JP2002032127A - モータ制御装置、システム、及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明課題は、位置制御モータの制御における
演算装置の負荷を低減し、演算装置の数や要求性能を増
大させることなく、多数の位置制御モータを高速に制御
可能な制御技術を提供することである。 【解決手段】本発明は、モータ駆動回路（２）へ信号パ
ターン送出し、モータ（３）の回動角を制御するモータ
制御装置（１）であり、回動角の変位を指定する信号パ
ターンを記憶するメモリ（１３）と、このメモリ（１
３）内の所定の信号パターンを前記モータ駆動回路
（２）へ送出するデータ送出部（１２、１５、７ａ、７
ｂ、９ａ、９ｂ）と、前記データ送出部が信号パターン
を送出するタイミングを規制する同期タイミング信号発
生部（４、４ａ、４ｂ）とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置、
特にデジタル式位置制御モータ、例えばサーボモータや
ステッピングモータの位置指令発生装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】サーボモータやステッピングモータとの
デジタル式位置制御モータは、そのモータ軸の回動角を
指定する位置指令を入力され、その位置指令に従い、モ
ータ軸を回動させる。

【０００３】この位置指令を発生する位置指令発生装置
は、従来、位置制御モータに指令値を送出しながら、次
の指令値を演算していた。この位置指令発生装置は、こ
のような指令値の演算とその指令値の送出とを順次繰り
返して、位置制御モータを制御していた。

【０００４】この指令値の演算は、位置指令装置が有す
る演算装置（マイクロプロセッサ）にとって大きな負担
であった。特に、複数の位置制御モータを制御する場
合、その演算量がさらに増大する。このため、演算装置
には、高性能で高価なものが要求されていた。この結
果、位置制御モータを多数使用する機械では、位置指令
発生装置によりコストアップを招いていた。

【０００５】一方、１台の位置指令発生装置によって制
御可能なモータの軸数には、このような演算能力に依存
して制限がある。このため、制御対象の軸数が増えるに
従って、多くの制御装置を必要とする。この結果、位置
制御モータを多数使用する機械が高価になっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の技術の問題点に鑑みてなされたものである。本発明
課題は、位置制御モータの制御における演算装置の負荷
を低減し、演算装置の数や要求性能を増大させることな
く、多数の位置制御モータを高速に制御可能な制御技術
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。

【０００８】すなわち、本発明は、モータ駆動回路
（２）へ信号パターン送出し、モータ（３）の回動角を
制御するモータ制御装置（１）であり、回動角の変位を
指定する信号パターンを記憶するメモリ（１３）と、こ
のメモリ（１３）内の所定の信号パターンを前記モータ
駆動回路（２）へ送出するデータ送出部（１２、１５、
７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂ）と、前記データ送出部が信号
パターンを送出するタイミングを規制する同期タイミン
グ信号発生部（４、４ａ、４ｂ）とを備えたものであ
る。

【０００９】好ましくは、このメモリ１３は、モータに
繰り返して同一動作をさせる信号パターンの繰り返し部
分を記憶し、データ送出部（１２、１５、７ａ、７ｂ、
９ａ、９ｂ）は、所定の周期で、この信号パターンを繰
り返してモータ駆動回路（２）へ送出してもよい。

【００１０】好ましくは、この信号パターンをリングバ
ッファ（６）に保持してもよい。

【００１１】好ましくは、同期タイミング信号発生部
は、データ送出部に、メモリ（１３）の読み出しアドレ
スの増加方向に信号パターンを読み出させて送出させる
正方向タイミング発生部と、メモリ（１３）の読み出し
アドレスの減少方向に信号パターンを読み出させて送出
させる負方向タイミング発生部とからなるものでもよ
い。

【００１２】本発明は、複数のモータ駆動回路（２）
と、このモータ駆動回路（２）に駆動されるモータ
（３）とを有するモータシステムに対して、各モータ
（３）の回動角を制御するモータ制御システムであり、
各モータ駆動回路（２）へ信号パターンを送出する複数
のモータ制御装置（１）と、モータ制御装置（１）が信
号パターンを送出するタイミングを規制する同期タイミ
ング信号発生装置（４）とを備え、前記モータ制御装置
（１）は、前記モータ（３）の回動角の変位を指定する
信号パターンを記憶するメモリ（１３）と、このメモリ
（１３）内の所定の信号パターンを前記モータ駆動回路
（２）へ送出するデータ送出部（１２、１５、７ａ、７
ｂ、９ａ、９ｂ）とを有し、前記同期タイミング信号発
生装置（４）は、複数のモータ制御装置（１）に対し、
同一の同期タイミング信号を与え、複数のモータ（３）
の回動角を制御するタイミングを規制するものである。

