド、加減速ステップ数）のほか、トリガ入力レベル、ト
リガ入力マスク、トリガロジック出力、終了方式・待ち
時間、次の命令番号を含む。

【００３１】リセット直後の初期設定では、モータ制御
回路１０の動作モード、基本クロック、パルスカウント
ソースなど、一度設定すれば後で変更する必要のないパ
ラメータを設定する。この例では、さらにトリガロジッ
クＴＬの非動作時のレベルも設定する。

【００３２】ここでは、２つのモータを用いてＸ，Ｙの
２軸で動作させた例を示す。各モータにモータ制御回路
が接続される。記号ａ〜ｌが工程を表わすものとする
と、図３に示すように、ａ，ｂ，ｃ，ｄで４角形をつく
り、その中にｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋののこぎり歯状の
動作を入れる。また、ｅ，ｌは原点とのこぎり歯状の移
動を示す。

【００３３】図４に示すように、この例では、Ｘ軸とＹ
軸の各々で０〜５の全６ステップの動作を行う。ここ
に、数字はステップを表わす。また、記号ａ〜ｌは図３
と同様に工程を表わす。図において、波形は、モータの
回転スピードと方向のグラフである。縦方向は回転スピ
ードを示し、横方向は時間を示す。また、トリガロジッ
クＴＬは、ビット１（ＴＬ₁）が０でＸ軸起動となり、
ビット２（ＴＬ₂）が０でＹ軸起動となるように設定す
る。縦の棒が、切り替え時にレベルが０になっているこ
とを示す。

【００３４】最初に各ステップの動作命令パラメータを
モータ制御回路１０の命令レジスタ４６にまとめて書き
込む。これにより、一部データの変更以外はＣＰＵの介
在が必要なく、自動的に全工程を処理できる。

【００３５】ａ工程では、Ｙ軸だけが高速に動作して、
Ｘ軸は動作しない。Ｙ軸ステップ０の動作となる。トリ
ガロジック信号の１ビット目ＴＬ₁がＸ軸に、２ビット
目ＴＬ₂がＹ軸に対応する。動作終了にてＴＬ₁を０にし
て、Ｘ軸起動命令となる。ここで、Ｙ軸のモータについ
て、次のような１動作の動作命令が与えられている。自
動スタート＝Enable、次の命令番号＝"００１"、終了割
込＝Disable、回転方向＝時計回り、動作命令＝加減
速、トリガロジック入力マスク＝"００００"、トリガロ
ジック入力レベル＝"１１１１"、終了方式＝停止、起動
前停止時間＝０msec、終了トリガロジック出力データ
＝"１１１０"、動作最高速度＝高速、加減速パルス数＝
８０００ステップ。終了トリガロジック出力データの０
ビット目のデータ（"０"）は、終了後のＸ軸のモータを
起動するＸ軸起動命令に対応する。(以下の工程でも同
様に動作命令が設定されるが、説明を省略する。）

【００３６】ｂ工程では、Ｙ軸は停止し、Ｘ軸のみが高
速動作をする。Ｘ軸ステップ０の動作となる。動作終了
にてＴＬ₂を０にして、Ｙ軸起動命令となる。

【００３７】ｃ工程とｄ工程では、Ｘ軸とＹ軸を各々逆
方向に回転させ、４角形に動作させる。Ｘ軸のｄ工程の
終了で、ＴＬ₁とＴＬ₂の双方を０にして、Ｘ，Ｙ両軸を
起動させる。

【００３８】ｅ工程では、Ｘ，Ｙ両軸を同時に低速で動
作させる。ｅ工程が終了すると、Ｘ軸はＴＬ₁を、Ｙ軸
はＴＬ₂だけを０にする。次のｆ工程は、ＴＬ₁、ＴＬ₂
とも０になることを確認して開始する。このことで、ｅ
工程の終了のタイミングがＸ軸とＹ軸でずれても、ｆ工
程はＸ，Ｙの両軸で同時に起動できる。

【００３９】ｆ工程からｋ工程までにおいて、Ｘ軸は一
定のスピードで動き、Ｙ軸は方向を切り替えながら３往
復することになる。Ｙ軸は、各工程の終了で、ＴＬ₂を
０にして、ステップ３と４を繰り返す。

