JP2003158893A - 多軸ロボット用モータ制御装置 - Google Patents

多軸ロボット用モータ制御装置

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JP2003158893A
JP2003158893A JP2001350768A JP2001350768A JP2003158893A JP 2003158893 A JP2003158893 A JP 2003158893A JP 2001350768 A JP2001350768 A JP 2001350768A JP 2001350768 A JP2001350768 A JP 2001350768A JP 2003158893 A JP2003158893 A JP 2003158893A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により低コストで小型に構成され
得るようにした、多軸ロボット用モータ制御装置を提供
する。 【解決手段】 多軸ロボットの各軸の駆動モータ11に
対してそれぞれ設けたモータ制御部12と、複数種類の
PWM信号を発生して、各モータ制御部に送出する共通
のPWM信号発生器13と、共通I/Oインタフェース
21を介して速度選択指令及び方向切替指令を各モータ
制御部に送出する制御用CPU22と、を含んでおり、
各モータ制御部12が、制御用CPUからの速度選択指
令に基づいて上記複数種類のPWM信号から適宜のPW
M信号を選択し、上記方向切替指令に基づいて駆動モー
タの回転方向を切り替えて、駆動回路15により対応す
る駆動モータを駆動するように、多軸ロボット用モータ
制御装置10を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多軸ロボットの各
軸の駆動モータをそれぞれ独立的に制御するための多軸
ロボット用モータ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような多軸ロボット用モータ
制御装置は、例えば図3に示すように構成されている。
図3において、多軸ロボット用モータ制御装置1は、多
軸ロボット(図示せず)の各軸の駆動モータ(DCモー
タ)2に関して、それぞれ設けられた複数個(図面には
一つのみが示されている)のモータ制御部3と、各モー
タ制御部3に対してアナログ信号を送出する複数個(図
示の場合、3個)のD/A変換回路4と、各D/A変換
回路4に対してそれぞれデジタル制御信号を送出する制
御用CPU5と、から構成されている。
【0003】上記各モータ制御部3は、それぞれPWM
信号発生器6と、コンパレータ7と、パワーFETブロ
ック8と、から構成されている。PWM信号発生器6
は、それぞれ対応する駆動モータ2の回転速度に対応し
た複数種類のPWM(パルス幅変調)信号を発生させる
ものである。
【0004】上記コンパレータ7は、D/A変換回路4
から供給されるアナログ速度信号の電圧とモータ中立電
圧とを比較して、その差分の大きさに対応したPWM信
号を選択すると共に、その差分の極性に基づいて回転方
向を検出して、この回転方向に対応した極性で、選択し
たPWM信号をパワーFETブロック8に供給するよう
に構成されている。
【0005】上記パワーFETブロック8は、コンパレ
ータ7からのPWM信号に基づいてプッシュプル増幅を
行ない、駆動信号として駆動モータ2に供給するように
なっている。ここで、上記パワーFETブロック8は、
極性の異なる二種類のプッシュプルアンプを組み合わせ
るように構成されている。
【0006】上記D/A変換回路4は、制御用CPU5
から供給されるモータ制御のためのデジタル信号をアナ
ログ変換して、モータ制御部3のコンパレータ7に出力
するようになっている。
【0007】このような構成によれば、多軸ロボットの
各軸の駆動モータ2は、モータ制御部3が、それぞれ制
御用CPU5からD/A変換回路4を介して供給される
モータ制御のためのアナログ信号とPWM信号発生器6
からのPWM信号とを比較して、パワーFETブロック
8を制御することにより駆動される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の多軸ロボット用モータ制御装置1において
は、モータ制御部3に入力されるモータ制御用信号がア
ナログ信号であることから、オフセット調整する必要が
ある。このため、各モータ制御部3のコンパレータ7に
は、オフセット調整回路としての可変抵抗または半固定
抵抗7aが設けられており、この可変抵抗または半固定
抵抗7aを適宜に調整することにより、モータ中立(停
止)電圧をゼロ調整するようにしている。
【0009】したがって、多軸ロボットの各軸の駆動モ
ータに関して、それぞれ対応するモータ制御部3のコン
パレータ7のゼロ調整を行なうことが必要であり、操作