【００１３】また、本発明は、モータ駆動回路（２）へ
送出されモータ（３）の回動角を制御する信号パターン
の生成装置であり、モータ（３）の回動角の指定を含む
モータ（３）の動作仕様を入力する入力部（２２、Ｓ
１）と、この動作仕様から前記モータ駆動回路（２）へ
の信号パターンを生成する信号パターン生成部（２２、
Ｓ２）と、この信号パターンを記憶する記憶部（２３）
とからなるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。 《第１実施形態》本発明の第１実施形態に係る制御シス
テムを図１から図１０の図面に基づいて説明する。図１
は、位置指令発生装置１（モータ制御装置に相当）と、
制御対象のサーボモータ３を含む制御システムのシステ
ム構成図であり、図２は、この位置指令発生装置１の原
理図であり、図３は、図１に示した位置指令発生装置１
が有するリングバッファ６と同期タイミングクロック４
ａ、４ｂの動作を説明する図であり、図４は、位置指令
発生装置１と、この位置指令発生装置１に書き込む位置
指令データを作成する位置指令データ作成装置２１のハ
ードウェア構成図であり、図５は、位置指令データ作成
装置２１のＣＰＵ２２で実行される位置指令データ作成
プログラムの処理を示すフローチャートであり、図６
は、位置指令発生装置１のＣＰＵ１２で実行され、位置
指令データから位置指令を発生する電子カムプログラム
の処理を示すフローチャートであり、図７及び図８は、
電子カムプログラムの変形例を示すフローチャートであ
り、図９は、位置指令データの変形例を示す図であり、
図１０は、位置指令発生装置１の変形例を示すブロック
図である。 ＜システム構成＞図１に、制御対象のサーボモータ３を
含む制御システムのシステム構成図を示す。この制御シ
ステムは、制御対象のサーボモータ３と、サーボモータ
３の回動角を検出する位置検出器４（ロータリエンコー
ダ）と、このサーボモータ３を駆動するモータ駆動回路
２と、モータ駆動回路２に位置指令１００を入力し、サ
ーボモータ３を制御する位置指令発生装置１とを備えて
いる。

【００１５】位置指令発生装置１は、内部に保持した位
置指令データに従い、位置指令１００を発生し、モータ
駆動回路２に入力する。

【００１６】モータ駆動回路２は、位置指令１００に従
い、駆動電流１０１を発生し、サーボモータ３に給電す
る。

【００１７】サーボモータ３は、モータ駆動回路２から
駆動電流１０１を給電され、駆動電流１０１に応じてモ
ータ軸を回動させる。

【００１８】位置検出器４は、サーボモータ３の回動角
を電圧に変換し、位置検出信号１０２として出力する。 ＜位置指令発生装置１の原理＞図２に、位置指令発生装
置１の原理図を示す。この位置指令発生装置１は、サー
ボモータ３に動作を指令する位置指令データを予め内部
に有するメモリ１３に記憶している。この位置指令デー
タは、予めサーボモータ３の動作仕様に応じて作成され
たものである。そして、この位置指令発生装置１は、ク
ロック４ａまたはクロック４ｂに同期して、この位置指
令データをサーボモータ３に入力する。

【００１９】この位置指令データは、１指令分が８ビッ
トで構成される。先頭２ビットは、サーボモータ３の回
動方向を指定する。すなわち、ビット番号０のビット
（第０ビットという。他のビットも同様）は逆転ビット
である。このビットが１のとき、サーボモータ３は、回
動方向を逆転させる。 一方、第１ビットは正転ビット
である。このビットが１のとき、サーボモータ３は、回
動方向を逆転させず、同一方向へ回動（正転）する。第
０、第１ビットがともに０のとき、サーボモータ３は、
回動しない。

【００２０】第２ビットから第７ビットには、サーボモ
ータ３の動作パターン（各ビットの１が１ステップの回
動、０が停止）が格納される。

【００２１】クロック４ａは、正方向同期タイミングク
ロックであり、メモリ１３における読み出しアドレスを
正方向にインクリメントする。すなわち、この位置指令
発生装置１は、クロック４ａに同期して、例えば、アド
レス０、１、．．．９の順でメモリ１３の位置指令デー
タを読み出し、サーボモータ３に入力する。

