JP2007114862A - ネットワークサーボシステムとサーボドライブおよび通信データトレース方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 専用の通信データトレース機器を必要とせず、サーボドライブおよびコントローラから通信データのトレースができるネットワークサーボシステムとサーボドライブおよび通信データトレース方法を提供する。
【解決手段】 通信データを送受信する送受信部（８）と、通信データを記憶するトレースデータ記憶部（６）と、設定されたトリガ条件を検出するトリカ検出部（７）とを有する複数のサーボドライブ（４１、４２、４３）と、サーボドライブとコントローラとの通信をおこなう通信線（２）と、通信データを介して複数のサーボドライブに指令を与えるコントローラとを備えたネットワークサーボシステムにおいて、送受信部は、コントローラとサーボドライブが送受信するデータを受信し、コントローラのデータ送信要求依頼に対してデータを送信し、トレースデータ記憶部は、送受信部が受信したサーボドライブのデータを記憶するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、コントローラと複数のサーボドライブが通信で接続されたネットワークサーボシステムと通信データトレース方法に関する。

図４に示す従来技術１はネットワークサーボシステムと通信データトレース方法のひとつで、コントローラとサーボドライブの通信部に、トレースデータ記憶部とトリガ検出部とを備えた専用の通信データトレース機器を接続している。図４において、１０１はコントローラ、１０２は通信部、１４１〜１４３はサーボドライブ、１０９は専用の通信データトレース機器である。コントローラと複数のサーボドライブ間で行われている通信部に接続されて、通信データを記憶し、オペレータの要求に応じて画面に表示する。

また、図５に示す従来技術２は、コントローラにトレースデータ記憶部とトリガ検出部とを備えている。図５において、２０１はコントローラ、２０２は通信部Ａ、２０３は通信部Ｂ、２４１〜２４３はサーボドライブ、２０５はパーソナルコンピュータ、２０６はコントローラ２０１に含まれるトレースデータ記憶部、２０７はトリガ検出部である。パーソナルコンピュータは、通信部Ｂ２０３を介してコントローラにトリガの条件設定を行うとともに、オペレータのトレース指示をコントローラに与え、コントローラのトレースデータ記憶部２０６に記憶されたトレースデータをアップロードし、データを画面に表示するというものである。

さらに、図６に示す従来技術３は、サーボドライブにトレースデータ記憶部（３０６）と、トリガ現出部（３０７）を備えたものである（特許文献１）。図４において、３０１はコンーラ、３０２、３０３は通信部、３４１、３４２、３４３はサーボドライブ、３０６はトレースデータ記憶部、３０７はトリガ検出部、３０９はパソコンである。コントローラ３０１ とｎ 軸のサーボドライブ３４１〜３４３ が通信部Ａ３０２で接続される。パソコン３０９とｎ軸のサーボドライブ３４１〜３４３ が通信部Ｂ３０３で接続される。通信部Ａ３０２は、データの送受信を周期的に行う部で、送受信の周期で通信が行われる。ｎ軸のサーボドライブ３４１〜３４３ の処理周期は、通信部Ａ３０２の通信周期に同期する。すなわち、サーボドライブ３４１〜３４３ は、自身の処理周期の起点を、通信部Ａ３０２の通信周期の起点に一致させることを、通信部Ａ３０２の通信周期毎に行う。通信部Ｂ３０３は、データの送受信を随時不定期に行う部である。コントローラ３０１は、多軸データトレースを実現する為に特別な部を具備せず、サーボドライブ３４１〜３４３は、トレースデータ記憶部３０６ とトリガ検出部３０７を具備している。パソコン３０９は、多軸データトレースを実現する為に特別な部を具備する必要はない。ユーザーは、パソコン３０９に対して、多軸データトレース開始の操作を行う。パソコン３０９は、それを受けて、通信部Ｂ使ったブロードキャスト通信により、ｎ軸のサーボドライブ３４１〜３４３に対して同時に、データトレース開始の指示を発行する。サーボドライブ３４１〜３４３ は、それを受けて、データトレース動作を開始する。サーボドライブ３４１がデータトレース動作を開始すると、パソコン３０９ は、通信部Ｂ３０３により、サーボドライブ３４１ からトリガ通知を受信するまで待機する。トリガ通知とは、サーボドライブ３４１が、トリガ検出部３０７ によって、トリガが成立したことを、通信部Ｂにより、パソコン３０９へ伝達することである。トリガ通知を受信すると、パソコン３０９ は、通信部Ｂ３０３を使ったブロードキャスト通信により、ｎ 軸のサーボドライブ３４１ に対して同時に、外部トリガを送信する。その後、サーボドライブ３４１ がデータトレース動作を終了すると、パソコン３０９ 、ｎ軸のサーボドライブ３４２から、記憶したトレース対象のデータと、トレース対象、トレース周期、プリトリガ時間、ポストトリガ時間の各情報をアップロードし、それらの情報をユーザーに分かり易い表現に変換した上で、画面に表示するというものである。
特開２００４−１７３１４１号公報

