JP2002366210A - 多軸モーション制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多軸モーション制御システムを低コストに、
しかも高性能、高機能に実現可能とすること。 【解決手段】 上位コントローラ２５から出力されるモ
ータ制御指令に応じて、モータを制御する複数のモータ
制御装置２３ａ、２３ｂ、２８と、前記上位コントロー
ラ２５から出力されるモータ制御指令を分岐して、前記
複数のモータ制御装置へ送出する分岐部２７と、前記上
位コントローラ２５と分岐部２７をシリアル通信伝送路
で接続することによって、上位コントローラ２５と分岐
部２７間の上位階層、分岐部２７とモータ制御装置２３
ａ、２３ｂ、２８間の下位階層と、通信階層を２階層と
したので、位置フィードバックは、分岐部２７への入力
で済み、モータ制御装置２３ａ、２３ｂ、２８内部のシ
リアル通信回路は、下位階層のため、制御軸数が増えて
も低速通信で済むようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多軸のモーション
制御システムに係り、上位コントローラと、モータ、お
よび、モータ制御装置等の動力発生部とを分離した、多
軸のモーション制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シリアル通信伝送路を使用し
て、多軸のモーション制御システムを上位制御部と下位
制御部を分離し得るようにした制御システムの提案がな
されている。例えば、特開平４−９００１１号公報に記
載された制御システムでは、図８に示されているよう
に、電流制御系を持つ複数のモータ制御装置１３ａ，１
３ｂに対して、複数軸の位置制御、速度制御を行う１つ
の位置速度制御系１４を分離配置して、その間をシリア
ル通信伝送路で、渡り配線し、上位コントローラ１５
は、さらに、別のシステムとして、上位に配置してい
る。位置速度制御系１４は、各モータ制御装置１３ａ，
１３ｂに電流指令を出力し、各位置検出器１２ａ，１２
ｂから位置フィードバック情報を得ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の提案装置では、モータ制御装置１３ａ，１３
ｂからわざわざ遠隔分離配置した位置速度制御系１４に
対して、モータ制御装置１３ａ，１３ｂによって駆動さ
れるブラシレスモータ１１ａ，１１ｂに隣接した位置検
出器１２ａ，１２ｂの信号ケ−ブルを制御軸数分配線し
なければならず、配線コストが高く、配線空間が必要に
なり、制御指令をシリアル通信化しても、省線化のメリ
ットを損なっている。また、１軸毎のモータ制御装置１
３ａ，１３ｂにシリアル伝送線路を各々渡り配線してい
るため、性能を維持しつつ、制御軸数を増やす場合、シ
リアル通信速度を、その軸数倍高速化しなければならな
い。制御軸数が増えてくると、その軸数分のすべてのモ
ータ制御装置の内部シリアル通信回路を高速化する必要
があり、多軸対応時は軸数分の通信コストが高くなる問
題がある。

【０００４】また、シリアル通信伝送路を経由して、モ
ータ制御装置に与えられる指令は、電流指令のため、位
置速度制御系の演算を行うＣＰＵが暴走し、同じ値の指
令をモータ制御装置に出力し続けた場合、一定トルクで
モータが回りつづけることになり、危険である。

【０００５】また、シリアル通信伝送路を経由して、モ
ータ制御装置に与えられる指令は、ディジタルシリアル
電流指令のため、従来から広く使用されている、モータ
制御装置の指令インターフェイスと整合しない。そのた
め、コスト、性能面から自由に各社のモータ制御装置を
比較選択して、購入できないという問題がある。

【０００６】また、モータ制御装置が電流制御系である
ので、内部で電流指令の相分配を行う必要があり、電流
指令ともに、位置検出器のモータ磁極位置データを含む
位置フィードバックデータをモータ制御装置に入力する
ことが必要になる。そのためのコネクタ、および指令と
同一伝送路に重畳するために、より高速の通信回路が必
要になるという問題がある。