【００２２】クロック４ａは、逆方向同期タイミングク
ロックであり、メモリ１３における読み出しアドレスを
逆方向にデクリメントする。すなわち、この位置指令発
生装置１は、クロック４ｂに同期して、例えば、アドレ
ス９、８、．．．０の順でメモリ１３の位置指令データ
を読み出し、サーボモータ３に入力する。

【００２３】以下図２の位置指令データに従い、位置指
令発生装置１の作用を例示する。 １）正方向同期タイミングクロック４ａが入力される
と、アドレス０のデータがサーボモータ３に転送され
る。このデータは、逆転ビットが１なので、サーボモー
タ３は回動方向を逆転し、第２ビット以下に指定された
回動角だけモータ軸を回動させる。 ２）次の正方向同期タイミングクロック４ａが入力され
ると、アドレス１のデータがサーボモータ３に転送され
る。このデータは、逆転ビットが１なので、サーボモー
タ３は回動方向を逆転し、第２ビット以下に指定された
回動角だけモータ軸を回動させる。 ３）次の正方向同期タイミングクロック４ａが入力され
ると、アドレス２のデータがサーボモータ３に転送され
る。このデータは、逆転ビット、正転ビットがともに０
なので、サーボモータ３はモータ軸を回動しない。 ４）次の正方向同期タイミングクロック４ａが入力され
ると、アドレス３のデータがサーボモータ３に転送され
る。このデータは、逆転ビット、正転ビットがともに０
なので、サーボモータ３はモータ軸を回動しない。 ５）次の正方向同期タイミングクロック４ａが入力され
ると、アドレス４のデータがサーボモータ３に転送され
る。このデータは、正転ビットが１なので、サーボモー
タ３は回動方向を逆転せずに第２ビット以下に指定され
た回動角だけモータ軸を回動させる。 ６）以下同様にして、位置指令発生装置１はアドレス９
までのデータをサーボモータ３に転送する。

【００２４】このメモリ１３の位置指令データを保持す
る部分は、リングバッファ６を形成する。図３に、リン
グバッファ６の動作を例示する。

【００２５】リングバッファ６は、読み出しアドレスま
たは書き込みアドレスをリング状に巡回させる機能を有
する。図３に示したように、例えば、位置指令データの
読み出しにおいて、先頭（アドレス０）から最後尾（ア
ドレス９）まで読み出しが完了すると、次の正方向同期
タイミングクロック４ａの入力により、再び、リングバ
ッファ６の先頭に読み出しアドレスが戻される。このよ
うにして、位置指令発生装置１は、正方向同期タイミン
グクロック４ａに同期してアドレス０から９のデータの
サーボモータ３への転送を繰り返す。

【００２６】一方、逆方向同期タイミングクロック４ｂ
の入力に対して、位置指令発生装置１は、アドレスをデ
クリメントして、上記と同様の動作を繰り返す。 ＜ハードウェア構成＞図４は、位置指令発生装置１と、
位置指令制御装置１に書き込まれる位置指令データを生
成する位置指令データ作成装置２１のハードウェア構成
図である。

【００２７】この位置指令データ作成装置２１は、プロ
グラムを実行して位置指令データを作成するＣＰＵ２２
と、ＣＰＵ２２で実行されるプログラムや、ＣＰＵ２２
で処理されるデータを記憶するメモリ２３と、プログラ
ムやデータを記録するハードディスク２４と、位置指令
発生装置１にデータを書き込むための通信インターフェ
ース２５と、ユーザにＣＰＵ２２の処理結果を表示する
ＣＲＴ２６と、ユーザがデータを入力するためのキーボ
ード２７と、ユーザがＣＲＴ２６上のメニューやアイコ
ンを操作するためのポインティングデバイス２８とを備
えている。

【００２８】ＣＰＵ２２は、メモリ２３に記憶されたプ
ログラムを実行し、位置指令データ作成装置２１として
の機能を提供する。

【００２９】メモリ２３は、ＣＰＵ２２で実行されるプ
ログラムやＣＰＵ２２で処理されるデータを記憶する。
このデータには、サーボモータ３の動作仕様データと、
それに対応して作成される位置指令データが含まれる。

【００３０】ハードディスク２４は、ＣＰＵ２２で実行
されるプログラムやＣＰＵ２２で処理されるデータを記
録する。

【００３１】通信インターフェース２５は、ＣＰＵ１２
の指令により、位置指令発生装置１にアクセスし、作成
した位置指令データをメモリ１３に書き込ませる。

【００３２】ＣＲＴ２６は、ユーザが入力したデータ
や、そのデータを処理した結果を表示する。

【００３３】キーボード２７は、ユーザが文字情報を入
力するために使用される。

【００３４】ポインティングデバイス２８は、ＣＲＴ２
６に表示されたメニュー、ボタン、またはアイコン等を
操作するために使用される。ポインティングデバイス２
８として、例えば、マウス、トラックボール、静電方式
の指示装置、レーザ方式の指示装置、ジョイステック、
または、タッチパネル等を利用できる。

