JP2008090825A - Multiaxial control system with multi-dropped position detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のモータを制御するための、複数のモータに取り付けられた複数の位置検出器をマルチドロップ接続した多軸制御システムに関する。 The present invention relates to a multi-axis control system in which a plurality of position detectors attached to a plurality of motors are connected in a multidrop connection to control the plurality of motors.
多軸制御システムでは、複数のモータを制御してシステムを構成している。モータには、モータのパワー線と位置検出器の信号線が配線されるため、ケーブルの敷設が煩雑になる。そこでネットワークやシリアル通信線を利用して位置検出器と制御装置を接続して信号線を減らすことが図られた。
例えば、特許文献1では、ネットワークを利用してエンコーダを制御装置に接続している。
また、特許文献2では、位置検出器と制御装置のモータドライバがシリアル通信線によってディジーチェーン接続されており、モータドライバは制御装置の制御基板と接続されている。各モータドライバはそれぞれ対応する位置検出器に対して位置情報をリクエストし、それを受信し加工して制御基板に与え、制御基板はその位置データをも加味した上でサーボドライバに対して動作指令信号を与えている。
In the multi-axis control system, a system is configured by controlling a plurality of motors. Since the motor power line and the signal line of the position detector are wired to the motor, the cable laying becomes complicated. Therefore, the number of signal lines was reduced by connecting the position detector and the control device using a network or serial communication line.
For example, in
In
このようなネットワークやシリアル通信線を使用して位置検出器をマルチドロップ接続した場合の一般的な多軸制御システムの構成を図9に示す。コントローラ100には、サーボ制御はじめ多軸制御システムを統括するCPU1と、CPU1が利用するメモリ2と、モータ61〜6nの軸数分のサーボ制御回路31〜3nと、モータ61〜6nに電力を供給するためのアンプ回路51〜5nが設けられている(アンプ回路51〜5nに電力を供給する電力線は図示せず。)。
一方、多軸機械本体200には、軸数分のモータ61〜6nと、各モータ61〜6nの位置情報を検出する位置検出器81〜8nが設けられており、各位置検出器81〜8nにはスレーブ通信回路71〜7nが取り付けられており、コントローラ100に設けられたマスタ通信回路4に、マルチドロップに接続された複数軸の位置検出器81〜8nで生成された位置情報が通信線300を介して伝送されている。
FIG. 9 shows the configuration of a general multi-axis control system in the case where the position detector is multi-drop connected using such a network or serial communication line. The controller 100 includes a
On the other hand, the multi-axis machine main body 200 is provided with
マスタ通信回路4で受信された位置検出器81〜8nが生成した位置情報は、CPU1がローカルバス10を介して受け取り、図10に示すブロック線図の位置制御処理601に渡される。
図10はCPU1が実行するサーボ制御のブロック線図を示しているが、図示しないアプリケーション・プログラムを解釈して各軸への指令を生成する指令生成処理600、位置制御を行う位置制御処理601、電流制御処理603にトルク指令を与える速度制御処理602を実行する。速度制御処理602では、位置検出器が生成した位置情報を微分処理604し、速度フィードバック情報として利用する。
一方、サーボ制御回路31〜3nの内部では、電流制御処理603によって生成されたPWM信号がアンプ回路50に与えられ、そのアンプ回路50によってモータ60に供給される電力が制御される。
FIG. 10 shows a block diagram of servo control executed by the
On the other hand, in the servo control circuits 31 to 3n, the PWM signal generated by the
図9に示すような、従来の一般的なマルチドロップ接続を利用した多軸制御システムでは、複数の位置検出器81〜8nの位置情報が各位置検出器81〜8nに取り付けられたスレーブ通信回路71〜7nから、コントローラに取り付けられたマスタ通信回路4に送信される。CPU1は、マスタ通信回路4で受信された各軸の位置検出器81〜8nが生成した位置情報をローカルバス10を介して読み出し、モータへの指令を生成するとともに、位置制御や速度制御などの演算処理を行い、各軸のサーボ制御回路31〜3nへローカルバス10を介してトルク指令の払い出しを行っている。
In the conventional multi-axis control system using the general multi-drop connection as shown in FIG. 9, the slave communication circuit in which the position information of the plurality of position detectors 81 to 8n is attached to each position detector 81 to 8n. The data is transmitted from 71 to 7n to the master communication circuit 4 attached to the controller. The
このような従来の多軸制御システムの場合、1つのCPUにて複数軸のモータの指令を生成し、位置制御や速度制御などの演算処理を行っているため、より高性能な処理を要するアプリケーション(モータ軸間の干渉を受けないようにする処理など)に適応するためには、高速なCPUや周辺メモリが必要となり、マスタ通信回路4やサーボ制御回路31〜3nへのローカルバス10を介したアクセスの高速化も必要となるため、デバイスの発熱やコストアップなどの問題が生じる。また、発熱対策するためヒートシンクなどの冷却機構を設置すると、コントローラの大型化につながってしまうという問題が生じる。
そこで、CPUの負荷を軽減するために、各軸の位置制御以降をサーボ制御回路に分散させることが考えられるが、この場合でも、CPUがマスタ通信回路から位置情報を読み込んでサーボ制御回路に出力しなければならず、その転送処理分のCPU負荷は避けられない。また、その転送処理時間がサーボ制御の無駄時間となることは避けられない。