が煩雑になると共に、各モータ制御部3にそれぞれPW
M信号発生器6が備えられていることから、各モータ制
御部3の構造が複雑になり、コストが高くなってしまう
と共に、モータ制御部3そしてモータ制御装置1全体が
大型化してしまう。
【0010】本発明は、以上の点にかんがみ、簡単な構
成により低コストで小型に構成され得るようにした、多
軸ロボット用モータ制御装置を提供することを目的とし
ている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、多軸ロボットの各軸の駆動モータに対してそれぞ
れ設けられたモータ制御部と、複数種類のPWM信号を
発生して、各モータ制御部に送出する共通のPWM信号
発生器と、共通I/Oインタフェースを介して速度選択
指令及び方向切替指令を各モータ制御部に送出する制御
用CPUとを含んでおり、各モータ制御部が、制御用C
PUからの速度選択指令に基づいて、PWM信号発生器
からの複数種類のPWM信号のうち適宜のPWM信号を
選択し、制御用CPUからの方向切替指令に基づいて、
駆動モータの回転方向を切り替えて、駆動回路により対
応する駆動モータを駆動することを特徴とする、多軸ロ
ボット用モータ制御装置により達成される。
【0012】本発明による多軸ロボット用モータ制御装
置は、好ましくは、各モータ制御部が、制御用CPUか
らの速度選択指令に基づいて、PWM信号発生器からの
PWM信号を選択する速度選択回路と、制御用CPUか
らの方向切替指令に基づいて駆動モータの回転方向を切
り替える方向切替回路と、を含んでいる。
【0013】本発明による多軸ロボット用モータ制御装
置は、好ましくは、上記共通I/OインタフェースがP
IOにより構成されている。
【0014】本発明による多軸ロボット用モータ制御装
置は、好ましくは、上記駆動回路がパワーFETブロッ
クにより構成されている。
【0015】本発明による多軸ロボット用モータ制御装
置は、好ましくは、上記PWM信号発生器で発生される
複数種類のPWM信号が互いにデューティ比の異なるP
WM信号である。
【0016】上記構成によれば、多軸ロボットの各軸の
駆動モータに対してそれぞれ設けられたモータ制御部が
PWM信号発生器を備えておらず、共通の一つのPWM
信号発生器からの複数種類のPWM信号がそれぞれ各モ
ータ制御部に送出されるようになっているので、各モー
タ制御部が小型に低コストで構成され得る。また、各モ
ータ制御部には、従来の多軸ロボット用モータ制御装置
のようにアナログ信号が入力されるのではなく、制御用
CPUから共通I/Oインタフェースを介してデジタル
信号である速度選択指令及び方向切替指令が入力される
ので、オフセット調整の必要がない。したがって、各モ
ータ制御部内にオフセット調整のための可変抵抗や半固
定抵抗が不要となり、各モータ制御部がより一層小型
に、そして低コストで構成され得る。
【0017】各モータ制御部が、制御用CPUからの速
度選択指令に基づいて、PWM信号発生器からのPWM
信号を選択する速度選択回路と、制御用CPUからの方
向切替指令に基づいて、駆動モータの回転方向を切り替
える方向切替回路とを含んでいる場合には、各モータ制
御部にて、速度選択回路により制御用CPUからの速度
選択指令に基づいてPWM信号発生器からのPWM信号
が選択され、また方向切替回路により制御用CPUから
の方向切替指令に基づいて、駆動モータの回転方向が切
り替えられる。
【0018】上記共通I/OインタフェースがPIOに
より構成されている場合には、制御用CPUがこのPI
O(Parallel I/O)を直接に制御して、速
度選択指令及び方向切替指令を、各モータ制御部に転送
することができる。
【0019】上記駆動回路がパワーFETブロックによ
り構成されている場合には、選択されたPWM信号及び
切り替えられた回転方向に基づいて、パワーFETブロ
ックが、対応する駆動モータを駆動することになる。
【0020】このようにして、本発明によれば、制御用
CPUからのデジタル信号である速度選択指令及び方向
切替指令に基づいて、各モータ制御部が、共通の一つの
PWM信号発生器からの複数種類のPWM信号から適宜
のPWM信号を選択し、回転方向を切り替えて駆動回路
により対応する多軸ロボットの各軸の駆動モータを駆動
する。したがって、従来の多軸ロボット用モータ制御装
置のようにアナログ信号が介在しないので、オフセット
調整が不要となると共に、各モータ制御部にそれぞれP
WM信号発生器を設ける必要がない。これにより、各モ
ータ制御部がそれぞれ簡単な構成により低コストでしか
も小型に構成される。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。図1は、本発明による
多軸ロボット用モータ制御装置の一実施形態の構成を示
している。図1において、多軸ロボット用モータ制御装
置10は、多軸ロボット(図示せず)の各軸の駆動モー