【００３５】位置指令発生装置１は、位置指令データ作
成装置２１と同様に、ＣＰＵ１２、メモリ１３、通信イ
ンターフェース１５を備えている。これらの構成要素の
作用は、位置指令データ作成装置２１と同様であるの
で、その説明を省略する。

【００３６】なお、通信インタフェース１５は、位置指
令発生装置１の他、サーボモータ３とも接続されてい
る。メモリ１３へのデータ書き込み時には、通信インタ
フェース１５は、位置指令データ作成装置２１からデー
タを受信する。

【００３７】一方、サーボモータ３へのデータ転送時に
は、通信インタフェース１５は、メモリ１３のデータを
サーボモータ３に書き込む。＜作用と効果＞図５に、位
置指令データ作成装置２１のＣＰＵ２２で実行されるプ
ログラムの処理（位置指令の演算・書き込処理）を示
す。ＣＰＵ２２は、この処理を実行し、位置指令データ
を作成する。

【００３８】この処理では、ＣＰＵ２２は、まず、テキ
スト形式で記述されたサーボモータ３の動作仕様と、転
送指定とをハードディスク２４から読む（Ｓ１）。この
テキスト形式は、サーボモータ３の動作機能をコマンド
形式で記述したものであり、回動方向と、速度、回動角
が指定される。転送指定とは、作成した位置指令を位置
指令発生装置１に書き込むか否かの指定である。この動
作仕様と、または、転送指定は、キーボード２７から入
力してもよい。

【００３９】次に、ＣＰＵ２２は、上記動作仕様から動
作パターンを計算する（Ｓ２）。すなわち、ＣＰＵ２２
は、上記テキスト形式から所定のクロックに対応した動
作パターン（図２に例示したもの）を生成する。この動
作パターンを位置指令データともいう。

【００４０】動作仕様は、例えば、モータ軸の回動角、
角速度、角加速度を所望の時刻においてして指定する一
連のコマンド列からなるテキストデータである。この動
作仕様をサーボモータ３の回動方向と単位回動量とを指
示するビット列に展開したものが動作パターンである。

【００４１】次に、ＣＰＵ２２は、生成した動作パター
ンをメモリ２３に書き込む（Ｓ３）。

【００４２】次に、ＣＰＵ２２は、残りの動作仕様があ
るか否かを判定する（Ｓ４）。残りの動作仕様がある場
合、ＣＰＵ２２は、Ｓ１の処理へ制御を戻す。

【００４３】残りの動作仕様がない場合、次に、ＣＰＵ
２２は、転送指定されたか否かを判定する（Ｓ５）。転
送指定がされている場合、ＣＰＵ２２は、メモリ２３に
記憶しておいた動作パターンを位置指令発生装置１に書
き込む（Ｓ６）。

【００４４】転送指定がされていない場合、ＣＰＵ２２
は、メモリ２３に記憶しておいた動作パターンを自身の
ハードディスク２４にセーブする（Ｓ７）。その後、Ｃ
ＰＵ２２は、位置指令の演算・書き込処理を終了する。

【００４５】図６は、位置指令発生装置１のＣＰＵ１２
で実行される電子カムプログラムの処理を示すフローチ
ャートである。ＣＰＵ１２は、このプログラムを実行
し、位置指令発生装置１の機能を提供する。

【００４６】このプログラムを実行すると、ＣＰＵ１２
は、まず、電子カムプログラムを終了するか否かを判定
する（Ｓ２０）。電子カムプログラムは、不図示の終了
スイッチが押された後、処理中の位置指令データ８ビッ
トの転送が完了したときに終了する。

【００４７】終了スイッチが押されていない場合（Ｓ２
０）、ＣＰＵ１２は、外部指令（同期タイミングクロッ
ク）の入力を判定する。外部指令がない場合、ＣＰＵ１
２は、制御をＳ２０に戻す。

【００４８】外部指令が正方向同期タイミングクロック
４ａであった場合、ＣＰＵ１２は、Ｓ２２に制御を進め
る。一方、外部指令が逆方向同期タイミングクロック４
ｂであった場合、ＣＰＵ１２は、Ｓ２５に制御を進め
る。