【０００７】また、近年マイクロエレクトロニクス技術
の発展により、ＣＰＵの演算能力が大幅に向上してお
り、特にパソコンを上位コントローラとして使用する場
合には、そのＣＰＵが能力を持て余してしまう。従って
上位コントローラと位置速度制御系を分離するのは、部
品コスト、部品面積から合理的でない。また、多軸モー
ション制御システムを使用する機器のソフトウェア開発
者にとってはまた、位置速度制御系のＣＰＵの演算能力
不足から性能が時代遅れになった場合、ＣＰＵ交換の必
要性からプリント基板の書替、ソフトウェア開発環境の
買替が生じ、大きなコストが生じて問題である。また、
位置速度制御系ＣＰＵと上位コントローラのＣＰＵが異
なるので、各々のソフトウェア開発環境を学習し、設計
するためには、時間がかかり、両方の設計を一人で行う
ことは無理である。そのため、一方は市販品を使用した
り、外注設計したりので、各種機械に特化した多軸制御
機器の高性能化、高機能化が容易にできないという問題
がある。

【０００８】また、機械装置には、多軸のモータ以外
に、リレー、近接スイッチ、電灯、物理量センサ等配置
されており、シリアル通信伝送路でモータ制御指令のみ
を通信して、その他の上記入出力機器の配線を別経路で
上位コントローラへ接続するのは、ケーブルコスト、ケ
ーブル配置空間面で問題がある。

【０００９】また、各種位置検出器の位置フィードバッ
クのフォーマットに対応するためには、その受信回路が
変更する必要があるため、位置速度制御系の機種数が増
えてしまい、製造、販売上コストがかかるという問題が
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明では、上位コントローラから出力
されるモータ制御指令に応じて、複数、あるいは１個の
モータを制御する複数のモータ制御装置と、前記上位コ
ントローラから出力される制御指令を分岐して、前記複
数のモータ制御装置へ送出する分岐部と、前記上位コン
トローラと分岐部をシリアル通信伝送路で接続し、上位
コントローラと分岐部間の上位階層、分岐部間とモータ
制御装置間の下位階層と通信階層を２階層とし、位置フ
ィードバックは、分岐部への入力で済むようにしてお
り、モータ制御装置内の通信回路は、下位階層のため、
制御軸数が増えても低速通信で済むようにしている。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、モータ制
御指令を、位置指令、もしくは相電流指令としているた
め、上位制御系のＣＰＵが暴走し、同じ値の指令をモー
タ制御装置に出力し続けた場合でも、モータが停止する
ため、回りつづけることになくなり、安全になってい
る。

【００１２】また、請求項３記載の発明では、モータ制
御指令が、パルス列の位置指令であるため、従来広く使
用されている、モータ制御装置の指令インターフェイス
と整合し、コスト、性能面から自由に各社のモータ制御
装置を比較選択して、購入できるようになっている。加
えて、例えば、大容量モータ用もしくは特殊高性能モー
タ用制御装置が１軸のみ必要になったような場合、パル
ス列位置指令のモータ制御制御装置として、外注すれ
ば、自社のモーション制御システムに組み込むことがで
きることはもちろん、その外注先も外販できるため、ト
ータルとして低コストにそのモータ制御装置を購入でき
ることになる。

【００１３】また、請求項４記載の発明では、モータ制
御装置が、相電流制御系であるため電流指令の相分配が
不要で、位置検出器から位置フィードバックデータをモ
ータ制御装置に入力する必要がないため、そのためのコ
ネクタが不要であり、もしくは指令と同一伝送路に重畳
する必要もないため、より低コストになる。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、パソコン
を上位コントローラとして使用し、そのＣＰＵで、位置
制御演算、速度制御演算を行い、前記モータ制御指令
が、相電流指令であるため、同一コストで年々高速にな
るＣＰＵの演算能力を十分に活用するので、コスト面、
性能面で有利になっている。また、位置速度制御系ＣＰ
Ｕの演算能力の心配が無く、プリント基板書替、ソフト
ウェア開発環境の買替コストがかからない。また、ＣＰ
Ｕ一つで位置速度制御系演算と上位コントローラ用の処
理演算を行うため、１種類のソフトウェア開発環境を学
習するだけでよく、ソフトウェアを効率良く設計できる
ため、各種機械に特化した多軸制御機器の高性能化、高
機能化が容易にできるようになっている。とくに、その
ＯＳがＷｉｎｄｏｗｓ(マイクロソフト社の登録商標)で
ある場合、ソフトウェア開発環境学習用の資料、機会が
豊富にあり、しかもデータ処理用、ネットワーク用、ヒ
ューマンマシンインターフェイス用ソフトウェアライブ
ラリが各社から幅広く提供されており、モーション制御
システムを核にした製造装置、検査装置をますます容易
に開発できる。