タ11に対して、それぞれ設けられた複数個、図示の場
合3個のモータ制御部12と、各モータ制御部に複数種
類のPWM信号を送出する一つのPWM信号発生器20
と、共通I/OインタフェースであるPIO21を介し
て速度選択指令及び方向切替指令を各モータ制御部12
に送出する多軸制御用CPU22と、から構成されてい
る。
【0022】上記PWM信号発生器20は、各駆動モー
タ11の回転速度に対応した複数種類のPWM(パルス
幅変調)信号を発生させるものである。ここで、複数種
類のPWM信号は、例えば図2に示すように互いにデュ
ーティ比の異なる三種類の信号S1,S2,S3であ
る。即ち、第一の信号S1はデューティ比100%,第
二の信号S2はデューティ比50%,第三の信号S3は
デューティ比25%に設定されている。
【0023】上記多軸制御用CPU22は、共通I/O
インタフェースとしてのPIO21を介して、速度選択
指令及び方向切替信号を各モータ制御部12に送出する
ように構成されている。なお、図示の場合、制御用CP
U22は、各モータ制御部12の速度選択回路13に対
してそれぞれ二種類の速度選択指令を送出するようにな
っている。また、制御用CPU22は、各モータ制御部
12の方向切替回路14に対してそれぞれ方向切替指令
を送出するようになっている。
【0024】ここで、上記PIO21は、Parall
el I/Oであり、制御用CPU22により直接に制
御されるようになっている。なお、上記PIO21の代
わりに、他の種類の共通I/Oインタフェースが設けら
れていてもよい。
【0025】上記各モータ制御部12は、それぞれ速度
選択回路13と方向切替回路14とパワーFETブロッ
ク15とから構成されている。上記速度選択回路13
は、上記制御用CPU22からPIO21を介して入力
される速度選択指令に基づいて、PWM信号発生器20
から入力される複数種類のPWM信号から適宜のPWM
信号即ち信号S1,S2またはS3を選択して出力する
ようになっている。
【0026】なお、速度選択回路13は、上記何れの信
号S1,S2またはS3も選択せずに、0電位の信号S
0を出力することも可能である。これにより、速度選択
回路13は、各信号S0,S1,S2またはS3の選択
により、例えばデューティ比0%,25%,50%及び
100%の信号を方向切替回路14に対して送出するこ
とになる。
【0027】上記方向切替回路14は、上記制御用CP
U22からPIO21を介して入力される方向切替指令
に基づいて、速度選択回路13からのPWM信号の極性
を切り替えるように構成されている。
【0028】上記パワーFETブロック15は、方向切
替回路14からのPWM信号に基づいてプッシュプル増
幅を行ない、駆動信号として対応する駆動モータ11に
供給するようになっている。ここで、上記パワーFET
ブロック15は、極性の異なる二種類のプッシュプルア
ンプを組み合わせて構成されており、上記方向切替回路
14により何れかのプッシュプルアンプに択一的にPW
M信号が入力されるようになっている。
【0029】本発明実施形態による多軸ロボット用モー
タ制御装置10は以上のように構成されており、以下の
ように動作する。即ち、多軸ロボットの各軸の駆動モー
タ11に対応するモータ制御部12は、それぞれ制御用
CPU22からPIO21を介して入力される速度選択
指令及び方向切替指令に基づいて、当該駆動モータ11
の駆動を行なう。
【0030】その際、モータ制御部12は、速度選択指
令に基づいて、PWM信号発生器20から入力される複
数種類のPWM信号から一つのPWM信号、即ち信号S
1,S2またはS3を選択し、あるいは選択せずに、こ
の信号S1,S2またはS3あるいは0電位の信号S0
を、方向切替回路14に送出する。
【0031】これにより、方向切替回路14は、方向切
替指令に基づいて速度選択回路13からの信号S0,S
1,S2またはS3を、パワーFETブロック15の何
れかのプッシュプルアンプに送出する。したがって、パ
ワーFETブロック15は、方向切替回路14からの信
号S0,S1,S2またはS3に基づいて、設定された
速度及び回転方向で駆動モータ11を駆動することにな
る。
【0032】この場合、各駆動モータ11の速度を選択
するための複数種類のPWM信号を発生するPWM信号
発生器は、各モータ制御部12に設けられるのではな
く、共通の一つのPWM信号発生器20として設けられ
るので、各モータ制御部12が小型に、そして低コスト
で構成されることになると共に、制御用CPU22から
各モータ制御部12に対しては、アナログ信号ではなく
速度選択指令及び方向切替指令のデジタル信号が送出さ
れるので、各モータ制御部12にて速度選択指令のオフ
セット調整が不要となり、各モータ制御部12がより一
層小型に、そして低コストで構成される。
【0033】上述した実施形態においては、多軸ロボッ
トの各軸の駆動モータとして、三つの駆動モータ11が
