JP2002108414A - 複数サーボドライブ装置の同期確立方法とその装置 - Google Patents

複数サーボドライブ装置の同期確立方法とその装置

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JP2002108414A
JP2002108414A JP2000304270A JP2000304270A JP2002108414A JP 2002108414 A JP2002108414 A JP 2002108414A JP 2000304270 A JP2000304270 A JP 2000304270A JP 2000304270 A JP2000304270 A JP 2000304270A JP 2002108414 A JP2002108414 A JP 2002108414A
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servo
period
interrupt
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Masanori Kawatani
正典 川谷
Masanao Suga
政直 菅
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は初期化処理が随時入るため効率性に欠
け、ハードウェアが使用する部品の個体差により、タイ
ミングを制御するタイマカウンタのずれが徐々に生じ
る。 【解決手段】 上位装置1と複数のサーボドライブ装置
3a.3b,3c が通信回線で接続されたシステムにおい
て、サーボドライブ装置3a.3b,3c が上位装置1から
数値情報を受取り自己の振る舞いを制御するときに、上
位装置1から受け取った同期基準信号Ssを使用し、自
己の同期信号を修正する同期確立方法であり、定周期割
込み時点を発生するタイマカウンタの値をmとし、m/
2を同期目標、定期割込み周期をT、同期基準信号周期
をUとし、次回の同期基準信号Ssまでに同期確立処理
を終わる補正値をΔTとし、ΔT=[ 前記同期基準信号
の受信時の前記タイマカウンタの値k−(m/2)] /
(U/T)を用い、同期補正割込みを行うタイマカウン
タの設定値=m+ΔTとしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上位装置と通信回
線で接続された複数のサーボドライブ装置の同期確立方
法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術として、通常、上位装置と通信
回線で接続された複数のサーボドライブ装置を、同期基
準信号によりソフトリセットすることで、それら複数の
サーボドライブ装置を同期設定していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来技術で
は、初期化処理が随時入るため、効率性に欠ける。ま
た、ハードウェアが使用する部品の個体差により、タイ
ミングを制御するタイマカウンタのずれが徐々に生じる
という問題も生起していた。上位装置から複数のサーボ
ドライブ装置を制御する際、各サーボドライブ装置で定
周期割込みの処理開始にずれがあると、稼働する装置の
性能または安全性に問題が生じる。図2は、一般的な複
数サーボドライブ装置での定周期割込み処理の開始のタ
イミングを示す図である。ここで、上位装置[ 図2では
不図示・後述の図1参照] から複数のサーボドライブ装
置を制御する際、例えば各サーボドライブ装置3a,サー
ボドライブ装置3b,サーボドライブ装置3c …で定期定
周期割込みの処理開始に位相のずれがあると、例えばサ
ーボドライブ装置3a の定期定周期割込みSi1と、上位
装置からの同期基準信号Ss との位相ずれd1 (時点t4〜
時点t5),サーボドライブ装置3c の定期定周期割込みS
i3と同期基準信号Ss とのずれd3 (時点t5〜時点t6) が
あると、これらの2つのサーボドライブ装置3a ,サー
ボドライブ装置3c における制御動作が全ての被制御機
器との協調動作に齟齬を来たし、かつ安全性に危惧をも
たらすことは自明である。ここにおいて本発明は、上位
装置からの同期基準信号に基づいて自らの定周期割込み
タイマ値を、一定間隔内で微調整することによって、複
数のドライブ間の同期を確立する複数サーボドライブ装