【００１５】また、請求項６記載の発明では、分岐部
に、モータ制御指令とは、関係のない信号入出力回路を
設けるので、上位コントローラから、シリアル通信伝送
路経由で、その出力を制御したり、上位コントローラ
が、シリアル通信伝送路経由で、その信号入力を取得す
ることができ、モータ以外の、リレー、近接スイッチ、
電灯、物理量センサ等の入出力情報をシリアル通信伝送
路で上位コントローラと通信できるので、上記入出力機
器の配線コストを大幅に削減できる。

【００１６】また、請求項７記載の発明では、上位コン
トローラからのデータによりプログラム可能、もしくは
切替可能な論理回路を設けたため、上位コントローラか
らのデータにより位置検出器からの受信信号フォーマッ
トを切替え可能になったり、上位コントローラからのデ
ータにより、分岐部出力が、位置指令出力か相電流指令
出力か切替え可能になったりするので、分岐部の機種数
が増えずに各種機能に対応できるので、製造、販売コス
トが低減できる。

【００１７】このような各発明によれば、シリアル通信
伝送路の省線化メリットを最大限に生かしながら、低コ
ストで、安全性、互換性のある多軸モーション制御シス
テムを効率良く構築できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の多軸モーシ
ョン制御システムの実施例を示す図である。上位コント
ローラ２５は、例えばパソコンのＰＣＩスロットにシリ
アル通信インターフェイスボードを挿入したハードウェ
アに、マイクロソフト社WindowsＮＴ(マイクロソフト社
の登録商標)と米国ベンチャーコム社のリアルタイム化
ソフトウェア「ＲＴＸ」をインストールした構成であ
る。基本的には、外部と通信可能なシリアル通信インタ
ーフェイスを備えるコンピュータであれば良い。必要に
応じて、キーボード、マウス、ディスプレイ、タッチパ
ネル、ティーチングペンダント等が接続される。

【００１９】上位コントローラ２５は、図示されないス
イッチやタッチパネルからの機械装置動作開始指令を受
け、複数のモータを動かすために、位置指令作成(複数
軸)２６ｂにて複数軸の位置指令を作成しその位置指令
を上位コントローラ２５内部の位置速度制御（複数軸）
２６ａに出力する。位置速度制御(複数軸)２６ａは、入
力された複数軸の位置指令と位置検出器２２ａ，２２ｂ
から分岐部２７経由でシリアル通信入力として受け取っ
た位置フィードバックデータに基づいて複数軸の位置制
御演算を行い、複数軸の速度指令を作成する。さらにそ
の速度指令と、位置フィードバックデータから算出した
速度データに基づいて速度制御演算を行い、複数軸の電
流指令を作成する。さらにその電流指令を、前述の位置
フィードバックデータに含まれるモータの磁極位置デー
タに基づいて、ブラシレスモータの相に対応する複数軸
複数相の相電流指令を作成し、シリアル通信データとし
てシリアル通信伝送路へ送出する。ステッピングモータ
２９を駆動する場合は、相電流指令を作成する必要がな
いので、該当する軸に対しては位置速度制御(複数軸)２
６ａへ入力された位置指令をそのままシリアル通信伝送
路へ出力する。なお、各々の相電流指令、位置指令が、
後述のどのモータ制御装置２３ａ，２３ｂあるいは、ス
テッピングモータ制御装置２８に対応する指令か示すた
め、各指令の送出先を示す軸番号データが付加され伝送
される。