示されているが、これに限らず、二つまたは四つ以上の
駆動モータを備えた多軸ロボットの各軸の駆動モータを
駆動制御することも可能である。また、上述した実施形
態においては、各モータ制御部12の駆動回路としてパ
ワーFETブロック15が示されているが、これに限ら
ず、他の構成の駆動回路を利用することも可能である。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、多
軸ロボットの各軸の駆動モータに対してそれぞれ設けら
れたモータ制御部がPWM信号発生器を備えておらず、
共通の一つのPWM信号発生器からの複数種類のPWM
信号が、それぞれ各モータ制御部に送出されるようにな
っているので、各モータ制御部が小型に低コストで構成
され得る。また、各モータ制御部には、従来の多軸ロボ
ット用モータ制御装置のようにアナログ信号が入力され
るのではなく、制御用CPUから共通I/Oインタフェ
ースを介してデジタル信号である速度選択指令及び方向
切替指令が入力されるので、オフセット調整の必要がな
い。したがって、各モータ制御部内にオフセット調整の
ための可変抵抗や半固定抵抗が不要となり、各モータ制
御部がより一層小型に、そして低コストで構成される。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により低
コストで小型に構成され得るようにした、極めて優れた
多軸ロボット用モータ制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多軸ロボット用モータ制御装置の
一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の多軸ロボット用モータ制御装置のPWM
信号発生器で発生する複数種類のPWM信号の一例を示
すタイムチャートである。
【図3】従来の多軸ロボット用モータ制御装置の一例の
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 多軸ロボット用モータ制御装置 11 多軸ロボットの各軸の駆動モータ 12 モータ制御部 13 速度選択回路 14 方向切替回路 15 パワーFETブロック(駆動回路) 20 PWM信号発生器 21 PIO(共通I/Oインタフェース) 22 制御用CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H571 AA14 BB03 CC01 EE02 FF09 HA09 HB01 HC01 HD01 HD10 JJ03 KK05 5H572 AA14 BB03 CC02 DD07 EE04 GG10 HA09 HB12 HB20 HC01 HC04 HC07 JJ03 KK04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多軸ロボットの各軸の駆動モータに対し
    てそれぞれ設けられたモータ制御部と、 複数種類のPWM信号を発生して、各モータ制御部に送
    出する共通のPWM信号発生器と、 共通I/Oインタフェースを介して速度選択指令及び方
    向切替指令を各モータ制御部に送出する制御用CPU
    と、を含んでおり、 各モータ制御部が、制御用CPUからの速度選択指令に
    基づいて、PWM信号発生器からの複数種類のPWM信
    号のうち適宜のPWM信号を選択し、制御用CPUから
    の方向切替指令に基づいて、駆動モータの回転方向を切
    り替えて、駆動回路により対応する駆動モータを駆動す
    ることを特徴とする、多軸ロボット用モータ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記各モータ制御部が、前記制御用CP
    Uからの速度選択指令に基づいて、前記PWM信号発生
    器からのPWM信号を選択する速度選択回路と、前記制
    御用CPUからの方向切替指令に基づいて、前記駆動モ
    ータの回転方向を切り替える方向切替回路と、を含んで
    いることを特徴とする、請求項1に記載の多軸ロボット
    用モータ制御装置。
  3. 【請求項3】 前記共通I/Oインタフェースが、PI
    Oにより構成されていることを特徴とする、請求項1ま
    たは2に記載の多軸ロボット用モータ制御装置。
  4. 【請求項4】 前記駆動回路が、パワーFETブロック
    により構成されていることを特徴とする、請求項1から
    3の何れかに記載の多軸ロボット用モータ制御装置。
  5. 【請求項5】 前記PWM信号発生器で発生される複数
    種類のPWM信号が、互いにデューティ比の異なるPW
    M信号であることを特徴とする、請求項1から4の何れ
    かに記載の多軸ロボット用モータ制御装置。
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