JP2001306150A - 軸制御モータの動作態様を設定する動作設定テーブル及びその動作設定テーブルにより軸制御モータを制御する制御ボード。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸制御のプログラム作成を容易にするととも
に、軸制御をインテリジェントにおこなう制御ボードを
提供すること。 【解決手段】制御プログラムシートと位置データテーブ
ルとで構成される動作設定テーブルの制御プログラムシ
ートには軸動作のパラメータ及び軸動作の実行シーケン
スを設定し、位置データテーブルには縦軸にラインナン
バーをとり、横軸には各軸の位置データ及び動作速度、
加速度、減速度等の動作情報を設定し、上記制御プログ
ラムシートの実行シーケンスに従ってラインナンバーを
指定することにより該ラインナンバーに記載された動作
情報に基づいて軸制御モータ３の動作態様を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸制御モータを用
い単独及び、複数軸制御の動作をポイント・ツウ・ポイ
ント、直線補間、円弧補間、自由曲線等を含めた軸動作
を行なわせる動作設定テーブル及びその動作設定テーブ
ルに基づいて軸制御モータを制御する制御ボードに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸制御モータを、複数軸を含んだ
軸制御をおこなう場合、それぞれの軸の移動方法、移動
値を図面及び計算で作成し、軸制御の同期、非同期のタ
イミングを検証しながら制御軸の移動位置データを、座
標データ値としてプロット計算し、データ入力をおこな
いシステム制御プログラムを製作していた。

【０００３】また、動作中に、条件により移動量変更等
をおこなう場合“Ｃ”プログラム言語で移動量データと
して、それぞれの条件、関係を考慮して記述していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プログラム作成では“Ｃ”言語等を使用してプログラム
の作成、変更を行なわなければならず、移動量など変更
の際も、さまざまな条件を認識した上で行なわなければ
ならないためプログラムに熟知し、また軸制御を熟知し
た人と共同でなければ対応することが困難であった。ま
た、似たような軸制御があってもそのプログラムを流用
しようとしても、そのプログラムの制作者でも時間が経
過するとプログラムの軸移動量、移動方向、速度、他の
軸との関係、使用している変数の関係等を全て確認し、
軸動作の状態を理解してからではないと、他への移築は
困難であった。

【０００５】本発明は上記問題点を解消し、軸制御のプ
ログラム作成を容易にするとともに、軸制御をインテリ
ジェントにおこなう制御ボードを提供することをその課
題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項1の発明に係る軸制御モータの動作設定テー
ブルは、軸制御モータの動作態様を設定する軸制御モー
タの動作設定テーブルであって、上記動作設定テーブル
は制御プログラムシートと位置データテーブルとで構成
され、制御プログラムシートには軸動作のパラメータ及
び軸動作の実行シーケンスを設定し、位置データテーブ
ルには縦軸にラインナンバーをとり、横軸には各軸の位
置データ及び動作速度、加速度、減速度等の動作情報を
指定し、上記制御プログラムシートの実行シーケンスに
従ってラインナンバーを指定することにより該ラインナ
ンバーに記載された動作情報に基づく軸制御モータの動
作態様を設定することを特徴とする。

【０００７】また、請求項２の発明に係る動作設定テー
ブルにより軸制御モータを制御する制御ボードは、軸制
御モータの動作態様を設定する動作設定テーブルに基づ
いて軸制御モータを制御する軸制御モータの制御ボード
であって、ボード本体には制御プログラムシートと位置
データテーブルとで構成される上記動作設定テーブルを
設けたメモリと、該メモリに記憶された制御プログラム
シートの軸動作のパラメータ及び軸動作の実行シーケン
スに基づいて、上記位置データテーブルに記憶された各
軸の位置データ及び動作速度、加速度、減速度等の動作
情報を読み出し、各軸に対応した軸制御データを作成し
出力部に制御信号として出力させる制御部とを備えるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る動作設定テ
ーブルを示し、この動作設定テーブルは、制御プログラ
ムシートと位置データテーブルとで構成されている。

【０００９】制御プログラムシートは、図１（ａ）に示
すように、縦軸にステップ番号が付与され、横軸にはス
テップ番号毎に、その行はコメントとして扱われ実行さ
れないようにするＣ列（本発明では「＊」を記述するこ
とによりコメントとして扱う）、タグ名やサブルーチン
名の宣言が指定される第１Factor列、制御プログラムの
コマンドが指定されるOpcode列、命令ごとに異なるが基
本的に加算命令で加算する値や処理するパラメータなど
が指定される第２Factor列、命令ごとに異なるが基本的
に演算の結果を代入する変数などが指定されるResult
列、命令の実行には一切影響することのない制御プログ
ラムの注釈が指定されるComment列が設定され、制御プ
ログラムは基本的にはステップ番号の順番に実行され、
そのステップ番号のOpcode列に記述されているコマンド
が実行されるようになっている。