【００２０】シリアル通信伝送路は、例えば光ファイバ
等が使用され、上位コントローラ２５と分岐部２７は数
ｍから数１０ｍ間隔を空けて配置することができる。分
岐部２７からモータ制御装置２３ａ，２３ｂ，ブラシレ
スモータ２１ａ，２１ｂ，位置検出器２２ａ，２２ｂま
では、数ｍ以内にまとめて配置され、演算を行う上位コ
ントローラと動力を発生するそれ以外のモータ制御装置
２３ａ，２３ｂ，２８およびその周辺部が分離配置され
る。

【００２１】シリアル通信伝送路の通信速度は、例え
ば、１０Ｍｂｐｓであり、例えば２５０μＳ毎、各モー
タ制御装置が使用すべき各モータ制御指令（Ｕ相電流指
令，Ｖ相電流指令，位置指令）が重畳されて、くりかえ
し分岐部２７に対して伝送される。例えばＵ相電流指
令，Ｖ相電流指令は、１６ｂｉｔのシリアルデータあ
り、位置指令は３２ｂｉｔのシリアルデータである。

【００２２】次にシリアル通信伝送路に接続された分岐
部２７では上位コントローラ２５から受信した相電流指
令もしくは位置指令を下位に接続されているモータ制御
装置２３ａ，２３ｂ，２８に対応させてふりわける。図
１ではモータ制御装置２３ａに対して相電流指令を、モ
ータ制御装置２３ｂに対して相電流指令を、ステッピン
グモータ制御装置２８に対して位置指令を送出する。位
置指令の形態は、従来から広く使用されいているインタ
ーフェイスのパルス列が望ましい。また相電流指令は省
線化の面からシリアル信号が望ましい。

【００２３】モータ制御装置２３ａ，２３ｂは、分岐部
２７より受信した相電流指令，具体的には、３相ブラシ
レスモータのＵ相電流指令、Ｖ相電流指令に対して、ブ
ラシレスモータ２１ａ，２１ｂの相電流を検出した相電
流フィードバックデータが追従するようにブラシレスモ
ータ２１ａ，２１ｂに電流を流す。加えて、検出した相
電流フィードバックデータを分岐部２７へ送出する。ブ
ラシレスモータ２１ａ，２１ｂは流された電流により、
トルクを発生する。なお、相電流フィードバックデータ
の分岐部２７を経由して、上位コントローラ２５へ送出
する目的は監視用であるため、必須ではない。

【００２４】位置検出器２２ａ，２２ｂはブラシレスモ
ータ２１ａ，２１ｂに結合され、ブラシレスモータ２１
ａ，２１ｂのシャフトの角度、すなわち位置および、磁
極位置を検出し、位置フィードバックデータとして分岐
部２７へ送出する。

【００２５】分岐部２７はモータ制御装置２３ａ，２３
ｂから受信した相電流フィードバックデータ，および位
置検出器２２ａ，２２ｂから受信した位置フィードバッ
クデータをシリアル通信データとして上位コントローラ
２５に送出する。

【００２６】分岐部２７において、上位コントローラ２
５から受信したＵ相電流指令，Ｖ相電流指令のシリアル
データをそのままの内容で各モータ制御装置２３ａ，２
３ｂに伝送する。分岐部２７と各モータ制御装置間２３
ａ，２３ｂの通信速度は、必要に応じ上位コントローラ
２５分岐部２７間の通信速度より下げても良い。位置指
令は受信したシリアルデータを加工してモータの回転角
度に対応するパルス数のパルス列としてステッピングモ
ータ制御装置２８に出力する。例えば２５０μＳ毎に上
位コントローラ２５から受信した３２ｂｉｔ位置指令デ
ータから今回受信した３２ｂｉｔ位置指令データを引き
算し、２５０μＳ間に回転すべき位置、すなわち角度求
める。例えば引き算結果が＋５であった場合はプラス方
向、モータ軸から見てＣＣＷ方向へ５パルス分回転する
ように、２５０μＳ間にＣＣＷ指令として５パルスをス
テッピングモータ制御装置２８へ出力する。一方引き算
結果が、例えば−７だった場合はＣＷ指令として７パル
スをステッピングモータ制御装置２８へ出力する。上記
２５０μＳ間に複数のパルスをほぼ平均化した間隔で出
力する方法については、特願平５−２６１７２等で知ら
れた技術である。