In the case of such a conventional multi-axis control system, a single CPU generates a command for a multi-axis motor and performs arithmetic processing such as position control and speed control. A high-speed CPU and peripheral memory are required to adapt to (such as processing to prevent interference between motor shafts), and the local bus 10 to the master communication circuit 4 and the servo control circuits 31 to 3n is required. Therefore, it is necessary to increase the access speed, which causes problems such as device heat generation and cost increase. In addition, if a cooling mechanism such as a heat sink is installed to prevent heat generation, there arises a problem that the size of the controller is increased.
Therefore, in order to reduce the load on the CPU, it is conceivable to distribute the position control after each axis to the servo control circuit, but even in this case, the CPU reads the position information from the master communication circuit and outputs it to the servo control circuit. CPU load for the transfer processing is unavoidable. In addition, it is inevitable that the transfer processing time is wasted time for servo control.
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、位置検出器がシリアル通信線でマルチドロップ接続された多軸制御コントローラにおいて、CPUの負荷を軽減するために位置制御等をサーボ制御回路に分担させた場合においても、位置情報をCPUを経由することなくサーボ制御回路に供給することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in a multi-axis controller in which the position detector is multidrop connected by a serial communication line, the position control and the like are servo-controlled to reduce the load on the CPU. It is an object to supply position information to a servo control circuit without passing through a CPU even when the circuit is shared.
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、モータと、前記モータに取り付けられた前記モータの位置を検出する位置検出器と、前記モータに電流を供給するアンプ回路と、前記アンプ回路を制御するサーボ制御回路と、を複数組備えた多軸制御システムにおいて、前記複数の位置検出器に取り付けられ前記複数のモータの位置情報をシリアル通信するための複数のスレーブ通信回路と、複数の前記スレーブ通信回路とマルチドロップ接続されて前記複数のモータの位置情報を受信し、複数の前記サーボ制御回路と複数の専用信号線で接続されて前記複数のモータの位置情報を前記複数のサーボ制御回路に送信するためのマスタ通信回路と、
を更に備えたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to
Is further provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1において、複数の前記サーボ制御回路を多軸サーボ制御回路に統合し、前記マスタ通信回路と複数の専用信号線で接続したことを特徴とするものである。
The invention of
請求項3に記載の発明は、請求項1において、複数の前記サーボ制御回路と前記マスタ通信回路をマスタ通信回路内蔵多軸サーボ制御回路に統合したことを特徴とするものである。 A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the plurality of servo control circuits and the master communication circuit are integrated into a multi-axis servo control circuit with a built-in master communication circuit.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記マスタ通信回路が、前記サーボ制御回路へ前記位置情報を受信する毎に送信することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the master communication circuit transmits the position information to the servo control circuit each time the position information is received. .
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記マスタ通信回路が、前記サーボ制御回路へ前記位置情報を同時に送信することを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the master communication circuit transmits the position information to the servo control circuit at the same time.
請求項6に記載の発明は、請求項1または請求項2において、前記専用信号線がシリアル通信を行うものであることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the dedicated signal line performs serial communication.
請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記マスタ通信回路をシリアル処理で構成することを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the master communication circuit is configured by serial processing.