【００１０】位置データテーブルは、移動すべき位置デ
ータ（座標値）が登録されるものであって、縦軸にはラ
インナンバーが付与され、横軸には位置データが指定さ
れる軸列（本発明では、最大４軸まで同期制御）と、現
位置から移動すべき位置までの移動速度を指定する速度
指定列、加速度を指定する加速度指定列、減速度を指定
する減速度指定列が配置され、ラインナンバー毎に各軸
の移動先座標値と、移動する際の移動速度、加速度、減
速度とが必要に応じて指定され、移動速度、加速度及び
減速度が指定されていない場合は、予め制御プログラム
シート上で設定された速度、加速度、減速度が優先する
ようになっている。

【００１１】なお、位置データはプログラムで演算し、
自動生成するようにしてもかまわない。また、同一ライ
ンナンバー上に複数軸の位置データが指定されている場
合は、指定された軸が補間して、指定された速度、加速
度、減速度で同期して作動することになる。

【００１２】次に、図２（ａ）に示すように、1軸を同
一方向に複数回連続して作動させた後、復帰させる場合
を、図３（ａ）（ｂ）の動作設定テーブルに基づいて説
明する。

【００１３】図３（ａ）は、制御プログラムシートを示
し、図３（ｂ）は位置データテーブル（テーブル名「Ta
ble１」）を示す。

【００１４】制御プログラムシートのステップ１ではOp
code列に指定されたコマンド「Lock」で指定軸のサーボ
をＯＮすることを示し、Factor2列に「Ob0001」と指定
されているので１軸のみがＯＮし、１軸のみの作動であ
ることを示している。なお、「Ob0101」と指定した場合
は１軸と３軸とをＯＮすることを示す。

【００１５】ステップ２ではOpcode列に指定されたコマ
ンド「Home」で原点復帰させる。

【００１６】ステップ３ではOpcode列に指定されたコマ
ンド「RdTbｌ」でFactor２列に表示された位置データテ
ーブルが指定される。この場合テーブル名「Test１」の
位置データテーブルが指定される。次にステップ４では
Opcode列に指定されたコマンド「Speed」でFactor２に
表示された速度が設定される。この場合２００ミリ／秒
の移動速度を示す。この移動速度は位置データテーブル
に速度が指定されている場合は、位置データテーブルに
指定されている速度が優先する。

【００１７】ステップ５ではOpcode列に指定されたコマ
ンド「Tag」でGoto命令のジャンプ先が指定される。そ
して、ステップ６〜１０では位置データテーブル「Test
１」の位置データを参照してコマンド「Ptp」で補間動
作なしで順番に1軸の軸動作を実行する。ステップ６で
は位置データテーブルの1行目に指定された1軸の位置５
０まで０．１Ｇの加速度、５００ミリ／秒の移動速度、
０．１Ｇの減速度で移動することを示している。そし
て、ステップ７では位置データテーブルの２行目に指定
された1軸の位置１５０まで２Ｇの加速度、５００ミリ
／秒の移動速度、０．１Ｇの減速度で移動することを示
している。さらに、、ステップ８では位置データテーブ
ルの３行目に指定された1軸の位置２００まで０．１Ｇ
の加速度、２Ｇの減速度で移動するが、移動速度の記述
がないので、制御プログラムシートのステップ４のコマ
ンド「Speed」でFactor２に表示された速度２００ミリ
／秒の移動速度が適用される。同様に、ステップ９、１
０を実行することにより１軸は２５０、３５０の位置ま
で順次移動する（図２（ｂ）参照）。

【００１８】そして、ステップ１１に進むと、Opcode列
に指定されたコマンド「Goto」でFactor２列に指定され
たステップに実行位置を変更する。この場合、Tag01に
ジャンプすることを示している。

【００１９】上述の制御プログラムによれば、図２
（ａ）に示すように、ポジション１からポジション５を
繰り返すことになる。そして、位置データテーブルには
１軸のみの移動位置が図３（ｂ）に示すように指定され
ているので、１軸は、図２（ｂ）に示すような位置に移
動することになる。

【００２０】上述のように、位置データテーブルに指定
された動作情報（位置データ、速度、加速度、減速度）
から、軸制御モータの動作態様を容易に認識できるとと
もに、動作情報を書き換えることにより簡単に軸制御を
変更することができ、“Ｃ”言語などを使ってプログラ
ムを作成する場合と異なり、プログラム技術に熟練しな
い技術者であっても簡単に軸制御の設定、変更をおこな
うことができる。

