JP2008186421A - 位置データラッチ装置および位置データラッチ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速に連続ラッチが可能なサーボドライバーの位置データラッチ装置をを提供する。
【解決手段】上位装置２からのラッチ要求を受付け機械装置３側からのＦＢ位置を検出するサーボドライバの位置データラッチ装置１において、予めラッチ信号設定番号ｎと該ラッチ信号設定番号ｎの内訳を示す信号選択情報とラッチ信号設定番号ｎを繰返す連続ラッチ回数ｍとを設定したパラメータを格納するメモリ部７と、上位装置２からのラッチ要求を受付け連続ラッチモードを起動してメモリ部に格納したパラメータを参照しＦＢ位置ラッチ制御部９へ選択信号によるラッチ要求を発行して、位置データラッチを連続して行い上位装置へラッチ位置完了状態を通知するラッチシーケンス制御部６と、を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーボドライブの位置データラッチ装置に関し、詳しくは、位置データのラッチを高速にかつ連続的に行うことを可能にする位置データラッチに関するものである。

従来より、外部信号入力部よりサーボドライバを経由してエンコーダからのフィードバック（以下、ＦＢと言う）位置データをラッチし、そのデータを計測等に利用することが行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
従来のサーボドライバにおける外部入力信号によるエンコーダからのＦＢ位置信号のラッチは、図５の位置データラッチ装置のブロック図に示すように、上位装置であるコントローラ１０１からのラッチ要求をサーボドライバの中の位置データラッチ装置１０２は通信データ送受信部１０５を介して受け、ＦＢ位置ラッチ制御部１０７へラッチ要求が入力される。ＦＢ位置ラッチ制御部１０７は、機械装置１０３に取り付けられたセンサ信号等に外部信号入力により、サーボモータや機械装置に取り付けられたエンコーダ１０４の位置をカウントするエンコーダ位置カウント回路からのＦＢ位置データをラッチし、上位コントローラ１０１へラッチ位置を送信する。
特開２０００−２５９２５１号公報

こうした従来の位置データラッチタイミングは、図６のタイミングチャートに示すように、ラッチモードでは縦軸に上から、コントローラ側、サーボ側、ラッチ完了状態信号（Ｌ−ＣＭＰ）、外部信号入力を示し、横軸には時間を示している。
先ず、上位のコントローラ１０１側からサーボ側に対してラッチ要求のＬＴＭＯＤ−ＯＮが発行されると、斜線矢印で示すように１通信周期を経てサーボ側で次の下向き矢印のタイミングでラッチ動作が起動される。
外部信号入力によるエンコーダからのＦＢ位置データのラッチが完了すると、ラッチ完了状態フラッグ（Ｌ−ＣＭＰ）の「１」が出力されるので、コントローラ１０１は、それで確認できる。
次にラッチ停止のＬＴＭＯＤ−ＯＦＦがコントローラ１０１より発行され１通信周期後に、今回のラッチ要求がクリアされる。ラッチ要求クリア後にラッチ完了クリアとしてＬ−ＣＭＰ＝０に戻るので、それで確認する。
次に、改めてコントローラ１０１はラッチ要求のＬＴＭＯＤ−ＯＮを発行し、ラッチを続ける場合はこれを繰り返す。
このように、従来のラッチ装置で位置データラッチを連続的に行うには、１ラッチ要求送信→２ラッチ完了確認→３ラッチ要求クリア→４ラッチ要求クリアの確認→１再ラッチ要求送信…、という手順を要する。

しかしながら、従来の位置データラッチは、サーボドライブにて外部信号入力によるエンコーダからの位置データのラッチを連続的に行うには、コントローラは図６のように、１ラッチ要求送信→２ラッチ完了の確認→３ラッチ要求クリア→４ラッチ要求クリアの確認→１ラッチ要求送信→…、というようにコントローラ・サーボ間のラッチ起動制御にかかるオーバヘッド（３ラッチ要求クリア→４ラッチ要求クリアの確認→１ラッチ要求送信、による遅れ）があり、ラッチ完了して次のラッチ動作開始までの時間が掛かってしまい、高速にラッチ動作を繰り返すには、外部信号入力の間隔（時間）を十分に空けなければならないと言う問題があった。
そこで本発明は、連続位置データラッチが可能なようにラッチを設定して、コントローラからのラッチ要求によりラッチ動作を繰返し実施することで、連続位置データラッチにおけるオーバーヘッド時間を短縮して、機械装置の生産性向上も図れる位置データラッチ装置およびラッチ方法を提供することを目的としている。

