JP2006285752A

JP2006285752A - Synchronous control method and synchronous control device between two shaft

Info

Publication number: JP2006285752A
Application number: JP2005106220A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 一男佐藤
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2006-10-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronous control device for operating by accurately synchronizing between two shafts. <P>SOLUTION: The synchronous control method between the two shafts includes two servo control devices 201, 202, and simultaneously inputs a position command from a controller 207 through communication means 205 to the two servo control devices 201, 202. A communication means 206 is provided between the two shafts with a synchronization timing signal transmitting means on one side and a receiving means on other side, and the position command and a position from position detectors 203, 204 are input at a timing of receiving a synchronization timing signal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、２軸のサーボモータを同期して駆動するサーボ制御装置において、位置指令を２軸双方又は一方の軸に入力する際の２軸間の同期制御に関する。 The present invention relates to synchronous control between two axes when a position command is input to both or one of two axes in a servo control device that drives two-axis servo motors in synchronization.

従来、２つのサーボモータを同期して駆動するサーボ制御装置は、コントローラより同期信号等を出力してサーボ制御装置はこのタイミングに同期して指令を受取っていた。またはマスタ軸からフィードバック信号に基ずいてスレーブ軸の回転を制御していた（例えば特許文献１参照）。 Conventionally, a servo control device that drives two servo motors synchronously outputs a synchronization signal or the like from the controller, and the servo control device receives a command in synchronization with this timing. Alternatively, the rotation of the slave axis is controlled based on the feedback signal from the master axis (see, for example, Patent Document 1).

図５は特許文献１のＣＮＣの軸回転同期制御方式の構成図である。
図５においては、例えば、ワークの軸回転用のサーボ１をマスターとして、ワーク加工用工具の軸用サーボ２をスレーブとして２軸間で同期して作業を行うために、サーボ２側はサーボ１のフィードバック信号を常時読取りに行き、２軸間の位置フィードバックの差をとり補正係数を乗じて１軸側に補正する。このようにして従来は２軸間の位置偏差を小さくしていた。 FIG. 5 is a configuration diagram of the CNC shaft rotation synchronization control system disclosed in Patent Document 1. In FIG.
In FIG. 5, for example, in order to perform the work synchronously between the two axes using the workpiece axis rotation servo 1 as a master and the workpiece machining tool axis servo 2 as a slave, the servo 2 side is the servo 1. The feedback signal is always read, and the position feedback difference between the two axes is taken and multiplied by a correction coefficient to be corrected to the one axis side. Thus, conventionally, the positional deviation between the two axes has been reduced.

また、特許文献２の「サーボシステムおよびその同期制御方法」には、コントローラから各サーボへ位置指令などを伝送する通信手段と、同期用の伝達手段とを備えて同期制御される例が開示されている。
また、特許文献３の「多軸制御システム」には、コントローラから各軸に対して、制御周期の整数倍の同期パルスを生成して同期制御される例が開示されている。
特開平６−２８９９１４号公報特開２００１−２４２９２３号公報特開２００１−３３１２２２号公報 Further, in “Servo system and synchronization control method thereof” of Patent Document 2, an example in which synchronization control is provided by including a communication unit that transmits a position command and the like from a controller to each servo and a transmission unit for synchronization is disclosed. ing.
In addition, the “multi-axis control system” of Patent Document 3 discloses an example in which synchronization control is performed by generating a synchronization pulse that is an integral multiple of the control period for each axis from a controller.
JP-A-6-289914 JP 2001-242923 A JP 2001-331222 A

しかしながら、従来の技術では、特許文献１の場合は、マスタ軸の運転した結果のフィードバック位置でスレーブ軸が追従するので、どうしても遅れてしまい２軸間の位置偏差を小さくできない問題があった。
また、特許文献２および特許文献３の場合は、コントローラの同期信号等の出力タイミングは制御周期になり、これを受取るサーボ制御装置もこの制御周期に合わせなければならないので、全てコントローラの周期に依存してしまうという問題があった。
また、この場合はサーボ制御装置間の補正もできないという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、２つのサーボモータを同期して駆動する場合であっても、サーボ制御装置間でマスタとスレーブの同期通信を行い、マスタ側に同期することと通信による補正することで正確に同期することが可能な２軸間の同期制御方法および制御装置を提供することを目的としている。 However, in the conventional technique, in the case of Patent Document 1, since the slave axis follows the feedback position as a result of the operation of the master axis, there is a problem that the position deviation between the two axes cannot be reduced.
Further, in the case of Patent Document 2 and Patent Document 3, the output timing of the synchronization signal of the controller is a control cycle, and the servo control device that receives this must also match this control cycle, so all depend on the controller cycle. There was a problem of doing.
Further, in this case, there is a problem that correction between servo control devices cannot be performed.
The present invention has been made in view of such problems, and even when two servo motors are driven in synchronization, the master and slave communicate with each other between the servo control devices. It is an object of the present invention to provide a synchronization control method and control apparatus between two axes that can be accurately synchronized by synchronizing with each other and correcting by communication.

