JP2007286998A - モータ制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】直線補間制御を安価で容易に行うことができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ12の動作指令を生成する数値制御機能を搭載したモータ制御装置1において、あらかじめ目標位置までの移動距離、加減速度および移動時間を記憶するデータ記憶部3と、移動距離、加減速度、移動時間に基づいてモータ動作指令を生成する動作指令生成手段2とを有し、外部通信手段6によってデータ記憶部3の記憶内容を更新し、モータ動作指令に基づき、目標位置到達タイミングを制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ロボットや産業用機器に利用される装置であって、複数のモータを直線補間動作させるモータ制御装置に関する。
従来、ロボットや搬送装置、工作機械などにおいて複数のモータを同時に制御する場合、互いの軸が干渉したり、相対位置がずれないように、常に上位制御装置が各モータの位置関係を監視しながら位置の補正を行う補間制御が行われている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−353685号公報
解決しようとする問題点は、複数のモータの補間制御が複雑で調整などが難しいことである。
一般に上位制御装置が各モータの位置関係を監視しながら補間動作制御を行う場合、装置が複雑になるためコストが上昇したり、調整が困難であったり、高度なアルゴリズムが必要である場合が多く、使いこなすには多くの知識や経験が必要であった。
また、複数のモータ動作の同期をとるために通信ネットワークを使用すると装置が複雑となり、さらにコストが上昇する。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、直線補間制御を安価で容易に行うことができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、あらかじめ目標位置までの移動距離、加減速度および移動時間を記憶するデータ記憶部と、記憶した移動距離、加減速度、移動時間に基づいてモータ動作指令を生成する動作指令生成手段とを有し、前記モータ動作指令に基づき、目標位置到達タイミングを制御することを特徴とするモータ制御装置である。
本発明のモータ制御装置によれば、モータ動作指令に基づき、目標位置到達タイミングを容易に制御できるため、簡易的な補間制御を行うことができる。
また、通信手段により記憶内容を逐次更新するため、モータ制御装置内のデータ記憶容量に制限されることなく、安価に位置決め動作を行うことができる。
さらに、単位移動距離あたりの移動時間を記憶すれば、例えば移動途中で一時停止した場合であっても、再開後に補間制御を継続して行うことができる。
したがって、複数モータの簡易的な直線補間制御を安価で容易に行うことが可能なモータ制御装置が得られる。
あらかじめ目標位置までの移動距離、加減速度および移動時間を記憶するデータ記憶部
と、記憶した移動距離、加減速度、移動時間に基づいてモータ動作指令を生成する動作指令生成手段とを有し、外部通信手段によってデータ記憶部の記憶内容を更新し、前記モータ動作指令に基づき、目標位置到達タイミングを制御する。
実施例1のモータ制御装置について、図を参照にしながら説明する。
図1において、モータ制御装置1は、上位制御装置11からの指令を受け、動作指令生成手段2において動作指令を生成する。上位制御装置11からの指令は、例えば、シーケンサからのオープンコレクタ信号や、シリアル通信信号によって行われる。
動作指令はデータ記憶部3にあらかじめ記憶されたデータに基づき生成される。モータ制御装置1は、外部通信手段6を有しており、上位制御装置11やパソコンなどと通信を行う。
データ記憶部3には表1に示すように、あらかじめ移動ポイントごとに移動距離21、加速時間22、減速時間23、移動時間24が記憶されている。
例えば、上位制御装置11から表1に示すポイントNo.1へ移動する指令を受けた場合、動作指令生成手段2は、ポイントNo.1の行に設定された値をデータ記憶部3から読み出し、図2に示すような動作指令25を算出する。
生成された動作指令25はサーボ制御部4に送られ、エンコーダ13からのフィードバック情報による位置、速度の検出などと合わせて、実際にモータ12を動作させる指令を生成し、インバータ回路5を駆動させる。モータ12は設定された加減速時間、および移動時間で所定の移動距離を動作する。
本発明は特に複数のモータを同時に動作させて直線補間制御を行いたい場合に有効であり、図3を用いて補間制御の適用動作について説明する。
ワーク39を原点31から目標位置32へ、2台のモータ33とモータ34を使って移動させる場合を考える。モータ33はX方向に動作する軸に使用されており、モータ34はY軸方向に動作する軸に使用されているとする。