【００２７】なお、シリアル通信伝送路上の位置指令
は、ステッピングモータ制御装置２８に対して何パルス
入力すればステッピングモータ２９が一回転するか勘案
して上位コントローラ２５から出力される。後述するブ
ラシレスモータのモータ制御装置（位置速度電流制御
系）に対しても同様な方法でパルス列位置指令を出力す
る。

【００２８】以上のような実施形態にかかる多軸モーシ
ョン制御システムにおいては、位置検出器２２ａ，２２
ｂの信号ケーブルをわざわざ遠隔配置した上位コントロ
ーラに制御軸数分接続する必要がなくなり、近くに配置
した分岐部２７までで済み、配線コストが安くなる。加
えて、上位コントローラ２５と分岐部２７間が軸数分の
データ量が多い伝送路、分岐部２７から各モータ制御装
置２３ａ，２３ｂ，２８までが各軸毎のデータ量が少な
い伝送路と階層化できるため、制御軸数が増えても各モ
ータ制御装置２３ａ，２３ｂ，２８のシリアル通信回路
もしくは、パルス列位置指令受信回路を高速化する必要
がない。

【００２９】また、シリアル通信伝送路を経由してモー
タ制御装置に与えられる指令は、位置指令もしくは相電
流指令のため、上位コントローラ２５内のＣＰＵが暴走
して同じ値の指令をモータ制御装置２３ａ，２３ｂ，２
８に与えつづけても、同じ位置、同じ相電流でとどまる
ため、ともにモータが停止したままとなり、回りつづけ
ることがなく安全である。

【００３０】また、パルス列位置指令を分岐部２７から
モータ制御装置へ出力する場合は、従来から使用されて
いる指令インターフェイスのため、ステッピングモータ
制御装置、もしくはパルス列位置指令インターフェイス
のモータ制御装置を自由に選択し、接続することがで
き、最適なコスト、性能の製品を購入できる。

【００３１】また、モータ制御装置が、相電流制御系で
あるため電流指令の相分配が不要で、位置検出器から位
置フィードバックデータをモータ制御装置に入力する必
要がないため、そのためのコネクタが不要であり、もし
くは指令と同一伝送路に重畳する必要もないため、より
低コストになる。

【００３２】また、上位コントローラ２５、例えば、１
ＧＨｚクラスのパソコンのＣＰＵが複数軸の位置速度制
御演算も行っているため、位置速度演算能力の心配がな
く、プリント基板書替、ソフトウェア開発環境買替コス
トがかからない。また、上位コントローラ２５のソフト
ウェア開発環境と位置速度制御２６ａソフトウェア開発
環境が同一になるため、学習時間やソフトウェア設計時
間が減少し、多軸モーション制御システムの開発期間が
短くなる。また、上位コントローラ２５のソフトウェア
開発と同一環境で位置速度制御２６ａソフトウェアを開
発できるため、モータ制御性能のカスタマイズが容易に
なり、多軸モーション制御システムの高性能化、高機能
化が図れるようになる。

【００３３】一方、上述した図１の実施形態において、
分岐部２７からのモータ制御指令出力をすべてパルス列
位置指令としてもよい。具体的には図２に示すように、
図１に対してステッピングモータ制御装置３８と、ブラ
シレスモータ３１ａ，３１ｂ位置検出器３２ａ，３２ｂ
はそのままとし、ブラシレスモータ用のモータ制御装置
３３ａ，３３ｂを相電流制御系から位置速度電流制御系
に置き換える。図１における上位コントローラ２５内の
位置速度制御（複数軸）２６ａは各モータ制御装置（位
置速度電流制御系）で実行されるため、上位コントロー
ラは位置指令作成（複数軸）３６と図示されないディス
プレイやＬＡＮ等入出力機器とのデータ処理を行う。