請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記サーボ制御回路が位置制御、速度制御、電流制御および前記モータの位置情報の微分処理を実行する機能を含むことを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the servo control circuit includes a function of executing position control, speed control, current control, and differential processing of the position information of the motor. It is characterized by.
請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記サーボ制御回路が、前記マスタ通信回路から前記位置情報の受信を完了した時にCPUに対して割込み信号を発することを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the servo control circuit issues an interrupt signal to the CPU when the reception of the position information from the master communication circuit is completed. It is characterized by.
請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記サーボ制御回路が、前記マスタ通信回路から前記位置情報の受信を完了した時に、同時にサーボ処理を開始することを特徴とするものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the servo control circuit starts servo processing simultaneously when the reception of the position information from the master communication circuit is completed. It is a feature.
請求項1に記載の発明によると、マスタ通信回路から複数モータのサーボ制御回路へ専用信号線を介して位置検出器が生成した位置情報を伝送するため、CPUがマスタ通信回路から複数モータの位置検出器が生成した位置情報を読み出す必要がなくなり、CPUの処理負荷を削減することができる。CPUによるデータ転送処理の時間が不要となり、サーボ制御回路内部の無駄時間を削減することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the position information generated by the position detector is transmitted from the master communication circuit to the servo control circuit of the plurality of motors via the dedicated signal line, the CPU transmits the position of the plurality of motors from the master communication circuit. There is no need to read the position information generated by the detector, and the processing load on the CPU can be reduced. The time for data transfer processing by the CPU becomes unnecessary, and the dead time inside the servo control circuit can be reduced.
請求項2に記載の発明によると、複数モータのサーボ制御を1つのサーボ制御回路にて処理するため、サーボ制御回路をASICなどにより構成する場合、システムの外形寸法を大幅に小型化することができるとともに、コストを削減することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によると、複数モータのサーボ制御の回路とマルチドロップ接続された位置検出器からモータの位置情報を受信するマスタ通信回路を1つのサーボ制御回路にまとめているため、サーボ制御回路をASICなどにより構成する場合、システムの外形寸法をさらに小型化することができるとともに、さらにコスト削減をすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the servo control circuit for a plurality of motors and the master communication circuit for receiving the motor position information from the multi-drop connected position detector are combined into one servo control circuit. When the control circuit is configured by an ASIC or the like, the external dimensions of the system can be further reduced, and the cost can be further reduced.
請求項4から請求項6に記載の発明によると、マスタ通信回路は各サーボ制御回路と専用のシリアル通信線で接続されるので配線数を減らし小型化を図ることができる。 According to the invention described in claims 4 to 6, since the master communication circuit is connected to each servo control circuit through a dedicated serial communication line, the number of wirings can be reduced and the size can be reduced.
請求項7から請求項10に記載の発明によると、マスタ通信回路、サーボ制御回路、CPUが同期してお互いに同期して動作することができる。さらには、CPUにて複数軸のモータの指令を生成し、位置制御、速度制御、電流制御、位置情報の微分処理などの演算はサーボ制御回路の内部にて処理するので、CPUの処理負荷を削減することができる。従って、モータ軸間の干渉を受けないようにする処理などの高性能な処理を要するアプリケーションでも、高速なCPUを使用する必要がなくなるため消費電力が少なくてすみ、発熱対策用のヒートシンクなどの冷却機構を設置する必要もなくなり、システムの小型化を図ることができる。 According to the seventh to tenth aspects of the present invention, the master communication circuit, the servo control circuit, and the CPU can operate in synchronization with each other. Furthermore, the CPU generates multiple axis motor commands, and operations such as position control, speed control, current control, and position information differentiation are processed inside the servo control circuit. Can be reduced. Therefore, even in applications that require high-performance processing such as processing to prevent interference between motor shafts, it is not necessary to use a high-speed CPU, so less power is consumed and cooling of a heat sink for heat generation countermeasures is reduced. There is no need to install a mechanism, and the system can be downsized.