上記問題を解決するため、請求項１記載の位置データラッチ装置の発明は、上位装置からのラッチ要求を受付け機械装置側からのエンコーダパルスをエンコーダ位置カウンタによりカウントしてフィードバック（以下、ＦＢと言う）位置ラッチ制御部に入力しそのＦＢ位置を検出するサーボドライバの位置データラッチ装置において、予めラッチ信号設定数ｎと該ラッチ信号設定数ｎの内訳を示す信号選択情報と前記ラッチ信号設定数ｎを繰返す連続ラッチ回数ｍとを設定したパラメータを格納するメモリ部と、前記上位装置からのラッチ要求を受付け連続ラッチモードを起動して前記メモリ部に格納したパラメータを参照し前記ＦＢ位置ラッチ制御部へ選択信号によるラッチ要求を発行して、位置データラッチを連続して行い、前記上位装置へラッチ位置完了状態を通知するラッチシーケンス制御部と、を備えたことを特徴とすることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の位置データラッチ装置において、前記パラメータが、少なくともラッチ信号設定数ｎ、該ラッチ信号設定数ｎの内訳を示すエンコーダ原点信号、外部入力信号で構成される各ラッチ信号設定１〜ラッチ信号設定ｎ、および連続ラッチ回数を示す連続ラッチ回数ｍと、を含むことを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の位置データラッチ装置において、前記ラッチ位置完了状態が、外部信号が入力されＦＢ位置のラッチが完了する度に１となるステータス信号とラッチ完了時のラッチ信号設定数ｎ、および連続ラッチ回数ｍにより確認することを特徴としている。
請求項４記載の位置データラッチ方法の発明は、上位装置からのラッチ要求を受付け機械装置側からのエンコーダパルスをエンコーダ位置カウンタによりカウントしてＦＢ位置ラッチ制御部に入力しそのＦＢ位置を検出するサーボドライバの位置データラッチ方法であって、
前記上位装置からのラッチ要求により連続ラッチモードを起動してメモリから現在ラッチ信号設定番号の選択信号をロードして、前記ロードされた選択信号によるラッチ要求をＦＢラッチ制御部へ発行し、前記選択信号の入力によるラッチが完了したら現在ラッチ信号設定番号ｎをインクリメントして、前記現在ラッチ信号設定番号ｎが予め設定されたラッチ信号設定数に等しいか大きくなったら、連続ラッチ完了カウンタをインクリメントし、前記連続ラッチ完了カウンタｍが予め設定された連続ラッチ回数に等しいか大きくなったら連続ラッチを終了することを特徴としている。

本発明によると、コントローラからのラッチ要求により、サーボ側は設定されたシーケンス内容のラッチ動作を繰返し実施できるので、従来のラッチ動作で掛かっていたオーバーヘッド時間が短縮でき、機械装置の生産性の向上も図れるという効果がある。