しかしながら、従来のネットワークサーボシステムには多くの課題がある。
たとえば、従来技術１では、通信データをトレースするには、通信データトレース機器を特別に用意する必要があり、通信データトレース機器を接続する場合は、一旦運転中のシステムを停止させなければならないという問題がある。
また、従来技術２のコントローラにトレースデータ記憶部とトリガ検出部とを備える場合は、コントローラの製品コストが高くなり、開発期間が延びるという問題がある。
さらに、従来技術３のサーボドライブのトレース方法では、サーボドライブ１局分の通信データしかトレースできないため、複数局のサーボドライブのトレースを行う場合は、全てのサーボドライブにトレースデータ記憶部とトリガ検出部とを備えなければならないという制約がある。
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、専用の通信データトレース機器を必要とせず、サーボドライブおよびコントローラから通信データのトレースができるネットワークサーボシステムとサーボドライブおよび通信データトレース方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、通信データを送受信する送受信部と、前記通信データを記憶するトレースデータ記憶部と、設定されたトリガ条件を検出するトリカ検出部とを有する複数のサーボドライブと、前記複数のサーボドライブと前記コントローラとの通信をおこなう通信線と、前記通信データを介して前記複数のサーボドライブに指令を与えるコントローラとを備えたネットワークサーボシステムにおいて、前記送受信部は、前記コントローラと複数のサーボドライブが送受信する全てのデータを受信し、前記コントローラのデータ送信要求依頼に対してデータを送信し、前記トレースデータ記憶部は、前記送受信部が受信した複数のサーボドライブのデータを記憶することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のネットワークサーボシステムにおいて、前記送受信部は、前記コントローラと複数のサーボドライブが送受信する全てのデータを受信し、補助装置のデータ送信要求依頼に対してデータを送信し、前記トレースデータ記憶部は、前記送受信部が受信した複数のサーボドライブのデータを記憶することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２記載のネットワークサーボシステムにおいて、前記補助装置はパーソナルコンピュータであることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、コントローラとの通信データを送受信する送受信部と、前記通信データを記憶するトレースデータ記憶部と、設定されたトリガ条件を検出するトリカ検出部とを有するサーボドライブにおいて、前記送受信部は、前記コントローラと複数のサーボドライブが送受信する全てのデータを受信し、前記コントローラのデータ送信要求依頼に対してデータを送信し、前記トレースデータ記憶部は、前記送受信部が受信した複数のデータを記憶することを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４記載のサーボドライブにおいて、前記送受信部は、前記コントローラと複数のサーボドライブが送受信する全てのデータを受信し、補助装置のデータ送信要求依頼に対してデータを送信し、前記トレースデータ記憶部は、前記送受信部が受信した複数のデータを記憶することを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、通信データを送受信する送受信部と、前記通信データを記憶するトレースデータ記憶部と、設定されたトリガ条件を検出するトリカ検出部とを有する複数のサーボドライブと、前記複数のサーボドライブと前記コントローラとの通信をおこなう通信線と、前記通信データを介して前記複数のサーボドライブに指令を与えるコントローラとを備えたネットワークサーボシステムの通信データトレース方法において、オペレータが補助装置を介してサーボドライブにトリガ条件、トレース対象、プリトリガ時間、ポストトリガ時間の通信データトレース条件を設定するステップ（ステップＳＴ１）と、オペレータが補助装置を介してサーボドライブにトレース開始を通知するステップ（ステップＳＴ２）と、サーボドライブがトレース処理を起動するステップ（ステップＳＴ３）と、プリトリガ時間計測タイマを起動するステップ（ステップＳＴ４）と、プリトリガ時間計測タイマは、通信データを授受するたびにカウントアップし、プリトリガ時間経過までトリガ判定を禁止するステップ（ステップＳＴ５）と、プリトリガ時間が経過しトリガが成立するまで、トレース対象の通信データをトレースデータ記憶部に記憶するステップ（ステップＳＴ６）と、トリガ検出部がトリガを検出しトリガが成立すると、ポストトリガ時間計測タイマを起動しカウントアップするステップ（ステップＳＴ７）と、ポストトリガ時間が経過するまで、トレース対象の通信データをトレースデータ記憶部に記憶するステップ（ステップＳＴ８）と、ポストトリガ時間が経過するとデータトレースを終了するステップ（ステップＳＴ９）と、補助装置がサーボドライブからトレースデータを取得するステップ（ステップＳＴ１０）と、補助装置が取得したトレースデータを画面に表示するステップ（ステップＳＴ１１）と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によると、専用の通信データトレース機器を必要とせず、サーボドライブおよびコントローラから通信データのトレースができるネットワークサーボシステムと通信データトレース方法を提供することができる。