置の同期確立方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項1の発明は、上位装置と複数のサーボ
ドライブ装置が通信回線で接続されたシステムにおい
て、前記サーボドライブ装置が前記上位装置から数値情
報を受取り自己の振る舞いを制御するときに、同様に前
記上位装置から受け取った同期基準信号を使用し、自己
の同期信号を修正することを特徴とする複数サーボドラ
イブ装置の同期確立方法である。かくして、本発明によ
れば、割込みタイマ値を微調整することで上位装置から
の基準同期信号と同期目標位置が等しくなるように操作
でき、複数ドライブ装置の同期確立する手法をソフトウ
ェアで構成することにより、生活かつ効果的に同期確立
が行われ、高性能な制御が実現できると言う特段の効果
を奏する。
【0005】本発明の請求項2の発明は、前記同期基準
信号と同期目標との位相に同期ずれがあるときは、前記
位相の進みまたは遅れに対応して、前記同期基準信号の
受信以後任意のn回目の周期で前記位相に同期ずれを無
くす際に、(前記位相の同期ずれ)/nを減算または加
算した補正後の割込み定周期として制御演算を行うこと
を特徴とする請求項1に記載の複数サーボドライブ装置
の同期確立方法である。
【0006】本発明の請求項3の発明は、システムクロ
ックを計数して定周期割込み時点を発生するタイマカウ
ンタの値をmとするときに、m/2を同期目標、前記定
期割込み周期をT、前記同期基準信号周期をUとし、次
回の前記同期基準信号までに同期確立処理を終わる補正
値をΔTとして、 ΔT=[ 前記同期基準信号の受信時の前記タイマカウン
タの値k−(m/2)]/(U/T) を用い 同期補正割込みを行う前記タイマカウンタの設定値=m
+ΔT とすることを特徴とする請求項1に記載の複数サーボド
ライブ装置の同期確立方法である。
【0007】本発明の請求項4の発明は、制御指令に応
じてサーボする下位装置を統括する上位装置と、上位装
置から通信回線に接続された前記下位装置の複数のサー
ボドライブ装置とから構成されたシステムにおいて、各
サーボドライブ装置は、前記通信回線と内部との整合を
する伝送インターフェースおよびバッファレジスタと、
サーボモータの速度を指令する速度指令器およびその指
令に従いサーボ系を制御するサーボコントローラと、C
PUと、このCPUと相互に演算を行うタイマ回路を設
け、前記タイマ回路は、定周期割込み周期カウンタから
の指示により前記CPUへ割込み指示を発する割込みコ
ントローラと、前記同期基準信号と前記同期目標との同
期ずれ位相を計数し、前記周期カウンタへ指示を発する
定周期割込みタイマカウンタと、演算のタイミングを刻
むクロックパルスを発生するシステムクロック発生器と
を備え、前記同期基準信号を使用し、自己の同期信号を
修正することを特徴とする複数サーボドライブ装置であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。全ての図面において同一符
号は同一若しくは相当部材とする。図1は、本発明が適
用されるシステム構成図である。上位装置1からの同期
基準信号を含む通信情報が、通信回線2を介して複数の
サーボドライブ装置3a ,3b ,3c …へ与えられる。
これら各サーボドライブ装置3a ,3b ,3c …におい
ては、伝送インターフェース301 からバッファレジスタ
302 を経て、CPU(中央演算装置)303 と速度指令器
305,サーボコントローラ306 等へ通信情報が与えられ
る。サーボ系4a,…は、サーボモータ401 と位置検出器
402 から成り、サーボコントローラ306 によりそれの動
作が制御され、実際の位置情報をサーボコントローラ30
6 に帰還している。なお、307 は各装置へ直流電圧を与
えるコンバータ装置である。そして、CPU303 はタイ
マ回路304 等との間に情報・信号の授受を行う。タイマ
回路304 には、割込みコントローラ304a, 定周期割込み
タイマカウンタレジスタ304b,定周期割込み周期レジス
タ304c, クロックジェネネレタ304dを備え、タイマ回路
内のパルス信号伝達経路としてバス304eがある。タイマ
回路304 内の各要素はシステムクロック発生器304dのク
ロックに対応して演算が行われる。
【0009】図3は、本発明における定周期割込み起動
から同期信号までの、タイマカウンタのカウンタ値を取