以上のように、本発明によれば、コントローラのCPUのマスタ通信回路へのアクセス処理を削減し、CPUが処理していた演算をサーボ制御回路に分散化することで、CPUの処理負荷を低減しつつも高性能で小型で低消費電力な多軸制御システムを実現できる。 As described above, according to the present invention, the access processing to the master communication circuit of the CPU of the controller is reduced, and the processing load of the CPU is distributed to the servo control circuit, thereby reducing the processing load on the CPU. In addition, a multi-axis control system with high performance, small size, and low power consumption can be realized.
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は本発明の第1実施例を示すもので、複数の軸に取り付けられた複数の位置検出器をマルチドロップ接続した多軸制御システムの構成図である。
100はコントローラであり、次のような要素で構成される。1はサーボ制御はじめシステムを統括するCPU、2はCPUが利用するメモリ、31〜3nはモータ軸数分のサーボ制御回路、4はマルチドロップ接続された複数の位置検出器から複数のモータの位置情報をシリアル通信線300を介して受信し複数のサーボ制御回路31〜3nに専用信号線20を介して送信するためのマスタ通信回路、5はサーボ制御回路31〜3nとマスタ通信回路4を動作させるために必要なクロックを生成するクロック回路、51〜5nはサーボ制御回路から出力されるPWM信号によってモータ61〜6nに供給する電力を制御するアンプ回路である。
なお、専用信号線20は、マスタ通信回路4と各サーボ制御回路31〜3nを1:N接続し、シリアル通信によってモータ61〜6nの位置情報を送信するためのものである。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of a multi-axis control system in which a plurality of position detectors attached to a plurality of axes are connected in a multi-drop manner.
Reference numeral 100 denotes a controller, which includes the following elements. 1 is a CPU that supervises the system including servo control, 2 is a memory used by the CPU, 31 to 3n are servo control circuits corresponding to the number of motor axes, and 4 is a position of a plurality of motors from a plurality of multi-drop connected position detectors. A master communication circuit for receiving information via a serial communication line 300 and transmitting the information to a plurality of servo control circuits 31 to 3n via a dedicated signal line 20, 5 operates the servo control circuits 31 to 3n and the master communication circuit 4.
The dedicated signal line 20 is for connecting the master communication circuit 4 and each of the servo control circuits 31 to 3n 1: N and transmitting position information of the
また、200は多軸機械本体であり、61〜6nはモータ、81〜8nはモータに取り付けられその位置を計測するための位置検出器である。モータ61〜6nはアンプ回路51〜5nとモータパワー線400を介して接続され、位置検出器81〜8n内部にはスレーブ通信回路71〜7nが搭載されており、コントローラ100に設置されたマスタ通信回路4とマルチドロップ接続されたシリアル通信線300にて接続されている。
Reference numeral 200 denotes a multi-axis machine main body,
サーボ制御回路31〜3nには、クロック回路5からクロック信号700が入力され、サーボ制御回路31〜3nの内部にてクロック分周またはクロック逓倍してCPU1が動作するために必要なクロック信号701を出力する。また、サーボ制御回路31〜3nがマスタ通信回路4から位置情報の受信を完了した時点で、CPU1へ割り込みを通知するためにINT信号702を出力する。複数のサーボ制御回路31〜3nのうちサーボ制御回路31から出力されるCPU1が動作するために必要なクロック信号701とINT信号702をCPU1へ接続する。これにより、1つのクロック回路5を基準として、サーボ制御回路31〜3nとCPU1は動作することになるため、複数のサーボ制御回路31〜3nおよびCPU1は同期してサーボ制御が実行される。図7にその様子を示すが、マスタ通信回路4が、シリアル通信線300を介して複数の位置検出器81〜8nからモータ61〜6nの位置情報を受信する毎に、専用信号線20を介して各サーボ制御回路31〜3nへ送信している。
A clock signal 700 is input from the clock circuit 5 to the servo control circuits 31 to 3n, and a clock signal 701 necessary for the
次に図1、図7を利用して動作について説明する。
コントローラ100内部のCPU1は、複数のモータ61〜6nを同時に制御するために各モータ61〜6nのサーボ制御回路31〜3nに与える指令値を生成する。
サーボ制御回路31〜3nは、それぞれ該指令値を受け取り、PWM信号を生成して各アンプ回路51〜5nに出力する。各アンプ回路51〜5nは、そのPWM信号に基いて各モータ61〜6nに供給する電力を制御する。
各モータ61〜6nは、その電力によって駆動されるが、各モータ61〜6nに取り付けられた各位置検出器81〜8nは、各モータ61〜6nの位置を計測する。各位置検出器81〜8nはスレーブ通信回路71〜7nを備えており、マスタ通信回路4から位置検出器81〜8nが生成した各モータ61〜6nの位置情報の送信要求310を受信した時に、その計測した各モータ61〜6nの位置情報を通信線300を介してマスタ通信回路4宛てに送信する。
コントローラ100内部のマスタ通信回路4は、通信線300を介して各位置検出器81〜8nのスレーブ通信回路71〜7nから各モータ61〜6nの位置情報を受信すると、専用信号線20を介して各サーボ制御回路31〜3nへ送信する。
このような一連の処理を図7に示すように予め決められた一定の制御周期で繰り返す。
なお、各サーボ制御回路31〜3nは、各モータ61〜6nの位置情報の受信を完了したタイミングで一連の処理を開始するので、お互いに同期して動作することができる。
Next, the operation will be described with reference to FIGS.