【００２１】次に、軸制御モータを制御する制御ボード
について説明する。この制御ボード１は、図４に示すよ
うに、制御装置であるパソコン２に接続され（実際に
は、パソコン内の拡張スロット（ＰＣＩバス）に差し込
まれ）、軸制御モータ３を駆動制御する制御信号はパラ
レル信号ケーブル４を介して、検査装置やＸ−Ｙテーブ
ルなどの動作装置５の端子板６に入力され、この端子板
６に接続されたドライバ７を介して軸制御モータ３を駆
動制御して動作装置５を任意に作動させることができる
ようになっているもので、図５のブロック図に示すよう
な構成となっている。

【００２２】なお、図４において、符号９は、原点、ス
ローダウン、エンドリミットなどのセンサを示し、この
センサ９の検出信号は制御ボード１にフィードバックさ
れ、割り込み処理がなされる。

【００２３】図５において、符号１０は、パソコン２と
制御ボード１間のデータ及びコマンドをやり取りする機
能部分であるＰＣＩバス、符号１１はＰＣＩバス１０と
制御部（ＣＰＵ）１４のＩ／Ｆ回路であるＰＣＩバスＩ
／Ｆ、符号１２は制御コマンド、軸パラメータ、データ
等を実行させるために書き込んでおくメモリ（ＤＰ−Ｒ
ＡＭ）で、ＣＰＵ１４はこのコマンド、データを元に制
御を行なう。１３はプログラムを一時保管し、内蔵ＲＡ
Ｍでの不足部を補うメモリ（Ｓ−ＲＡＭ）である。

【００２４】そして符号１４は軸制御を行なうための制
御部（ＣＰＵ）で、ＤＰ−ＲＡＭ１２の制御コマンドと
データとを元に演算を行ない、制御信号として出力し、
軸制御モータ３をコントロールする。符号１５は、ＣＰ
Ｕ１４よりの命令を外部信号として入出力制御する入出
力制御部で、符号１６（１６ａ〜１６ｄ）は1軸制御部
から４軸制御部を示し、それぞれ軸制御モータ３（ドラ
イバ４）に接続され、各軸の制御用入出力機能を有する
ものである。

【００２５】メモリであるデュアルポートＲＡＭ（ＤＰ
―ＲＡＭ）１２には制御プログラムシートと位置データ
テーブルとが設定され、この制御プログラムシートと位
置データテーブルとには制御装置であるパソコン２から
データが書き込まれる。パソコンの画面には制御プログ
ラムシートと位置データテーブルとが表示され、制御プ
ログラムシート、位置データテーブルの所定の位置に所
定のコマンド、パラメータ、データ等を入力すればよ
い。

【００２６】パソコン２に入力されたデータはＰＣＩバ
ス１０を経由してＤＰ―ＲＡＭ１２上に設定された制御
プログラムシート、位置データテーブルに書き込まれ
る。

【００２７】ＣＰＵ１４は制御プログラムシートに記述
された命令を実行し、位置データテーブルから移動先の
座標位置を読み取り、指定された速度、加速度及び減速
度に対応し、各軸に対応した制御データを作成し、軸制
御部１６ａ〜１６ｄに制御信号として出力させる。

【００２８】制御プログラムシート、位置データテーブ
ルが図６（ａ）（ｂ）に示すようであった場合、ＣＰＵ
１４は制御プログラムシート上のコマンドを所定のステ
ップに従って実行する。ＣＰＵ１４はステップ１からス
テップ９で、位置データテーブルの指定、軸制御モータ
（１軸及び２軸）の指定、指定した軸制御モータの原点
復帰、移動速度、加速度、減速度等の設定を行なった
後、ステップ１３では、原点からＰ１（Ｘ軸２０００、
Ｙ軸１０００）に移動速度１０００ミリ／秒、０．１Ｇ
の加速度、０．１Ｇの減速度でポイントツウポイントで
矢印ａのように移動し、同様にＰ２、Ｐ３までポイント
ツウポイントでそれぞれ指定された移動速度、加減速度
で移動する。ステップ１６では、Ｐ３（Ｘ軸１０００、
Ｙ軸０）からＰ４（Ｘ軸２０００、Ｙ軸２０００）に直
線補間で移動させるが、位置データテーブルには移動速
度の記載がないので、制御プログラムシートのステップ
６のコマンド「Speed」でFactor２に表示された速度２
００ミリ／秒の移動速度が適用され、２Ｇの加速度、２
Ｇの減速度で、矢印ｄのように直線補間で移動し、同様
に、Ｐ５、Ｐ６にそれぞれ指定された移動速度、加減速
度で矢印ｅ、ｆに示すように移動する。軸はＰ６から原
点に戻ることなくＰ１に矢印ｇに示すように移動し、軸
動作は１００回繰り返されることになり（ステップ１
１）、図７に示すような、軌跡を描いて目的の作業をさ
せることができる。