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は２軸間の同期制御方法に係り、サーボ制御装置を２台有し、位置指令を２台のサーボ制御装置に同時に入力して２軸のサーボモータを同期して駆動する２軸間同期制御方法において、２軸間に通信手段を持ち、一方が同期タイミング信号送信手段を持ち、他方は受信手段を持ち、同期タイミング信号を受信するタイミングで位置指令及び位置検出器からの位置を入力することを特徴としている。
請求項２記載の発明は２軸間の同期制御方法に係り、サーボ制御装置を２台有し、位置指令を一方のサーボ制御装置に入力し、ここから前記位置指令を他方のサーボ制御装置に伝送することにより２軸のサーボモータを同期して駆動する２軸間同期制御方法において、前記一方のサーボ制御装置は伝送完了のタイミングで、他方のサーボ制御装置は伝送受信のタイミングで同期して位置検出器からの位置を入力することを特徴としている。
請求項３記載の発明は２軸間の同期制御装置に係り、２台のサーボ制御装置と、前記２台のサーボ制御装置へ同時に位置指令を送るコントローラと、を備え、一方のサーボ制御装置が同期タイミング信号送信手段を有し、他方のサーボ制御装置が受信手段を有し、前記同期タイミング信号の受信タイミングで、位置指令および位置検出器からの位置を入力する２軸間の通信手段を備えたことを特徴としている。
請求項４記載の発明は２軸間の同期制御装置に係り、２台のサーボ制御装置と、前記２台のサーボ制御装置のうち一方のサーボ制御装置へ位置指令を送るコントローラと、を備え、ここから前記位置指令を他方のサーボ制御装置に伝送することにより２軸のサーボモータを同期して駆動する２軸間同期制御装置において、前記一方のサーボ制御装置は伝送完了のタイミングで、他方のサーボ制御装置は伝送受信のタイミングで同期して位置検出器からの位置を入力する２軸間の通信手段を備えたことを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 relates to a synchronous control method between two axes, having two servo control devices, and simultaneously inputting a position command to the two servo control devices. In a two-axis synchronous control method that drives a servo motor synchronously, it has a communication means between two axes, one has a synchronization timing signal transmission means, and the other has a reception means, at the timing of receiving a synchronization timing signal. A position command and a position from a position detector are input.
The invention according to claim 2 relates to a synchronous control method between two axes, having two servo control devices, inputting a position command to one servo control device, from which the position command is sent to the other servo control device. In the two-axis synchronous control method in which the two-axis servo motors are driven synchronously by transmitting, the one servo control device is synchronized with the transmission completion timing, and the other servo control device is synchronized with the transmission reception timing. It is characterized by inputting the position from the position detector.
The invention according to claim 3 relates to a synchronous control device between two axes, comprising two servo control devices and a controller for simultaneously sending a position command to the two servo control devices, and one servo control device is It has a synchronization timing signal transmission means, the other servo control device has a reception means, and has a communication means between two axes for inputting a position command and a position from a position detector at the reception timing of the synchronization timing signal. It is characterized by that.
The invention according to claim 4 relates to a synchronous control device between two axes, comprising two servo control devices, and a controller for sending a position command to one of the two servo control devices, From here, the position command is transmitted to the other servo control device to synchronize and drive the two-axis servo motor. In the two-axis synchronous control device, the one servo control device transmits the other at the timing of transmission completion. The servo control device includes a communication means between two axes for inputting the position from the position detector in synchronization with the transmission / reception timing.