【００３４】まず、上位コントローラ３５内部の位置指
令作成（複数軸）３６で作成された複数軸の位置指令
は、シリアル通信伝送路を経由して分岐部３７に入力さ
れる。分岐部３７では接続されている各モータ制御装置
３３ａ，３３ｂ，３８に対して各々対応したパルス列位
置指令を出力する。次に、そのパルス列位置指令を受け
たモータ制御装置３３ａ，３３ｂ，３８はその値に応じ
てブラシレスモータ３１ａ，３１ｂおよびステッピング
モータ３９を駆動制御する。ブラシレスモータ３１ａ，
３１ｂに結合された位置検出器３２ａ，３２ｂはそのブ
ラシレスモータ３１ａ，３１ｂの動きに応じて位置フィ
ードバックデータを出力し、モータ制御装置３３ａ，３
３ｂに伝える。ここで各モータ制御装置３３ａ，３３ｂ
では、位置制御するため位置フィードバックデータが、
速度制御するため位置フィードバックデータから算出さ
れる速度データが、相電流指令作成のため磁極位置デー
タを含む位置フィードバックデータが、必要となるた
め、位置検出器３２ａ，３２ｂから図１とは異なり直接
モータ制御装置３３ａ，３３ｂに位置フィードバックデ
ータが入力されている。一度モータ制御装置３３ａ，３
３ｂに入力された位置フィードバックデータは、分岐部
２７へ出力され、シリアル通信伝送路を経由して、上位
コントローラ３５へ伝えられる。

【００３５】本構成にすることにより、ブラシレスモー
タ３１ａ，３１ｂ用のモータ制御装置３３ａ，３３ｂも
パルス列位置指令とインターフェイスができるようにな
り、例えば低コストなモータ制御装置、特別高性能のモ
ータ制御装置、特殊仕様の大容量モータ用モータ制御装
置を、標準のパルス列位置指令インターフェイスで指令
可能となり、多軸モーション制御システムを低コスト化
したり、高性能化にしたり自由度が増える。

【００３６】図３は、図２に対してブラシレスモータを
１軸減らし、そのわりに、分岐部に周辺入出力機器を接
続した実施例である。より具体的には、分岐部４７にＤ
／Ａコンバータ１０５を備えアナログ出力信号を電灯１
０１へ入力して、上位コントローラ４５からシリアル通
信伝送路を経由して操作され、ディジタル信号によって
光量を調節したり、図示されていないフォトカプラを分
岐部４７に備え、ディジタル出力信号をリレー１０２に
入力して、ＯＮ／ＯＦＦ制御したり、Ａ／Ｄコンバータ
１０６を備え、接続された物理量センサ１０３からの圧
力、明るさ等のアナログ電気信号をディジタル信号に変
換して、シリアル通信伝送路経由で上位コントローラ４
５に伝えたり、また、近接スイッチ１０４のＯＮ／ＯＦ
Ｆをディジタル入力として分岐部４７でデータ取得して
シリアル通信伝送路経由で上位コントローラ４５に伝え
ることができるようにしている。このように分岐部４７
に周辺入出力機器との入出力回路を構成し、その信号を
上位コントローラ４５とシリアル通信伝送路経由でやり
とりすることによって、周辺入出力機器のケーブルは、
分岐部４７まで延長すればよくなり、ケーブルコストを
大幅に削減できる。また、高速にサンプリングされる位
置フィードバックと同一シリアル通信伝送路にデータが
載るので速いデータ更新となり、周辺入出力機器の応答
が速くなり、機械装置のモータ制御部以外の性能が高ま
るメリットもある。例えばリレー出力に接続された接着
剤のディスペンサの場合、細やかな接着剤吐出量制御が
可能となり、高品質作業ができる。