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は本発明の実施例１に係る位置データラッチ装置の構成図である。
図１において、１はサーボドライバの中の本発明の位置データラッチ装置で上位装置であるコントローラ２からのラッチ要求を受付ける。３はＡＣサーボモータ等で構成される機械装置でありモータ軸に接続される負荷を含める場合もある。４はモータ等の回転計測用のエンコーダで位置ＦＢパルスを発生してサーボ側へ入力する。その他、機械装置３からは電流検出信号や各種センサー等からの外部信号がサーボ側へ入力される。５は通信データ送受信部で産業用フィールドバス等の通信手順に基づいてコントローラ２と位置データラッチ装置１間等の通信を行う。６は連続ラッチのパラメータ設定を記憶するメモリ部７を参照して連続位置データラッチを装置の中心を担って実施するラッチシーケンス制御部で、８はエンコーダ４からの入力Ａ，Ｂ，Ｃ（Ｚ）相パルスのカウントや回転方向の検出等を行うエンコーダ位置カウンタ回路であり、９はＦＢ位置ラッチ制御部でＦＢ位置ラッチデータの処理を行う。
なお、従来図５と、本発明の図１で異なる構成は、連続位置データラッチの主要部を構成するラッチシーケンス制御部６とメモリ部７のブロックが新たに付け加えられた点である。
この構成では、各ブロック間の双方向通信は矢印で示したように、その信号経路は、コントローラ２からラッチ開始要求が発行されると、通信データ送受信部５を介してラッチシーケンス制御部６で受信されて、メモリ部７のパラメータ設定された連続ラッチの信号選択が、ＦＢ位置ラッチ制御部９へ発行され、ＦＢ位置ラッチ制御９はエンコーダ位置カウンタ回路８からＦＢ位置パルスを入力し、ラッチしたＦＢラッチ位置をラッチシーケンス制御部６へ返し、それを受信したラッチシーケンス制御部６からは通信データ送受信部５を介してラッチ位置完了状態がコントローラ２に返信される。

図２は図１に示す位置データラッチ装置のタイムチャートである。
図２において、２つの外部信号（ＥＸＴ１、ＥＸＴ２）がラッチされる場合の連続ラッチ動作を例として示している。まず、パラメータ設定は、ラッチ信号設定数ｎ、該ラッチ信号設定数ｎの内訳を示すエンコーダ原点信号、外部入力信号で構成される各ラッチ信号設定１〜ラッチ信号設定ｎ、および連続ラッチ回数を示す連続ラッチ回数ｍを設定する。ここでは、例えばラッチ信号設定数ｎ＝２、連続ラッチ回数ｍ＝２とし、横軸は時間軸で１通信周期単位となっている。
縦軸は信号名称で上から「Ｌ−ＣＭＰ」はラッチ完了を表すフラグで、外部信号が入力される度に、１通信周期間だけＬ−ＣＭＰ＝１となる。
「Ｌ−ＰＯＳ」はラッチ位置カウンタで、ＦＢラッチ位置を確認できる。
「Ｌ−ＣＭＰ−ＣＮＴ」は連続ラッチが完了する毎に１カウントするカウント数ｍの値を表し、連続ラッチ完了カウンタと言う。なお、この値はｍに達したら０に戻る。
「Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ」は各ラッチ完了時のラッチ信号設定番号ｎを表し、現在ラッチ信号設定番号と言う。
「ＥＸＴ１」、「ＥＸＴ２」は機械装置に取り付けられた外部センサ等の外部入力信号である。
そこで、本発明に係る連続ラッチ動作を説明する。
先ず、コントローラ２（図１）よりサーボアンプ１（図１）にラッチ要求信号（ＬＴＭＯＤ−ＯＮ）が入力すると、サーボアンプ１はラッチモードＯＮとなり、本発明の連続ラッチ動作がスタートする。
最初の通信周期間はまだ現在ラッチ信号設定番号ｎ（Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ）と連続ラッチ完了カウンタｍ（Ｌ−ＣＭＰ−ＣＮＴ）は共に「０」である。
次の通信周期間に外部信号１（ＥＸＴ１）が入力されると、この通信周期間で矢印曲線で示すように入力パルスの立上りでラッチされ、次の通信周期間で現在ラッチ信号設定番号ｎ（Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ）がカウント「１」となり、それがラッチ位置カウンタ（Ｌ−ＰＯＳ）に反映され、ラッチ完了フラグ（Ｌ−ＣＭＰ）「１」が立つ。