得する方法を表す図である。その横軸は、時間の経過を
示す。図3(a) は、定周期割込みを実現するカウンタの
時間的推移を表す図で、縦軸にカウンタ値[ 例えば設定
値m] を示す。一定周期( システムクロック周期)毎に
値がインクルメントされていき、ある値、例えばmに達
するとカウンタ値は零にリセットされる。その時に割り
込み信号が発生され、割込みハンドラ(Interrupt Handl
er・割込み処理ルーチン) が起動される。図3(b) は、
同期基準とする同期基準信号Ss であり、上位装置1か
らのハードウェア割り込みである。つまり、上位装置1
からの指令に基づくサーボドライブ装置3i[i は任意正
整数] における割り込み信号である。図3(c) は、同期
基準信号Ss 受信時にカウンタ値kの取得手段を表す図
である。これは、タイマカウンタ開始 (時点t20) から
同期基準信号Ss ( 時点t21)までの時間に対応するカ
ウンタ値kを取り出せるように、CPU303 に設定して
おくことにより、ハードウェアにて同期信号受信時のカ
ウンタ値kを、取得することができることを示してい
る。
【0010】図4は、定周期割込み時間を調整して同期
ずれを補正する方法を示す図である。図4(a) は、通常
時の同期ずれを補正しない時間経過におけるカウンタ値
の状態を示す図である。定周期割込み周期をT、同期基
準信号周期をUとしている。図4(b) は、本発明による
同期ずれを補正する場合の時間経過におけるカウンタ値
の状態を示す図である。同期目標は(m/2)とし、定
周期割込みタイマ値を調整し、同期基準信号Ssに同期
目標が揃うようにする。タイマカウンタ開始から同期基
準信号Ss までの時間に対応するカウンタ値kを用い、
以下の定周期割込みタイマカウンタ( レジスタ)304b の
微調整値計算処理において、同期補正割込みタイマ時間
に対応する同期補正割込みタイマ時間を計算し、再設定
する。
【0011】微調整値計算処理について、は次の通りに
行う。Uは同期基準信号周期、Tは定周期割込み周期を
意味するとし、周期目標を(定周期割込み用タイマ値m
/2)に調節するために、以下の計算を行う。 [1] 同期ずれ時間について、周期U間隔に同期信号を
発生させる場合、次回までの同期信号までに同期確立処
理を終了させるため、その補正値ΔTを計算する。 ΔT=〔(カウンタ値k)−(m/2)〕/(U/T)……(1式) [2] 同期補正割込みタイマ設定値=m+ΔT ……………………(2式) 上記(2式)を定周期割込みタイマに再設定すること
で、次の同期信号発生時には、同期が成立することにな
る。
【0012】このようにして、本発明は上位装置と複数
のサーボドライブ装置が通信回線で接続されたシステム
において、サーボドライブ装置が上位装置から数値情報
を受取り自己の振る舞いを制御するときに、同様に前記
上位装置から受け取った同期基準信号を使用し、自己の
同期信号を修正する複数サーボドライブ装置の同期確立
方法である。さらに端的に言えば、本発明は同期基準信
号と同期目標との位相に同期ずれがあるときは、位相の
進みまたは遅れに対応して、同期基準信号の受信以後任
意のn回目の周期で前記位相に同期ずれを無くす際に、
(前記位相の同期ずれ)/nを減算または加算した補正
後の割込み定周期として制御演算を行う複数サーボドラ
イブ装置の同期確立方法である。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
割込みタイマ値を微調整することで、基準同期信号と同
期目標位置が等しくなるように操作され、複数ドライブ
装置の同期確立する手法をソフトウェアで構成すること
により、正確かつ効率的に同期確立ができ高性能な制御
が実現可能という特段の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるシステムの回路構成を示すブロ
ック図
【図2】一般的な複数サーボドライブ装置での定周期割
込み処理の開始のタイミングを示す図
【図3】本発明における定周期割込み起動から同期信号
までの、タイマカウンタのカウンタ値を取得する方法を
表す図で、(a) は定周期割込みを実現するカウンタの時
間的推移を表す図、(b) は同期基準とする同期基準信号
Ss の波形図、(c) は同期基準信号受信時のカウンタ値
の取得手段を表す図
【図4】図4は定周期割込み時間を調整して同期ずれを