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。

図１は、本発明のネットワークサーボシステムの構成を示したブロック図である。図１において、１はコントローラ、２、３は通信線Ａおよび通信線Ｂ、４１〜４３はサーボドライブ、５はパーソナルコンピュータなどの補助装置、６はサーボドライブに含まれるトレースデータ記憶部、７はトリガ検出部、８は通信データ送受信部である。コントローラ１とサーボドライブ４１〜４３は通信線Ａ２で接続されており、データの送受信を周期的に行う。サーボドライブ４１は、トレースデータ記憶部６と、トリガ検出部７と、通信データ送受信部８を備えており、トレースデータ記憶部６は、ＦＩＦＯ構造の記憶部であり、プリトリガ時間とポストトリガ時間とを加算した時間分の、トレース対象のデータを記憶するに足りる容量を有している。コントローラ１は、通信データをトレースするための特別な部は具備する必要はない。通信データ送受信部８は、通信線Ａ２に接続され、通信線Ａ２を介して授受される全ての接続局のデータを傍受し、受信したデータを受信バッファへ格納し、コントローラから送信要求を受信すれば、自局の応答データをコントローラへ送信する。補助装置５は、サーボドライブのパラメータ定数の編集、内部状態のモニタ等の補助ツールであり、通信線Ｂ３は、データの送受信を不定期に随時行う部である。

図２は、本発明の通信データトレース方法の使用手順を示したフローチャートである。オペレータは、初めに補助装置を使用して、通信データトレースをするための設定をサーボドライブに対して行う（ステップＳＴ１）。通信データトレースの設定は、トリガ条件、トレース対象、プリトリガ時間、ポストトリガ時間等があり、サーボドライブのパラメータ等に設定される。プリトリガ時間とは、データトレースを開始してから、トリガ検出部によるトリガ成立判定を開始するまでの時間であり、ポストトリガ時間とは、トリガが成立してからトレースを終了するまでの時間である。次にユーザは、補助装置を使用して、サーボドライブにトレースの開始を通知してサーボドライブのトレース処理を起動する（ステップＳＴ３）。トレースが開始されるとトレースが完了するまで、ユーザは補助装置を使用して、サーボドライブに、トレースが完了したか随時確認をし、トレースが完了していれば、サーボドライブからトレースデータを取得し、補助装置に表示される（ステップＳＴ１０）。

図３は、サーボドライブの通信データトレース手順を示したフローチャートである。トレースが開始されると、まず、プリトリガ時間計測用のタイマが起動される（ステップＳＴ４）。プリトリガ時間計測用のタイマは、通信データの授受イベント毎にカウントアップされる。また、プリトリガ時間が経過するまで、トリガ検出部によるトリガ成立判定は行わない。プリトリガ時間が経過するまでとトリガが成立するまでの間、トレース対象の通信データはトレースデータ記憶部に通信データ送受信部での通信データの授受イベントがあるたびに記憶される（ステップＳＴ６）。トレース対象の通信データは、通信データ送受信部からサーボドライブ内部に取り込んだコントローラからサーボドライブへの送信データや、サーボドライブが通信線に送信するコントローラへの送信データ、或いはその両方が指定できる。
次に、トリガ検出部によりトリガが成立すると、ポストトリガ時間計測用のタイマが起動される（ステップＳＴ７）。ポストリガ時間計測用のタイマは、通信データの授受イベント毎にカウントアップされる。ポストトリガ時間が経過するまで、トレース対象の通信データはトレースデータ記憶部に通信データ送受信部での通信データの授受イベント毎に記憶される（ステップＳＴ８）。ポストトリガ時間が経過するとデータトレースが終了する。