次に、１通信周期間置いて、その次の通信周期間に外部信号２（ＥＸＴ２）が入力されると、矢印曲線で示すように、同様にラッチ・カウントされて次の通信周期間で現在ラッチ信号設定番号ｎ（Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ）のカウント数がｎ＝２となり、これがラッチ位置カウンタ（Ｌ−ＰＯＳ）に反映され、ラッチ完了フラグ（Ｌ−ＣＭＰ）「１」が立つ。この時点で連続ラッチ完了カウンタｍ（Ｌ−ＣＭＰ−ＣＮＴ）がインクリメントされてｍ＝１となる。
以下同様に、２通信周期間置いて、その次の通信周期間になって再び外部信号１（ＥＸＴ１）が入力されると、矢印曲線で示されるように同様のラッチ動作が行われ、現在ラッチ信号設定番号ｎ（Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ）がｎ＝１をラッチ・カウントし、ラッチ位置カウンタ（Ｌ−ＰＯＳ）に反映され、ラッチ完了フラグ（Ｌ−ＣＭＰ）「１」が立つ。
次の通信周期間に外部信号２（ＥＸＴ２）が入力して、現在ラッチ信号設定番号ｎ（Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ）がｎ＝２をラッチ・カウントし、ラッチ位置カウンタ（Ｌ−ＰＯＳ）に反映され、ラッチ完了フラグ（Ｌ−ＣＭＰ）「１」が立ち、この時点で連続ラッチ完了カウンタｍ（Ｌ−ＣＭＰ−ＣＮＴ）がインクリメントされてｍ＝２となる。
続いて、次の４通信周期間を経て、矢印曲線で示すようにコントローラ２からラッチＯｆｆの「ＬＴＭＯＤ−ＯＦＦ」が発行されると、夫々、Ｌ−ＣＭＰ−ＣＮＴ、Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ等がクリアされて０となり、１連続ラッチが終了する。
なお、連続的にラッチ位置データを取得するためには、通信周期以上のラッチ信号間隔が必要とされる。従って、ここでは１通信周期単位のラッチを行っていることになる。

つぎに本発明に係る位置データラッチ装置の全体動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。
先ず、コントローラ２より「ＬＴＭＯＤ−ＯＮ」のラッチ要求が発行され、連続ラッチが起動される（Ｓ１００）。
現在ラッチ信号設定番号ｎ（Ｌ−ＳＥＱ−ＮＯ）と連続ラッチ完了カウンタｍ（Ｌ−ＣＭＰ−ＣＮＴ）をクリアする（Ｓ１０１）。
ラッチシーケンス制御部６はメモリ部７より現在ラッチ信号設定番号ｎに該当する連続ラッチする各選択信号をロードする（Ｓ１０２）。
ラッチシーケンス制御部６はロードされた選択信号によるラッチ要求をＦＢ位置ラッチ制御部９へ発行する（Ｓ１０３）。
次に、選択信号の入力によるラッチが完了したか？を判断する（Ｓ１０４）、もしラッチが未完ならばＳ１０４へ戻り、ＹＥＳでラッチ完了ならばＳ１０５へ進み、ラッチ位置ＬＰＯＳに最新ラッチ位置をセットする。
Ｓ１０６で現在ラッチ信号設定番号ｎをインクリメントする。

次に、ラッチ信号設定数≦現在ラッチ信号設定番号ｎ？、を判断する（Ｓ１０７）。
もしＮＯならばＳ１０２へ戻って処理を続行し、ＹＥＳなら、連続ラッチ完了カウンタｍをインクリメントする（Ｓ１０８）。
最後に、連続ラッチ回数≦連続ラッチ完了カウンタｍか？、を判断して（Ｓ１０９）、ＮＯならばＳ１０２へ戻って処理を続行し、ＹＥＳならば連続ラッチを終了する（Ｓ１１０）。
図４は、図１に示す連続ラッチの説明図である。
１回目の連続ラッチにおいて、ラッチ信号設定１による入力位置ラッチを行いこれが完了したら、ラッチ信号設定２による入力位置ラッチを行いこれが完了したら、ラッチ信号設定３による入力位置ラッチを行なう。これを繰り返し、ラッチ信号設定ｎによる入力位置ラッチが完了したら、２回目の連続ラッチに移る。
以後、２回目の連続ラッチにおいて、ラッチ信号設定１による入力位置ラッチを行いこれが完了したら、ラッチ信号設定２による入力位置ラッチを行い、これを繰り返し、ラッチ信号設定ｎによる入力位置ラッチが完了したら、３回目の連続ラッチに移る。同じくこれを繰り返し、ｍ目の連続ラッチに移り、ｍ回目の連続ラッチにおいて、ラッチ信号設定ｎによる入力位置ラッチが完了したら連続ラッチの動作は終了する。
以上のように、本発明によれば、コントローラからのラッチ要求により、サーボ側は設定されたシーケンス内容のラッチ動作を連続して繰返し実施できるので、従来のラッチ動作で掛かっていたオーバーヘッド時間が短縮でき、機械装置の生産性の向上が図れることとなる。