【００２９】上述のように、プログラムテーブルと位置
データテーブルとから、軸の作動態様を容易に推認する
ことができるとともに、位置データテーブルのデータを
書き換えることによって、容易に軸の作動態様を変更さ
せることができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、複数軸を含ん
だ軸制御、Ｉ／Ｏ制御、アクチエータ制御をそれぞれ関
連づけておこなう場合、動作制御コマンドで動作テーブ
ルの移動条件を指定することで、それぞれの軸制御モー
タ、Ｉ／Ｏ、アクチエータの同期制御ができる。このた
め、関連づけるドライブにテーブル上でデータを設定す
ることで相互間の同期タイミングを取ることが可能にな
る。

【００３１】この位置データテーブルに、プログラム内
での計算結果の値、あるいは外部条件による動作データ
を直接代入することで動作制御をおこなうことができ
る。

【００３２】デバイスの同期、非同期のタイミングは、
同テーブル、あるいは別テーブルとすることで設定でき
るようにする。各デバイスの動作量、動作結果取り込み
信号をテーブル上に設定することで一つの制御サイクル
の設定が可能になり、これを次々と関連付けて、制御動
作コマンドをプログラムするので、全体のシステムチャ
ートによりプログラムの制作が専門技術者でなくても制
作可能になり、軸制御のプログラムをパソコンでワープ
ロや表計算的なイメージで作成することができる。

【００３３】請求項２の発明によれば、パソコンなどの
制御装置で作成した制御プログラムシートと位置データ
テーブルは、ボード上のメモリに書き込まれ、パソコン
などの制御装置からは起動、停止、及びプログラムステ
ップ完了、位置決め完了信号、原点復帰完了、外部Ｉ／
Ｏ信号受け取り待ち等に発生する割り込み処理のみをお
こなうだけでよく、制御ボード上のＣＰＵによりインテ
リジェントに処理され軸制御モータの制御を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明に係る動作設定テーブル
図

【図２】（ａ）（ｂ）は１軸の軸制御モータを制御する
場合の作動態様説明図

【図３】（ａ）（ｂ）は１軸の軸制御モータを制御する
場合の制御プログラムシートと位置データテーブルの一
例を示す説明図

【図４】制御ボードの使用態様の説明図

【図５】上記制御ボードのブロック図

【図６】（ａ）（ｂ）は２軸の軸制御モータを制御する
場合の制御プログラムシートと位置データテーブルの一
例を示す説明図

【図７】２軸の軸制御モータを制御する場合の作動態様
説明図

【符号の説明】

１ 制御ボード ２ 制御装置（パソコン） ３ 軸制御モータ １２ メモリ １４ 制御部（ＣＰＵ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸制御モータの動作態様を設定する軸制
   御モータの動作設定テーブルであって、 上記動作設定テーブルは制御プログラムシートと位置デ
   ータテーブルとで構成され、制御プログラムシートには
   軸動作のパラメータ及び軸動作の実行シーケンスを設定
   し、位置データテーブルには縦軸にラインナンバーをと
   り、横軸には各軸の位置データ及び動作速度、加速度、
   減速度等の動作情報を指定し、上記制御プログラムシー
   トの実行シーケンスに従ってラインナンバーを指定する
   ことにより該ラインナンバーに記載された動作情報に基
   づく軸制御モータの動作態様を設定することを特徴とす
   る軸制御モータの動作設定テーブル。
2. 【請求項２】 軸制御モータの動作態様を設定する動作
   設定テーブルに基づいて軸制御モータを制御する制御モ
   ータの制御ボードであって、 ボード本体には制御プログラムシートと位置データテー
   ブルとで構成される上記動作設定テーブルを設けたメモ
   リと、該メモリに記憶された制御プログラムシートの軸
   動作のパラメータ及び軸動作の実行シーケンスに基づい
   て、上記位置データテーブルに記憶された各軸の位置デ
   ータ及び動作速度、加速度、減速度等の動作情報を読み
   出し、各軸に対応した軸制御データを作成し出力部に制
   御信号として出力させる制御部とを備えることを特徴と
   する動作設定テーブルにより軸制御モータを制御する制
   御ボード。