【００４９】正方向読み出しの場合、次に、ＣＰＵ１２
は、アドレスがリングバッファ６の最終値か否かを判定
する（Ｓ２２）。

【００５０】Ｓ２２の判定で、アドレスがリングバッフ
ァ６の最終値でない場合、ＣＰＵ１２はアドレスをイン
クリメントする（Ｓ２３）。次に、ＣＰＵ１２は、１バ
イト（８ビット）の位置指令データを出力ポートに接続
された通信インターフェース１５を介して、サーボモー
タ３に転送する（Ｓ２８）。その後、ＣＰＵ１２は、Ｓ
２０の処理に制御を戻す。

【００５１】Ｓ２２の判定で、アドレスがリングバッフ
ァ６の最終値であった場合、ＣＰＵ１２はアドレスをス
タート値（リングバッファ６の先頭）にプリセットする
（Ｓ２４）。次に、ＣＰＵ１２は、１バイト（８ビッ
ト）の位置指令データを出力ポートに接続された通信イ
ンターフェース１５を介して、サーボモータ３に転送す
る（Ｓ２８）。その後、ＣＰＵ１２は、Ｓ２０の処理に
制御を戻す。

【００５２】逆方向読み出しの場合、次に、ＣＰＵ１２
は、アドレスがスタート値（リングバッファ６の先頭）
か否かを判定する（Ｓ２５）。

【００５３】Ｓ２５の判定で、アドレスがスタート値で
ない場合、ＣＰＵ１２はアドレスをデクリメントする
（Ｓ２６）。次に、ＣＰＵ１２は、１バイト（８ビッ
ト）の位置指令データを出力ポートに接続された通信イ
ンターフェース１５を介して、サーボモータ３に転送す
る（Ｓ２８）。その後、ＣＰＵ１２は、Ｓ２０の処理に
制御を戻す。

【００５４】Ｓ２５の判定で、アドレスがスタート値で
あった場合、ＣＰＵ１２はアドレスをリングバッファ６
の最終値にプリセットする（Ｓ２７）。次に、ＣＰＵ１
２は、１バイト（８ビット）の位置指令データを出力ポ
ートに接続された通信インターフェース１５を介して、
サーボモータ３に転送する（Ｓ２８）。その後、ＣＰＵ
１２は、Ｓ２０の処理に制御を戻す。

【００５５】以上述べたように、この位置指令発生装置
１は、サーボモータ３に対する位置指令データを予めす
べて計算しておき、メモリ１３に記憶しているため、実
際にサーボモータ３に位置指令を与える制御時におい
て、メモリ１３のデータをサーボモータ３に順次転送す
るだけでよい。このため、ＣＰＵ１２として、高度の演
算性能を有するマイクロプロセッサは不要である。すな
わち、ＣＰＵ１２としては、正方向同期タイミングクロ
ック４ａまたは逆方向同期タイミングクロック４ｂのク
ロックに追従してデータをメモリ１３から読み出せる能
力さえあれば十分である。このため、ＣＰＵ１２として
安価なマイクロプロセッサを使用できる。

【００５６】また、この位置指令発生装置１によれば、
位置指令データで指示するサーボモータ３の最小分解能
の単位（位置指令データ１ビットに対応する１ステップ
の回動）でサーボモータ３に指令を与えることができ
る。

【００５７】また、上記位置指令発生装置１は、リング
バッファ６に位置指令データを記憶し、これを繰り返し
読み出してサーボモータ３に転送する。従って、サーボ
モータ３の動作を繰り返し動作（サイクル動作という）
に分類し、その繰り返し動作（１サイクル）に対応する
位置指令データを記憶させることで、サーボモータ３の
制御に必要な記憶容量を削減することができる。 ＜電子カムプログラムの変形＞上記実施形態において
は、図６のフローチャートに示したように、外部指令
（同期タイミングクロック４ａ、４ｂ）の有無をＣＰＵ
１２が判定する処理手順を示した。しかし、本発明の実
施は、このような電子カムプログラムの処理には限定さ
れない。

【００５８】図８及び図９に、外部指令に伴う割り込み
処理プロセスにおいて起動される電子カムプログラムの
例を示す。

【００５９】図８に、正方向同期タイミングクロック４
ａに対する割り込み処理プロセスにおいて起動されるプ
ログラム（以下正方向割り込みという）の処理を示す。

【００６０】この処理が起動されると、ＣＰＵ１２は、
まず、アドレスがリングバッファ６の最終値か否かを判
定し（Ｓ３２）、対応するデータ転送処理（Ｓ３３から
Ｓ３５）を実行する。この判定後の処理（Ｓ３３からＳ
３５）は、図６のＳ２３、Ｓ２４及びＳ２８と同様であ
るので、その説明を省略する。その後、ＣＰＵ１２は、
正方向割り込み処理を終了する。