本発明の実施例１に係る位置データラッチ装置のブロック図である。 図１に示す位置データラッチ装置の信号のタイムチャートである。 図１に示す位置データラッチ装置の処理のフローチャートである。 図１に示す連続ラッチの説明図である。 従来の位置データラッチ装置ののブロック図である。 図５に示す位置データラッチ装置の信号のタイムチャートである。

符号の説明

１ 位置データラッチ装置
２ コントローラ（上位装置）
３ 機械装置
４ エンコーダ
５ 通信データ送受信部
６ ラッチシーケンス制御部
７ メモリ部
８ エンコーダ位置カウンタ回路
９ ＦＢ位置ラッチ制御部

Claims (4)

1. 上位装置からのラッチ要求を受付け機械装置側からのエンコーダパルスをエンコーダ位置カウンタによりカウントしてフィードバック（以下、ＦＢと言う）位置ラッチ制御部に入力しそのＦＢ位置を検出するサーボドライバの位置データラッチ装置において、
   予めラッチ信号設定数ｎと該ラッチ信号設定数ｎの内訳を示す信号選択情報と前記ラッチ信号設定数ｎを繰返す連続ラッチ回数ｍとを設定したパラメータを格納するメモリ部と、
   前記上位装置からのラッチ要求を受付け連続ラッチモードを起動して前記メモリ部に格納したパラメータを参照し前記ＦＢ位置ラッチ制御部へ選択信号によるラッチ要求を発行して、位置データラッチを連続して行い、前記上位装置へラッチ位置完了状態を通知するラッチシーケンス制御部と、を備えたことを特徴とすることを特徴とする位置データラッチ装置。
2. 前記パラメータは、少なくともラッチ信号設定数ｎ、該ラッチ信号設定数ｎの内訳を示すエンコーダ原点信号、外部入力信号で構成される各ラッチ信号設定１〜ラッチ信号設定ｎ、および連続ラッチ回数を示す連続ラッチ回数ｍと、を含むことを特徴とする請求項１記載の位置データラッチ装置。
3. 前記ラッチ位置完了状態は、外部信号が入力されＦＢ位置のラッチが完了する度に１となるステータス信号とラッチ完了時のラッチ信号設定数ｎ、および連続ラッチ回数ｍにより確認することを特徴とする請求項１記載の位置データラッチ装置。
4. 上位装置からのラッチ要求を受付け機械装置側からのエンコーダパルスをエンコーダ位置カウンタによりカウントしてＦＢ位置ラッチ制御部に入力しそのＦＢ位置を検出するサーボドライバの位置データラッチ方法であって、
   前記上位装置からのラッチ要求により連続ラッチモードを起動してメモリから現在ラッチ信号設定番号の選択信号をロードして、前記ロードされた選択信号によるラッチ要求をＦＢラッチ制御部へ発行し、前記選択信号の入力によるラッチが完了したら現在ラッチ信号設定番号ｎをインクリメントして、前記現在ラッチ信号設定番号ｎが予め設定されたラッチ信号設定数に等しいか大きくなったら、連続ラッチ完了カウンタをインクリメントし、前記連続ラッチ完了カウンタｍが予め設定された連続ラッチ回数に等しいか大きくなったら連続ラッチを終了することを特徴とする位置データラッチ方法。

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