The
The servo control circuits 31 to 3n receive the command values, generate PWM signals, and output the PWM signals to the
The
When the master communication circuit 4 inside the controller 100 receives the position information of the
Such a series of processes is repeated at a predetermined control cycle as shown in FIG.
The servo control circuits 31 to 3n start a series of processes at the timing when the reception of the position information of the
次に、マスタ通信回路4が、各位置検出器81〜8nのスレーブ通信回路71〜7nから各モータ61〜6nの位置情報を受信する毎に、各サーボ制御回路31〜3nへ送信する場合について説明する。
その場合のマスタ通信回路4について図2を利用して説明する。
専用信号線20は、マスタ通信回路4の入力セレクタ44に接続されており、入力セレクタ44はその専用信号線20の一つを選択し、そのうえを伝送される信号を出力シリアル処理部42へ出力する。
入力シリアル処理部43は、各位置検出器81〜8nのスレーブ通信回路71〜7nから送信される位置情報を、通信線300を通して受信する毎に、出力選択信号46を生成する。出力セレクタ45は、出力選択信号46に基いて専用信号線20のいずれかを選択し、その専用信号線20へ位置情報を送信する。
Next, every time the master communication circuit 4 receives the position information of the
The master communication circuit 4 in that case will be described with reference to FIG.
The dedicated signal line 20 is connected to the input selector 44 of the master communication circuit 4, and the input selector 44 selects one of the dedicated signal lines 20 and outputs a signal transmitted thereon to the output serial processing unit 42. To do.
The input serial processing unit 43 generates an output selection signal 46 every time the position information transmitted from the
マスタ通信回路4の異なる構成を、図3を利用して説明する。
専用信号線20はマスタ通信回路4の出力シリアル処理部421〜42nに接続され、出力シリアル処理部421〜42nは入力セレクタ44に接続される。出力シリアル処理部421〜42nは、専用信号線20を利用して通信が行なわれている場合に入力選択信号471〜47nを生成し,入力セレクタはその入力選択信号471〜47nに基いて出力シリアル処理部421〜42nを選択し、それからの信号を通信線300へ送信する。入力シリアル処理部43は、図2の場合と同様である。
A different configuration of the master communication circuit 4 will be described with reference to FIG.
The dedicated signal line 20 is connected to the output serial processing units 421 to 42n of the master communication circuit 4, and the output serial processing units 421 to 42n are connected to the input selector 44. The output serial processing units 421 to 42n generate input selection signals 471 to 47n when communication is performed using the dedicated signal line 20, and the input selector outputs serial signals based on the input selection signals 471 to 47n. The processing units 421 to 42n are selected, and signals from the processing units 421 to 42n are transmitted to the communication line 300. The input serial processing unit 43 is the same as in the case of FIG.