請求項１又は請求項３の発明によれば、コントローラより同期信号等によるタイミングが無くても、サーボ制御装置間で同期を取り同期通信等で補正して正確な同期を取ることができるという効果がある。
また、請求項２又は請求項４の発明によれば、位置指令を一方の軸に入力して他方の軸へ伝送することができ、配線を減らすことができると共に、同期を取り同期通信等で補正することで正確な同期が可能になるという効果がある。 According to the first or third aspect of the present invention, even if there is no timing based on the synchronization signal or the like from the controller, the synchronization can be achieved between the servo control devices and the synchronization can be corrected and the accurate synchronization can be achieved. There is.
According to the invention of claim 2 or claim 4, a position command can be input to one axis and transmitted to the other axis, wiring can be reduced, and synchronization can be achieved by synchronous communication or the like. By correcting, there is an effect that accurate synchronization becomes possible.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の実施例１に係る２軸間の同期制御方法の構成図である。
図２は図１に示すサーボ制御装置の概略構成図である。
図３は図２に示すサーボ制御装置のタイミング図である。
図１において、１及び２１はマイクロコンピュータ、２及び２２は電流アンプ、３及び３３はベースドライブ回路、４及び２４はパワートランジスタモジュール、５及び２５はモータである。その他、（１）は第１サーボ、（２）は第２サーボである。
以上のように構成された回路において、その動作を図１〜図３を参照して説明する。
まずマイクロコンピュータ１、２１は位置指令を外部のコントローラ等から受取る。そして例えば位置指令の場合はエンコーダからの位置を差し引き位置制御を行いその出力の速度指令で速度フィードバックを差し引き速度制御を行い、その出力の電流指令で電流フィードバックを差し引き電流制御を行い、電流制御の出力でベースドライブ駆動回路３、２３を通してパワートランジスタ４、２４を駆動してモータ５、２５を制御する。 FIG. 1 is a configuration diagram of a synchronous control method between two axes according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the servo control device shown in FIG.
FIG. 3 is a timing chart of the servo control device shown in FIG.
In FIG. 1, 1 and 21 are microcomputers, 2 and 22 are current amplifiers, 3 and 33 are base drive circuits, 4 and 24 are power transistor modules, and 5 and 25 are motors. In addition, (1) is the first servo and (2) is the second servo.
The operation of the circuit configured as described above will be described with reference to FIGS.
First, the microcomputers 1 and 21 receive a position command from an external controller or the like. For example, in the case of a position command, the position from the encoder is subtracted, the position control is performed, the speed feedback is subtracted with the output speed command, the speed control is performed, the current feedback is subtracted with the current command of the output, and the current control is performed. The power transistors 4 and 24 are driven through the base drive drive circuits 3 and 23 by output to control the motors 5 and 25.

図２でコントローラ２０７からは、例えば、位置指令の場合、信号線２０５で第１サーボの２０１、第２サーボの２０２へ指令される。そして通信線２０６により第１サーボと第２サーボ間は図３のように、同期制御を行う。
第１サーボから第２サーボへ送信したタイミングで同期をとり（同期タイミング）、第１サーボと第２サーボはこのタイミングで処理を行う。つまりコントローラ２０７からの指令を受け取りエンコーダ２０３及びエンコーダ２０４の位置を受け取り、位置制御等の処理を行う。このようにして第１サーボと第２サーボは同期して制御することができる。なお信号線２０５はアナログでもパルスでも通信でも良い。 In FIG. 2, for example, in the case of a position command, the controller 207 commands the first servo 201 and the second servo 202 via the signal line 205. The communication line 206 performs synchronous control between the first servo and the second servo as shown in FIG.
Synchronization is performed at the timing transmitted from the first servo to the second servo (synchronization timing), and the first servo and the second servo perform processing at this timing. That is, it receives a command from the controller 207, receives the positions of the encoder 203 and the encoder 204, and performs processing such as position control. In this way, the first servo and the second servo can be controlled synchronously. The signal line 205 may be analog, pulse, or communication.