ワークはこれら2つのモータ軸につながっており、X−Y座標上の任意の点に移動できるものとする。
原点31から目標位置32に移動させる場合、モータ33の移動距離34とモータ35の移動距離36は異なるが、ワーク39を最短距離でなめらかに移動させるためには、それぞれ同時に位置32Aと位置32Bに到達する必要がある。
従来の補間制御方法では、それぞれのモータ位置情報を上位制御装置が監視し、2つのモータの補間制御を行うため、複雑な制御アルゴリズムや高度な制御装置が必要であった
のに対して、本発明のモータ制御装置1は、移動時間を指定して動作可能であるため、モータ33とモータ35の移動時間をともに同じ値、例えば5秒と設定すれば、複雑な装置やアルゴリズムを用いることなく、5秒後に目標位置32(位置32Aと位置32Bの交点)に到達する。
このように、簡易的な補間制御を容易かつ低コストで実現でき、ワークを直線最短距離で移動することができる。
実施例2のモータ制御装置は、外部通信手段を介して上位制御装置やパソコンなどとの通信によって、データ記憶部内のデータを逐次更新するもので、データ記憶部に書換え可能なメモリを用いる。それ以外は実施例1と同じであり、詳細な説明は省略する。
実施例1で説明したように、モータの位置決め動作を行う場合、データ記憶部3にあらかじめ移動ポイントごとの移動距離21、加速時間22、減速時間23、移動時間24を記憶させてから動作を開始するが、データ記憶部3に記憶できるデータ容量には制限がある。
実施例1のデータ記憶部3は、10種類の位置決めポイントしか記憶できないメモリ容量と仮定する。実施例2ではデータ記憶部3に書換え可能なメモリを用い、データ記憶部3の内容を外部通信手段6によって逐次更新する。動作指令生成手段2は更新されたデータに基づき動作指令を生成し、11ポイント以上の位置に位置決め制御を行うことが可能となる。
このように、実施例2のモータ制御装置1は、書換え可能なデータ記憶部3と外部通信手段6によって、データ記憶部3のメモリ容量に影響されることなく動作指令25を生成するため、安価に無制限の位置決め動作を行うことが可能である。
実施例3のモータ制御装置は、動作途中に何らかの理由で動作が中断した場合、途中からの位置決め動作を再開可能にするものである。
実施例1のように、データ記憶部3の移動時間の単位がmsであれば、モータ動作が途中で中断して次に動作再開した場合、その途中地点から目標位置までを当初の移動時間で動作を再開することになり、複数モータ間での位置補間制御を行うことができなくなる。
実施例3はこの課題を解決するため、データ記憶部3に記憶されたデータの内、移動時間に換えて単位移動距離当たりの移動時間を記憶させる(例えば、表2に示すようにロータリーエンコーダ13の1パルス当たりの移動時間として記憶させる)。
表2に示すポイントNo.1を指定して移動する場合を考えると、総移動時間は、5000(pulse)×10(ms/pulse)=50000(ms)となる。仮に、ポ
イントNo.1へ移動中に動作が中断しても、次に動作を再開すると中断地点から目標位置までの距離に応じた時間で移動できる。
このように、複数のモータ間で位置補間制御を行う場合においても、中断した位置から補間制御を再開することが可能となる。
本発明のモータ制御装置は、複数モータ動作の補間制御を容易に行うことができ、複数軸を同時に動作させる搬送装置や工作機械などに有用である。
本発明のモータ制御装置のブロック構成図 本発明の動作指令の説明図 本発明の直線補間制御における適用動作の説明図
符号の説明
1 モータ制御装置
2 動作指令生成手段
3 データ記憶部
4 サーボ制御部
5 インバータ回路
11 上位制御装置
12 モータ
13 エンコーダ
21 移動距離
22 加速時間
23 減速時間
24 移動時間
25 動作指令
26 最高速度
31 原点
32 目標位置
32A 位置(X座標)
32B 位置(Y座標)
33 モータ(X軸)
34 移動距離(X軸)
35 モータ(Y軸)
36 移動距離(Y軸)
39 ワーク

Claims (3)

  1. モータの動作指令を生成する数値制御機能を搭載したモータ制御装置において、あらかじめ目標位置までの移動距離、加減速度および移動時間を記憶するデータ記憶部と、記憶した移動距離、加減速度、移動時間に基づいてモータ動作指令を生成する動作指令生成手段とを有し、前記モータ動作指令に基づき、目標位置到達タイミングを制御することを特徴とするモータ制御装置。
  2. 外部通信手段によってデータ記憶部の記憶内容を更新する請求項1に記載のモータ制御装置。
  3. データ記憶部に単位移動距離あたりの移動時間を記憶する請求項1または請求項2に記載のモータ制御装置。
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