【００６１】図９に、逆方向同期タイミングクロック４
ｂに対する割り込み処理プロセスにおいて起動されるプ
ログラム（以下逆方向割り込みという）の処理を示す。

【００６２】この処理が起動されると、ＣＰＵ１２は、
まず、アドレスがリングバッファ６のスタート値か否か
を判定し（Ｓ４５）、対応するデータ転送処理（Ｓ４６
からＳ４８）を実行する。この判定後の処理（Ｓ４６か
らＳ４８）は、図６のＳ２６からＳ２８と同様であるの
で、その説明を省略する。その後、ＣＰＵ１２は、逆方
向割り込み処理を終了する。 ＜位置指令データ形式の変形＞上記実施形態において
は、図２に示したように、先頭２ビットにサーボモータ
３の回動方向を有し、３ビット目以降にサーボモータ３
の１ステップの回動を指定するビットを有する位置指令
データの形式を示した。しかし、本発明の実施は、この
ようなデータ形式に限定されない。

【００６３】図９は、４台のサーボモータ３を同時に制
御可能な位置指令データの形式を示す。このデータ形式
は、上記実施形態同様に、８ビット構成である。ただ
し、このデータは、２ビットずつに区切られ、各々４台
の異なるサーボモータ３に対する指令を構成する。

【００６４】すなわち、第０及び第１ビットが第１サー
ボモータ３に対するものである。第０ビットは、右単位
回動（１ステップの移動）を指示し、第１ビットは左単
位回動を指示する。第２ビット以下も同様である。

【００６５】このデータも上記実施形態と同様に、同期
タイミングクロックに同期してサーボモータ３に転送さ
れる。 ＜ハードウェア構成の変形例＞上記実施形態において
は、ＣＰＵ１２、メモリ１３、通信インターフェース１
５によって位置指令発生装置１を構成した。しかし、本
発明の実施は、このようなハードウェアの構成には限定
されない。

【００６６】図１０に、ＣＰＵ１２を使用せずに純粋な
ハードウェアのみで位置指令発生装置を構成する例を示
す。

【００６７】この位置指令発生装置は、位置指令データ
を格納するメモリ１３と、メモリ１３の読み出しアドレ
スを生成するカウンタ５と、カウンタ５の指示した読み
出しアドレスのデータをロードする２個のレジスタ７
ａ、７ｂ、及びこれらのレジスタ７ａ、７ｂの入出力先
を切り替えるゲート９ａ、９ｂを有している。制御対象
のモータ駆動回路２等の構成は、上記実施形態と同様で
ある。

【００６８】メモリ１３には、上記実施形態と同様に位
置指令データが書き込まれている。

【００６９】カウンタ５は、メモリ１３がリングバッフ
ァ６を構成するアドレスの範囲をクロック４ａまたはク
ロック４ｂに同期して計数する。

【００７０】ここで、正方向同期タイミングクロック４
ａに対しては、カウンタ５はアドレスを増加する方向に
計数する。そして、リングバッファ６の最終値に対応す
るカウンタ最大値に達すると、その値をリングバッファ
６のスタート値に対応するカウンタ最小値に初期化す
る。

【００７１】一方、逆方向同期タイミングクロック４ｂ
に対しては、カウンタ５はアドレスを減少する方向に計
数する。そして、リングバッファ６のスタート値に対応
するカウンタ最小値に達すると、その値をリングバッフ
ァ６の最終値に対応するカウンタ最大値に初期化する。
このようにして、カウンタ５はメモリ１３の読み出しワ
ード線１０３をオンにする。

【００７２】その結果、そのワード線１０３がオンにな
ったワード（１バイト）がレジスタ７ａまたは７ｂにロ
ードされる。

【００７３】レジスタ７ａ、レジスタ７ｂ、ゲート９
ａ、及び９ｂは、２面バッファを構成する。ゲート９ａ
は、リングバッファ６から読み出された位置指令１バイ
トをレジスタ７ａ（または７ｂ）にロードさせる。一
方、ゲート９ｂは、ロード中でないレジスタ７ｂ（また
は７ａ）の位置指令１バイトをサーボモータ駆動回路２
に転送させる。レジスタ７ａと、レジスタ７ｂの切り替
えは、正方向同期タイミングクロック４ａまたは負方向
同期タイミングクロック４ｂに同期して行われる。