【００３７】図４は、図１に対して、２軸分のモータ制
御装置を１つにまとめた例である。この場合、相電流指
令（２軸分）を１つの伝送路、相電流フィードバック
（２軸分）を１つ伝送路にまとめれば、図１に対して伝
送路が半分で済み、配線コストが下がる。双方向通信の
伝送路としてもよい。図示していないが３軸化、４軸化
すれば、さらにコストパフォーマンスがあがる。前述の
配線コスト以外に、、ケース、放熱板、電源等兼用化が
できるので低コストになる。

【００３８】図５は、図４に対しステッピングモータ制
御装置をなくして、かわりにもうひとつの分岐部以下の
セットを追加し、渡り配線のシリアル通信伝送路で接続
したものである。この場合も、前述のメリットを失うこ
となく、軸数の増えた多軸モーション制御システムを構
成することができる。例えば、分岐部ごとに相電流指令
４軸分分岐部、位置指令４軸分分岐部と指令出力形態を
定めて、渡り配線すると、分岐部としての製品を２種類
で済むことができるので、製造コスト上の新しいメリッ
トが生まれる。

【００３９】分岐部にＦＰＧＡ（ロジック回路を電気的
プログラムできるＩＣ）を搭載し、上位コントローラか
ら分岐部に対してロジック回路の内容データを流し、こ
の分岐部は位置指令４軸用とか、その次の分岐部は相電
流指令４軸用とか設定できるようにすると、１種類の分
岐部を製造すればよいので、製造コストがさらに安くな
る。分岐部内に各軸に対して、位置指令用分岐回路、相
電流指令用分岐回路の２種の回路を組込んでおき、上位
コントローラからどちらの回路を選択するか切替しても
同じ効果を得る。

【００４０】位置検出器の位置フィードバックデータの
フォーマットはメーカによって例えば、パラレルのＡ，
Ｂ，Ｚ，Ｕ，Ｖ，Ｗ出力とか、シリアル出力とか多種存
在する。分岐部にＦＰＧＡを搭載し、上位コントローラ
から分岐部に対して位置フィードバックデータの受信回
路の内容データを流し、受信回路を各メーカフォーマッ
トに合わせて、変更できるようにすると各社のフォーマ
ットに１種類の分岐部で対応できるようになる。予め、
複数の受信回路を作り込んでおいて切替しても同じ効果
を得る。このように分岐部に各インターフェイスの違い
を吸収する機能をもりこめば、上位コントローラもしく
は、モータ制御装置は抽象化したデータを扱う演算部と
して実現すればよいので、設計のパラメータが減り、開
発コストが下がるというメリットがある。

【００４１】図６は、図４において分岐部の形状を詳し
く表した図である。モータ制御装置に隣接して配置する
ことにより，モータ制御指令（図では相電流指令）やフ
ィードバックデータ（図では相電流フィードバック）の
配線が短くて済むメリットがある。

【００４２】図７は図６の他の例である。分岐部８７は
ボード上にコネクタを配している。複数のモータ制御装
置の形状が異なっていたり、その制御装置が分散してい
たり、図３で説明した周辺入出力機器が分散配置されて
いる場合は、おおむねそれらの中心に分岐部を配置する
ことにより、ケーブルでその差異を吸収し、トータルで
配線がスムーズになり配線コストが下がるメリットがあ
る。また、図６の分岐部５７では、内蔵ボードの表面パ
ネルに近い縁部にしかコネクタを配置できないが、図７
の分岐部５７ではボードの全面を使用して、コネクタを
自由に配置できるため、ボード面積を有効に活用でき
る。

【００４３】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態及び実施例を具体的に説明したが、本発明は上記
実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもな
い。

【００４４】

【発明の効果】このような各発明によれば、上位コント
ローラと分岐部間の上位階層、分岐部間とモータ制御装
置間の下位階層と通信階層を２階層とし、位置フィード
バックは、分岐装置への入力で済むようにしており、モ
ータ制御装置のシリアル通信回路は、下位階層のため、
制御軸数が増えても低速通信で済み、かつ分岐部に多様
な機能を盛り込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における多軸モーション制
御システムを表したブロック図である。