次に図2、図7を利用して、一連の動作について説明する。
各サーボ制御回路31〜3nは、各位置検出器81〜8nのスレーブ通信回路71〜7nに各モータ61〜6nの位置情報を送信するように送信要求を、専用信号線20へ送信する。マスタ通信回路4では専用信号線20(1)に送信された送信要求を送信要求310として通信線300に送信する。その際,出力シリアル処理部42を経由するため遅延1が発生する。
送信要求310を受信した各位置検出器81〜8nのスレーブ通信回路71〜7nは位置情報301〜30nを通信線310に送信する。
各スレーブ通信回路71〜7nはタイマを持っていて,あらかじめ決められたタイマの設定値と各スレーブ通信回路71〜7nのアドレス(#1〜#n)から送信するタイミングを計算して送信することで,通信線300上において通信データが衝突しないようにする。
マスタ通信回路4では各位置情報からどのサーボ制御回路31〜3nに送信するかを判定して,位置情報を判定した専用信号線20に送信する。この際には,入力シリアル処理部43を経由するため遅延2が発生する。最後に専用信号線20(1)に位置情報が送信され,サーボ制御回路31はその位置情報を受信した後、CPU1に対する割り込みであるINT信号702を生成する。INT信号702による割り込みを受けたCPU1は、位置指令を各サーボ制御回路31〜3nへ出力し、各サーボ制御回路31〜3nはサーボ処理を開始する。
Next, a series of operations will be described with reference to FIGS.
The servo control circuits 31 to 3n transmit a transmission request to the dedicated signal line 20 so as to transmit the position information of the
The
Each of the
The master communication circuit 4 determines which servo control circuit 31 to 3n is to be transmitted from each position information, and transmits the position information to the determined dedicated signal line 20. At this time, a
図7に代えて図8に示すように、マスタ通信回路4が、シリアル通信線300を介して複数の位置検出器81〜8nからモータ61〜6nの位置情報を全て受信した後で一括して、専用信号線20を介して各サーボ制御回路31〜3nへ送信することも可能である。この場合、図2、図3の入力シリアル処理部43で受信した位置情報を全軸数分バッファリングして同時に各サーボ制御回路31〜3nに対応した専用信号線20へ送出するようにする。
As shown in FIG. 8 instead of FIG. 7, after the master communication circuit 4 has received all the position information of the
図4は本発明の第2の実施例を示すものである。図1に示す第1の実施例において各軸毎に別々に設けられていたサーボ制御回路31〜3nを一つの多軸サーボ制御回路40にまとめて実装した点、マスタ通信回路4と多軸サーボ制御回路40を接続する専用信号線20を制御可能なモータ数分設けた点が、第1の実施例と異なる。動作は第一の実施例と同じなので説明を省略する。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The servo control circuits 31 to 3n provided separately for each axis in the first embodiment shown in FIG. 1 are collectively mounted on one multi-axis servo control circuit 40, the master communication circuit 4 and the multi-axis servo. The difference from the first embodiment is that the dedicated signal lines 20 connected to the control circuit 40 are provided by the number of controllable motors. Since the operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
図5は本発明の第3の実施例を示すものである。図1に示す第1の実施例において各軸毎に別々に設けられていたサーボ制御回路31〜3nのみならず、マスタ通信回路4も一つのマスタ通信回路内蔵多軸サーボ制御回路41にまとめた点が、第1の実施例や第2の実施例と異なる。動作は第1の実施例や第2の実施例と同じなので説明を省略する。 FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In addition to the servo control circuits 31 to 3n provided separately for each axis in the first embodiment shown in FIG. 1, the master communication circuit 4 is also integrated into one master communication circuit built-in multi-axis servo control circuit 41. This is different from the first and second embodiments. Since the operation is the same as in the first and second embodiments, description thereof is omitted.
図6は本発明の第4の実施例を示すものであり、制御方法を示すブロック線図である。600はCPU1で実行される指令生成処理で、図示しないアプリケーション・プログラムを解釈して各軸のサーボ制御回路31〜3nに与える指令値を生成する。各サーボ制御回路31〜3nのP601は位置制御処理、V602は速度制御処理、I603は電流制御処理、微分604は微分処理である。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention and is a block diagram showing a control method.