【００７４】これにより、レジスタ７ａにデータがロー
ドされる間に、レジスタ７ｂのデータがモータ駆動回路
２に転送される。次に、レジスタ７ｂにデータがロード
される間に、レジスタ７ａのデータがモータ駆動回路２
に転送される。

【００７５】このように、ハードウェアのみで位置指令
発生装置を構成することで、ＣＰＵ１２の割り込み処理
等の無駄時間をなくし、メモリ１３のアクセス時間によ
って決定される速度での制御が可能になる。

【００７６】また、上記実施形態で述べた繰り返し動作
（サイクル動作）をこのようなハードウェアによる位置
指令発生装置で実現し、ＣＰＵ１２から複数の位置指令
発生装置を起動するようにしてもよい。これにより、様
々なサイクル動作をハードウェアで高速にサポートしつ
つ、様々なアプリケーションに対応する柔軟なサーボモ
ータ３の制御が実現される。 ＜その他の変形例＞上記第１実施形態においては、制御
対象をサーボモータ３として、位置指令発生装置１によ
り、位置制御する例を示した。しかし、本発明の制御対
象は、サーボモータ３に限定されない。すなわち、ステ
ッピングモータ等、デジタル式の位置制御モータ一般に
対し、本発明を適用できる。

【００７７】また、上記実施形態においては、位置指令
発生装置１により１個のサーボモータ３を制御した。し
かし、本発明においては、位置指令発生装置１が制御す
るサーボモータ３の数は１台には限定されない。すなわ
ち、ＣＰＵ１２が正方向同期タイミングクロック４ａま
たは逆方向同期タイミングクロック４ｂのクロックに追
従してデータを転送できる限度までの複数のサーボモー
タ３等に対して位置指令データを転送するようにしても
よい。 《第２実施形態》図１１に本発明の第２実施形態に係る
モータ制御システムを示す。上記第１実施形態において
は、１個の位置指令発生装置１によりサーボモータ３を
制御する例を示した。

【００７８】本実施形態においては、複数の位置指令発
生装置１ａ、１ｂ、．．．、１ｎにより、複数のサーボ
モータ３ａ、．．．、３ｎを制御する例を示す。

【００７９】本実施形態において、位置指令発生装置１
ａ、１ｂ、．．．、１ｎ（以下単に位置指令発生装置１
ａ等という）、モータ駆動回路２ａ、．．．、２ｎ（以
下単にモータ駆動回路２ａ等という）、及びサーボモー
タ３ａ、．．．、３ｎ（以下単にサーボモータ３ａ等と
いう）の構成は、第１実施形態の位置指令発生装置１、
モータ駆動回路２、及びサーボモータ３と同様であるの
で、その説明を省略する。また、必要に応じて、図１か
ら図１０の図面を参照する。

【００８０】図１１に示したように、このモータ制御シ
ステムは、タイミングクロック４と、ＣＰＵ３２と、複
数の位置指令発生装置１ａ等、モータ駆動回路２ａ等、
及びサーボモータ３ａ等とを有している。

【００８１】ＣＰＵ３２は、同期タイミングクロック４
に同期して、各位置指令発生装置１ａ等に起動指示命令
１０４を送る。この起動指示命令は、各位置指令発生装
置１ａ等への起動指示ビットを保持している。従って、
ＣＰＵ３２は、この起動指示命令１０４により、各位置
指令発生装置１ａ等に対して、同期タイミングクロック
４に同期した位置指令データの転送を開始、終了させ
る。すなわち、複数のモータ軸を同期して回動させるこ
とができる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータ制御装置における演算装置の負荷を低減し、演算
装置の数や要求性能を増大させることなく、モータ制御
装置が制御できるモータ軸の数を増大させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る制御システムのシス
テム構成図