本発明のネットワークサーボシステムと通信データトレース方法は、ＮＣ工作機械やロボットを含め一般の産業機械の多軸構成のシステムへの適用が期待できる。

本発明のネットワークサーボシステムの構成を示すブロック図 本発明のデータトレース方法の手順を示すフローチャート 本発明の使用手順を示すフローチャート 従来技術１のネットワークサーボシステムの構成を示すブロック図 従来技術２のネットワークサーボシステムの構成を示すブロック図 従来技術３のネットワークサーボシステムの構成を示すブロック図

符号の説明

１ コントローラ
２ 通信線Ａ
３ 通信線Ｂ
４１、４２、４３ サーボドライブ
５ 補助装置
６ トレースデータ記憶部
７ トリガ検出部
８ 通信データ送受信部
９ 通信データトレース機器

Claims (6)

1. コントローラ（１）との通信データを送受信する送受信部（８）と、前記通信データを記憶するトレースデータ記憶部（６）と、設定されたトリガ条件を検出するトリガ検出部（７）とを有する複数のサーボドライブ（４１、４２、４３）と、前記複数のサーボドライブと前記コントローラとの通信をおこなう通信線（２）と、前記通信データを介して前記複数のサーボドライブに指令を与えるコントローラ（１）とを備えたネットワークサーボシステムにおいて、
   前記送受信部（８）は、前記コントローラ（１）と複数のサーボドライブが送受信する全てのデータを受信し、前記コントローラのデータ送信要求依頼に対してデータを送信し、前記トレースデータ記憶部（６）は、前記送受信部（８）が受信した複数のサーボドライブのデータを記憶することを特徴とするネットワークサーボシステム。
2. 前記送受信部は、補助装置（５）のデータ送信要求依頼に対してデータを送信することを特徴とする請求項１記載のネットワークサーボシステム。
3. 前記補助装置（５）はパーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項２記載のネットワークサーボシステム。
4. コントローラとの通信データを送受信する送受信部（８）と、前記通信データを記憶するトレースデータ記憶部（６）と、設定されたトリガ条件を検出するトリガ検出部（７）とを有するサーボドライブにおいて、
   前記送受信部は、前記コントローラと複数のサーボドライブが送受信する全てのデータを受信し、前記コントローラのデータ送信要求依頼に対してデータを送信し、前記トレースデータ記憶部は、前記送受信部が受信した複数のデータを記憶することを特徴とするサーボドライブ。
5. 前記送受信部（８）は、補助装置のデータ送信要求依頼に対してデータを送信することを特徴とする請求項４記載のサーボドライブ。
6. 通信データを送受信する送受信部と、前記通信データを記憶するトレースデータ記憶部と、設定されたトリガ条件を検出するトリガ検出部とを有する複数のサーボドライブと、前記複数のサーボドライブと前記コントローラとの通信をおこなう通信線と、前記通信データを介して前記複数のサーボドライブに指令を与えるコントローラとを備えたネットワークサーボシステムの通信データトレース方法において、
   オペレータが補助装置を介してサーボドライブにトリガ条件、トレース対象、プリトリガ時間、ポストトリガ時間の通信データトレース条件を設定するステップ（ステップＳＴ１）と、
   オペレータが前記補助装置を介してサーボドライブにトレース開始を通知するステップ（ステップＳＴ２）と、
   サーボドライブがトレース処理を起動するステップ（ステップＳＴ３）と、
   プリトリガ時間計測タイマを起動するステップ（ステップＳＴ４）と、
   プリトリガ時間計測タイマは、通信データを授受するたびにカウントアップし、プリトリガ時間経過までトリガ判定を禁止するステップ（ステップＳＴ５）と、
   プリトリガ時間が経過しトリガが成立するまで、トレース対象の通信データをトレースデータ記憶部に記憶するステップ（ステップＳＴ６）と、
   トリガ検出部がトリガを検出しトリガが成立すると、ポストトリガ時間計測タイマを起動しカウントアップするステップ（ステップＳＴ７）と、
   ポストトリガ時間が経過するまで、トレース対象の通信データをトレースデータ記憶部に記憶するステップ（ステップＳＴ８）と、
   ポストトリガ時間が経過するとデータトレースを終了するステップ（ステップＳＴ９）と、
   補助装置がサーボドライブからトレースデータを取得するステップ（ステップＳＴ１０）と、
   補助装置が取得したトレースデータを画面に表示するステップ（ステップＳＴ１１）と、
   を備えることを特徴とする通信データトレース方法。

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