【００４０】なお、ｆ工程の起動条件は、ＴＬ₁とＴＬ₂
のＡＮＤであるのに対し、ｈ、ｊ工程の起動条件は、Ｔ
Ｌ₂のみである。このように、一部の条件が異なるの
で、ステップ番号を３と３−１で区別している。そこだ
けをＣＰＵの介在で書き替えることになる。データの書
き替えは、ｇ工程の空き時間に行えばよく、ＣＰＵはク
リチカルなタイミングを見る必要はない。

【００４１】ｋ工程は、次のステップ番号と終了条件が
違うため、４−３ステップとする。Ｙ軸の次ステップ番
号は５に、Ｘ軸も切り替えるため、ＴＬ₁も０にする。
今までのステップ切り替えはいったん停止してからであ
ったが、Ｙ軸のステップ４−３からステップ５への切り
替えでは停止せず、スピードを切り替える。

【００４２】ｌ工程では、Ｙ軸は低速で、Ｘ軸は高速で
基準点まで移動させる。定速の場合、基準点を検出して
パルス出力を止めると、モータはその場で停止する。

【００４３】Ｘ軸のように高速で基準点に移動をさせる
と、基準点から減速停止をし、モータの停止時点は基準
点を越える。そこで、ステップ５の低速で基準点へ逆回
転させる命令が追加される。

【図面の簡単な説明】

【図１】モータ制御回路を含むシステムの図

【図２】モータ制御回路のブロック図

【図３】２つのモータを用いてＸ，Ｙの２軸で動作さ
せた工程を示す図

【図４】図３の工程に対応した２つのモータの速度を
示す図

【符号の説明】

１０モータ制御回路、３０、３２、３４オープ
ンコレクタ入出力ポート、３６標準トリガレベル
レジスタ、３８トリガロジックレジスタ、４
４入力マスクレジスタ、４６命令レジスタ、
４８次の命令番号レジスタ、１００ＣＰＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の機器からなるシステムにおいて各
機器にそれぞれ接続されるプログラマブル制御回路であ
って、一連のステップの動作機能を複数ステップの命令にして
一度に書き込み可能な命令レジスタと、複数ビットのオープン・コレクタ入出力ポートであっ
て、複数のプログラマブル制御回路のオープン・コレク
タ入出力ポートの間で相互に直接に接続されるとき動作
変更と同期のための制御信号がやり取りされるオープン
・コレクタ入出力ポートと、命令レジスタから出力される命令を解読して、機器に与
える動作命令パラメータを機器に出力するとともに、所
定の条件を満たしたとき、命令レジスタにおける次の命
令に対応して前記の制御信号をオープン・コレクタ入出
力ポートに対し出力する出力パラメータ設定回路とから
なるプログラマブル制御回路。
【請求項２】請求項１に記載されたプログラマブル制
御回路において、前記の入出力ポートは、機器の動作が可能な状態である
こと示す動作可能信号をワイヤドＡＮＤ機能で出力する
１ビットの第１ポート部を備えるプログラマブル制御回
路。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載されたプ
ログラマブル制御回路において、前記の入出力ポートは、複数の機器の動作を変えるためのトリガロジック信号を
入出力する複数ビットの第２ポート部と、第２ポート部での入力信号を基にトリガロジック信号の
入出力のタイミングをとるトリガロジックアクノーレッ
ジ信号を入出力する１ビットの第３ポート部とを備える
プログラマブル制御回路。
【請求項４】請求項３に記載されたプログラマブル制
御回路において、さらに、第２ポートから入力されるトリガロジック信号
を必要なビットに対してマスクするマスク回路を備える
プログラマブル制御回路。
【請求項５】請求項３に記載されたプログラマブル制
御回路において、さらに、第２ポートから出力されるトリガロジック信号
の初期条件を設定する非動作時レベル設定回路と、命令
レジスタの命令に対応してトリガロジック信号の起動条
件を設定する起動条件設定回路を備えるプログラマブル
制御回路。
【請求項６】請求項１から５までのいずれかに記載さ
れたプログラマブル制御回路において、前記の機器がモ
ータであるプログラム制御回路。