【図２】位置指令発生装置１の原理図

【図３】リングバッファ６と同期タイミングクロック４
ａ、４ｂの動作を説明する図

【図４】位置指令発生装置１と位置指令データ作成装置
２１のハードウェア構成図

【図５】位置指令データ作成プログラムの処理を示すフ
ローチャート

【図６】電子カムプログラムの処理を示すフローチャー
ト

【図７】電子カムプログラムの変形例を示すフローチャ
ート（１）

【図８】電子カムプログラムの変形例を示すフローチャ
ート（２）

【図９】位置指令データの変形例を示す図

【図１０】位置指令発生装置１の変形例を示すブロック
図

【図１１】本発明の第２実施形態に係るモータ制御シス
テムのシステム構成図

【符号の説明】

１ 位置指令発生装置 ２ モータ駆動回路 ３ サーボモータ ４、４ａ、４ｂ 同期タイミングクロック ６ リングバッファ ７ａ、７ｂ レジスタ ８ 位置検出器 ３２、１２、２２ ＣＰＵ １３、２３ メモリ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ駆動回路へ信号パターン送出し、
   モータの回動角を制御するモータ制御装置であり、 前記回動角の変位を指定する信号パターンを記憶するメ
   モリと、 このメモリ内の所定の信号パターンを前記モータ駆動回
   路へ送出するデータ送出部と、 前記データ送出部が信号パターンを送出するタイミング
   を規制する同期タイミング信号発生部とを備えたモータ
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記メモリは、前記モータに繰り返して
   同一動作をさせる信号パターンの繰り返し部分を記憶
   し、 前記データ送出部は、所定の周期で、この信号パターン
   を繰り返して前記モータ制御回路へ送出する請求項１記
   載のモータ制御装置。
3. 【請求項３】 前記信号パターンをリングバッファに保
   持する請求項２記載のモータ制御装置。
4. 【請求項４】前記同期タイミング信号発生部は、前記デ
   ータ送出部に、前記メモリの読み出しアドレスの増加方
   向に信号パターンを読み出させて送出させる正方向タイ
   ミング発生部と、前記メモリの読み出しアドレスの減少
   方向に信号パターンを読み出させて送出させる負方向タ
   イミング発生部とからなる請求項１記載のモータ制御装
   置。
5. 【請求項５】 複数のモータ駆動回路と、このモータ駆
   動回路に駆動される複数のモータとを有するモータシス
   テムに対して、各モータの回動角を制御するモータ制御
   システムであり、 各モータ駆動回路へ信号パターンを送出する複数のモー
   タ制御装置と、 前記モータ制御装置が信号パターンを送出するタイミン
   グを規制する同期タイミング信号発生装置とを備え、 前記モータ制御装置は、前記モータの回動角の変位を指
   定する信号パターンを記憶するメモリと、 このメモリ内の所定の信号パターンを前記モータ駆動回
   路へ送出するデータ送出部とを有し、 前記同期タイミング信号発生装置は、複数のモータ制御
   装置に対し、同一の同期タイミング信号を与え、複数の
   モータの回動角を制御するタイミングを規制するモータ
   制御システム。
6. 【請求項６】 モータ駆動回路へ信号パターン送出し、
   モータの回動角を制御するモータ制御方法であり、 前記回動角の変位を指定する信号パターンを記憶するス
   テップと、 このメモリ内の所定の信号パターンを前記モータ駆動回
   路へ送出するステップと、 前記信号パターンを送出するタイミングを規制するステ
   ップとからなるモータ制御方法。
7. 【請求項７】 前記信号パターンは、前記モータに繰り
   返して同一動作をさせる信号パターンの繰り返し部分で
   あり、この信号パターンが繰り返して前記モータ制御回
   路へ送出される請求項６記載のモータ制御方法。
8. 【請求項８】 複数のモータ駆動回路とこのモータ駆動
   回路に駆動される複数のモータとを有するモータシステ
   ムの制御方法であり、 前記モータの回動角の変位を指定する信号パターンを記
   憶するステップと、 このメモリ内の所定の信号パターンを前記モータ駆動回
   路へ送出するステップと、 前記信号パターンを送出するタイミングを規制するステ
   ップとを有し、 複数のモータ制御装置に対し、同一の同期タイミング信
   号を与えることにより、複数のモータの回動角を制御す
   るタイミングを規制するモータシステムの制御方法。
9. 【請求項９】 モータ駆動回路へ送出されモータの回動
   角を制御する信号パターンの生成装置であり、 前記回動角の指定を含むモータの動作仕様を入力する入
   力部と、 この動作仕様から前記モータ駆動回路への信号パターン
   を生成する信号パターン生成部と、 この信号パターンを記憶する記憶部とからなる信号パタ
   ーンの生成装置。
10. 【請求項１０】 モータ駆動回路へ送出されモータの回
    動角を制御する信号パターンの生成方法であり、 前記回動角の指定を含むモータの動作仕様を入力するス
    テップと、 この動作仕様から前記モータ駆動回路への信号パターン
    を生成するステップと、 この信号パターンを記憶するステップとからなる信号パ
    ターンの生成方法。