【図２】図１にかかる多軸モーション制御システムを、
モータ制御装置（位置速度電流制御系）に適用した実施
形態を表したブロック図である。

【図３】周辺入出力機能を追加した実施形態を表したブ
ロック図である。

【図４】図１にかかる多軸モーション制御システムを２
軸のモータ制御装置(相電流制御系)に適用した実施形態
を表したブロック図である。

【図５】分岐部を増やして、さらに多軸化した実施形態
を表したブロック図である。

【図６】図４において、特に分岐部の形状を詳しく表し
た図である。

【図７】図４において、特に分岐部の形状を詳しく表し
た図である。

【図８】モータ制御指令として電流指令を渡り配線した
多軸モーション制御システムの一例を表したブロック図
である。

【符号の説明】

２１ａ、２１ｂ ブラシレスモータ ２２ａ、２２ｂ 位置検出器 ２３ａ、２３ｂ モータ制御装置（相電流制御系） ２５ 上位コントローラ ２６ａ 位置速度制御（複数軸） ２６ｂ 位置指令作成（複数軸） ２７ 分岐部 ２８ ステッピングモータ制御装置 ２９ ステッピングモータ ３１ａ、３１ｂ ブラシレスモータ ３２ａ、３２ｂ 位置検出器 ３３ａ、３３ｂ モータ制御装置（位置速度電流制御
系） ３５ 上位コントローラ ３６ 位置指令作成（複数軸） ３７ 分岐部 ３８ ステッピングモータ制御装置 ３９ ステッピングモータ ４１ ブラシレスモータ ４２ 位置検出器 ４３ モータ制御装置（位置速度電流制御系） ４５ 上位コントローラ ４６ 位置指令作成（複数軸） ４７ 分岐部 ４８ ステッピングモータ制御装置 ４９ ステッピングモータ １０１ 電灯 １０２ リレー １０３ 物理量センサ １０４ 近接スイッチ １０５ Ｄ／Ａコンバータ １０６ Ａ／Ｄコンバータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上位コントローラから出力されるモータ制
   御指令に応じて、複数、あるいは１個のモータを制御す
   る複数のモータ制御装置と、 前記上位コントローラから出力されるモータ制御指令を
   分岐して、前記複数のモータ制御装置へ送出する分岐部
   と、 前記上位コントローラと分岐部をシリアル通信伝送路で
   接続することを特徴とする多軸モーション制御システ
   ム。
2. 【請求項２】前記モータ制御指令は、位置指令、もしく
   は相電流指令もしくは、その混在であることを特徴とす
   る請求項１に記載の多軸モーション制御システム。
3. 【請求項３】前記位置指令はパルス列の位置指令である
   ことを特徴とする請求項２に記載の多軸モーション制御
   システム。
4. 【請求項４】前記モータ制御装置は、相電流制御系であ
   って、位置フィードバックを分岐部へ入力することを特
   徴とする請求項２に記載の多軸モーション制御システ
   ム。
5. 【請求項５】前記上位コントローラはパソコンとし、そ
   のＣＰＵで、任意の軸の位置制御演算、速度制御演算を
   行い、その軸のモータ制御指令が、相電流指令であるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の多軸モーション制御シ
   ステム。
6. 【請求項６】前記分岐部に、モータ制御指令とは関係の
   ない信号入出力回路を設け、 上位コントローラから、シリアル通信伝送路経由で、そ
   の出力を制御したり、 もしくは、上位コントローラが、シリアル通信伝送路経
   由で、その信号入力を取得できることを特徴とする請求
   項１に記載の多軸モーション制御システム。
7. 【請求項７】前記分岐部に、上位コントローラからのデ
   ータによりプログラム可能な論理回路もしくは、切替可
   能な論理回路を設け、モータ制御装置へのモータ制御指
   令形態、もしくは、位置検出器からの位置フィードバッ
   クの受信形態を変更できることを特徴とする請求項１に
   記載の多軸モーション制御システム。