次に、本発明の実施例２について図を参照して説明する。
図４は本発明の実施例２に係る２軸間の同期制御方法の構成図である。
図において、第１サーボ４０１と第２サーボ４０２の２台を有しており、コントローラ４０７からの位置指令は一方のサーボである第１サーボ４０１に入力し、ここから位置指令を他方のサーボである第２サーボ４０２に通信線４０６を介して伝送することにより２軸のサーボモータを同期して駆動するものである。そのために、第１サーボ４０１は伝送完了のタイミングで、第２サーボ４０２は伝送受信のタイミングで同期してエンコーダ４０３、４０４からの位置をそれぞれ入力するようにしている。
このように、第１サーボの４０１から第２サーボの４０２へ送信したタイミングで同期をとり、第１サーボと第２サーボはこのタイミングで処理を行うものである。つまり、第１サーボはコントローラ４０７からの指令を受け取り、第２サーボ４０２に通信線４０６を介して伝送し、第１サーボの４０１から第２サーボの４０２へ送信したタイミングで同期をとってそれぞれが第１エンコーダ４０３及び第２エンコーダ４０４の位置を受け取って位置制御等の処理を行う。このように同期してそれぞれの位置を受け取る。
このようにして第１サーボと第２サーボは同期して制御することができる。
なお、コントローラからの指令は、アナログでもパルスでも通信でも良い。
本発明は、２軸間に限らず、２軸以上のサーボモータを同期して駆動するサーボ制御装置において、位置指令を２軸以上又は一方の軸に入力する２軸以上の同期制御や、連動して移動する等の用途にも適用できる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a configuration diagram of a synchronous control method between two axes according to the second embodiment of the present invention.
In the figure, there are two servo units, a first servo 401 and a second servo 402. A position command from the controller 407 is input to the first servo 401, which is one servo, and from here the position command is transmitted to the other servo. By transmitting to a certain second servo 402 via a communication line 406, a two-axis servo motor is driven in synchronization. Therefore, the first servo 401 inputs the position from the encoders 403 and 404 in synchronization with the transmission completion timing, and the second servo 402 synchronizes with the transmission reception timing.
As described above, synchronization is performed at the timing when the first servo 401 transmits to the second servo 402, and the first servo and the second servo perform processing at this timing. That is, the first servo receives a command from the controller 407, transmits the command to the second servo 402 via the communication line 406, and synchronizes with the timing when the first servo 401 transmits to the second servo 402. The positions of the first encoder 403 and the second encoder 404 are received and processing such as position control is performed. Thus, each position is received synchronously.
In this way, the first servo and the second servo can be controlled synchronously.
The command from the controller may be analog, pulse, or communication.
The present invention is not limited to between two axes, and in a servo control device that drives two or more servo motors in synchronization, two or more axes synchronous control for inputting a position command to two or more axes or one axis, or interlocking It can also be used for purposes such as moving.

本発明の実施例１に係る２軸間の同期制御方法の構成図である。It is a block diagram of the synchronous control method between two axes | shafts which concern on Example 1 of this invention. 図１に示す同期制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the synchronous control apparatus shown in FIG. 図２に示す同期制御装置のタイミング図である。FIG. 3 is a timing chart of the synchronous control device shown in FIG. 2. 本発明の実施例２に係る２軸間の同期制御方法の構成図である。It is a block diagram of the synchronous control method between 2 axes | shafts which concern on Example 2 of this invention. 従来の同期制御装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional synchronous control apparatus.

Explanation of symbols

１、２１マイクロコンピュータ
２、２２電流アンプ
３、２３ベースドライブ回路
４、２４パワートランジスタモジュール
５、２５モータ
２０１、２０２、４０１、４０２サーボ
２０３、２０４、４０３、４０４エンコータ
２０５信号線
２０６、４０６通信線
２０７、４０７コントローラ 1, 21 Microcomputer 2, 22 Current amplifier 3, 23 Base drive circuit 4, 24 Power transistor module 5, 25 Motor 201, 202, 401, 402 Servo 203, 204, 403, 404 Encoder 205 Signal line 206, 406 Communication line 207, 407 controller

Claims

In a two-axis synchronous control method in which two servo control devices are provided and a position command is simultaneously input to two servo control devices to drive a two-axis servo motor synchronously,
It has a communication means between two axes, one has a synchronization timing signal transmission means, the other has a reception means, and inputs the position command and the position from the position detector at the timing of receiving the synchronization timing signal. Synchronous control method between two axes.

Two axes that have two servo control devices and drive a two-axis servo motor synchronously by inputting a position command to one servo control device and transmitting the position command to the other servo control device. In the inter-synchronization control method,
A synchronous control method between two axes, wherein the one servo control device inputs the position from the position detector in synchronization with the transmission completion timing and the other servo control device synchronizes with the transmission reception timing.

Two servo controllers,
A controller that simultaneously sends a position command to the two servo control devices,
One servo control device has a synchronization timing signal transmission means, and the other servo control device has a reception means, which receives a position command and a position from a position detector at the reception timing of the synchronization timing signal. A two-axis synchronous control apparatus comprising a communication means between the two axes.

Two servo controllers,
A controller for sending a position command to one of the two servo control devices, and transmitting the position command to the other servo control device to synchronize the two-axis servo motor. In the two-axis synchronous control device to be driven, the one servo control device inputs the position from the position detector in synchronization with the transmission completion timing, and the other servo control device inputs the position from the position detector in synchronization with the transmission reception timing. A two-axis synchronous control device comprising a communication means.