補正する方法を示す図で、(a) は同期ずれを補正しない
場合の状態を示す図、(b) は本発明による同期ずれを補
正する場合の状態を示す図
【符号の説明】
1 上位装置 2 通信回線 3a,3b,3c サーボドライブ装置 301 伝送インターフェース 302 バッファレジスタ 303 CPU 304 タイマ回路 304a 割込みコントローラ 304b (定周期割込み) タイマカウンタ( レジスタ) 304c (定周期割込み) 周期カウンタ( レジスタ) 304d システムクロック発生器 304e バス 305 速度指令器 306 サーボコントローラ 4a サーボ系 401 サーボモータ 402 位置検出器 5 (AC→DC)コンバータ装置 m タイマカウンタ設定値 T 定周期割込み周期 U 同期基準信号周期

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上位装置と複数のサーボドライブ装置が
    通信回線で接続されたシステムにおいて、 前記サーボドライブ装置が前記上位装置から数値情報を
    受取り自己の振る舞いを制御するときに、 同様に前記上位装置から受け取った同期基準信号を使用
    し、 自己の同期信号を修正することを特徴とする複数サーボ
    ドライブ装置の同期確立方法。
  2. 【請求項2】 前記同期基準信号と同期目標との位相に
    同期ずれがあるときは、前記位相の進みまたは遅れに対
    応して、 前記同期基準信号の受信以後任意のn回目の周期で前記
    位相に同期ずれを無くす際に、 (前記位相の同期ずれ)/nを減算または加算した補正
    後の割込み定周期として制御演算を行うことを特徴とす
    る請求項1に記載の複数サーボドライブ装置の同期確立
    方法。
  3. 【請求項3】 システムクロックを計数して定周期割込
    み時点を発生するタイマカウンタの値をmとするとき
    に、 m/2を同期目標、前記定期割込み周期をT、前記同期
    基準信号周期をUとし、 次回の前記同期基準信号までに同期確立処理を終わる補
    正値をΔTとして、 ΔT=[ 前記同期基準信号の受信時の前記タイマカウン
    タの値k−(m/2)]/(U/T) を用い 同期補正割込みを行う前記タイマカウンタの設定値=m
    +ΔT とすることを特徴とする請求項1に記載の複数サーボド
    ライブ装置の同期確立方法。
  4. 【請求項4】 制御指令に応じてサーボする下位装置を
    統括する上位装置と、上位装置から通信回線に接続され
    た前記下位装置の複数のサーボドライブ装置とから構成
    されたシステムにおいて、 各サーボドライブ装置は、 前記通信回線と内部との整合をする伝送インターフェー
    スおよびバッファレジスタと、 サーボモータの速度を指令する速度指令器およびその指
    令に従いサーボ系を制御するサーボコントローラと、 CPUと、このCPUと相互に演算を行うタイマ回路を
    設け、 前記タイマ回路は、定周期割込み周期カウンタからの指
    示により前記CPUへ割込み指示を発する割込みコント
    ローラと、 前記同期基準信号と前記同期目標との同期ずれ位相を計
    数し、前記周期カウンタへ指示を発する定周期割込みタ
    イマカウンタと、 演算のタイミングを刻むクロックパルスを発生するシス
    テムクロック発生器とを備え、 前記同期基準信号を使用し、自己の同期信号を修正する
    ことを特徴とする複数サーボドライブ装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004072745A1 (ja) * 2003-02-12 2004-08-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 外部同期可能な制御装置および制御方法
WO2010061918A1 (ja) * 2008-11-27 2010-06-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動機制御装置および運転制御方法
WO2019107022A1 (ja) * 2017-11-28 2019-06-06 オムロン株式会社 制御装置および制御方法

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