次に図1のハードウェアと図6を利用して動作について説明する。
第1実施例のハードウェアにおいて、コントローラ100内部のCPU1では、モータ軸数分の指令生成処理が行われて各モータへの指令値を各サーボ制御回路31〜3nへ出力する。この指令値は、各軸のサーボ制御回路31〜3nへ入力されて、各位置検出器81〜8nからフィードバックされる位置情報とともに位置制御処理が行われる。その後、前記位置制御処理から生成される速度指令値と、各位置検出器81〜8nからフィードバックされる位置情報が微分処理されて生成される速度フィードバック情報をもとに速度制御処理が行われる。引き続き、前記速度制御処理から生成される電流指令値と、各アンプ回路51〜5nの出力部にてモニタされた電流検出値をもとに電流制御処理が行われる。この結果をモータへのPWM波形に変換してアンプ回路51〜5nに出力して各軸のモータ61〜6nに供給される電力が制御される。
Next, the operation will be described using the hardware of FIG. 1 and FIG.
In the hardware of the first embodiment, the
その後は実施例1と同様に、各モータ61〜6nに設置された位置検出器81〜8nにマスタ通信回路4から位置検出器81〜8nが生成した位置情報の送信要求310が出力される。この送信要求をもとに、各位置検出器81〜8nではスレーブ通信回路71〜7nにより自局モータの位置情報を図5に示されるように通信線300に出力される。コントローラ100内部のマスタ通信回路4では、全軸の位置検出器81〜8nが生成した位置情報を受信すると、位置検出器81〜8nが生成した位置情報を各軸のサーボ制御回路31〜3nへ接続された専用信号線20を介して通信し、次サイクルのサーボ制御に利用する。
なお、第2及び第3実施例のハードウェアにおいても本制御方法が実現可能である。
Thereafter, as in the first embodiment, the position
Note that this control method can also be realized in the hardware of the second and third embodiments.
本発明により、複数のモータから構成されたFA機器において、CPU処理性能を低下させることなく、位置検出器を接続する信号線の省配線化を実現できる。 According to the present invention, in an FA device composed of a plurality of motors, it is possible to reduce the number of signal lines connecting the position detector without degrading the CPU processing performance.
1 CPU
10 ローカルバス
2 メモリ
20 専用信号線
30 サーボ制御回路
31〜3n サーボ制御回路
4 マスタ通信回路
40 多軸サーボ制御回路
41 マスタ通信内蔵多軸サーボ制御回路
42 出力シリアル処理部
421〜42n 出力シリアル処理部
43 入力シリアル処理部
44 入力セレクタ
45 出力セレクタ
46 出力選択信号
471〜47n 入力選択信号
5 クロック回路
50 モータパワー用アンプ回路
51〜5n モータパワー用アンプ回路
60 モータ
61〜6n モータ
71〜7n スレーブ通信回路
80 位置検出器
81〜8n 位置検出器
100 コントローラ
101 パソコンコントローラ
102 サーボコントローラ
200 多軸機械本体
300 通信線
301〜30n 位置検出器データ
310 送信要求
400 モータパワー線
500 位置検出器信号線
600 指令生成処理
601 位置制御処理
602 速度制御処理
603 電流制御処理
604 微分処理
700 クロック信号
701 CPU動作クロック信号
702 INT信号
1 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
51-5n Motor power amplifier circuit
60 motor 61-6n motor
71-7n Slave communication circuit
80 Position detectors 81 to 8n Position detector 100 Controller 101 PC controller 102 Servo controller 200 Multi-axis machine main body 300
Claims (10)
前記複数の位置検出器に取り付けられ前記複数のモータの位置情報をシリアル通信するための複数のスレーブ通信回路と、
複数の前記スレーブ通信回路とマルチドロップ接続されて前記複数のモータの位置情報を受信し、複数の前記サーボ制御回路と複数の専用信号線で接続されて前記複数のモータの位置情報を前記複数のサーボ制御回路に送信するためのマスタ通信回路と、
を更に備えたことを特徴とする多軸制御システム。 A multi-axis comprising a plurality of sets of a motor, a position detector that detects the position of the motor attached to the motor, an amplifier circuit that supplies power to the motor, and a servo control circuit that controls the amplifier circuit In the control system,
A plurality of slave communication circuits attached to the plurality of position detectors for serial communication of position information of the plurality of motors;
The plurality of slave communication circuits are multidrop connected to receive the position information of the plurality of motors, and the plurality of servo control circuits are connected to the plurality of dedicated signal lines to be connected to the plurality of motor position information. A master communication circuit for transmitting to the servo control circuit;
A multi-axis control system characterized by further comprising:
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- 2007-08-16 JP JP2007212074A patent/JP2008090825A/en active Pending
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