JP2010067036A - Servo system - Google Patents
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Description
本発明は、産業機器などに用いられるネットワーク接続されたサーボシステムの、特にアナログ出力の外部センサの接続に関する。 The present invention relates to a connection of a servo system connected to a network used in industrial equipment and the like, in particular, an external sensor having an analog output.
従来、産業用システムにおいて、モータ制御装置やI/Oユニットなどの各種スレーブと上位マスタとなるコントローラ間の接続方法が、パルス列指令やパラレル信号から、通信指令(ネットワーク)に変化しつつある。 Conventionally, in an industrial system, a connection method between various slaves such as a motor control device and an I / O unit and a controller serving as a host master is changing from a pulse train command or a parallel signal to a communication command (network).
ネットワークの採用によって複数のスレーブとの配線が省配線となり、また、単なる信号だけではなく、さまざまな情報のやり取りにも、この通信が利用されている。 By adopting a network, wiring with a plurality of slaves is reduced, and this communication is used not only for signals but also for exchanging various information.
通信の採用により、複数のスレーブを接続した場合でも省配線化が実現可能となり、スレーブ自体の小型化が進んでいる。また、産業用システムの機能向上のためには、各種センサが必要であり、上位マスタとなるコントローラには、さまざまなセンサが接続されている。 By adopting communication, even when multiple slaves are connected, it is possible to reduce wiring, and miniaturization of the slaves is progressing. In addition, various sensors are required to improve the functions of the industrial system, and various sensors are connected to the controller serving as the upper master.
フルクローズ用のエンコーダと速度制御に使用するエンコーダを、1つの通信を介したネットワークで組み1つに入力して、トルクより位置を補正して正確な位置を得るため、フルクローズ用のエンコーダと速度制御に使用するエンコーダを、1つのネットワークで組みフルクローズ用の位置とモータの位置を同期してモニタして、トルクより速度、位置を推定して位置を補正するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
解決しようとする問題点は、上位マスタにスレーブとして接続されたサーボアンプとは別に、アナログ出力の外部センサがサーボシステムに必要な場合に、省配線が困難な点である。 The problem to be solved is that it is difficult to save wiring when an analog output external sensor is required for the servo system, in addition to the servo amplifier connected to the upper master as a slave.
特許文献1の技術を用いると、1つのネットワークにデジタル化された信号である、フルクローズ用のエンコーダと速度制御に使用するエンコーダを省配線化することができるが、アナログ出力のセンサは信号がデジタル化されていないため、このネットワークに接続することができず、問題があった。
When the technology of
サーボモータとサーボアンプ間の配線は、シリアル通信によって省配線を実現しているものの、それ以外のアナログ信号を接続するためには、上位マスタのアナログ入力回路に別途アナログセンサを接続する必要がある。その場合、アナログ信号の配線が、センサ位置から上位マスタまで長距離になり、ノイズなどの影響を受け易く、信頼性の低い情報となるという問題があった。 Wiring between the servo motor and servo amplifier is reduced by serial communication, but to connect other analog signals, it is necessary to connect an analog sensor to the analog input circuit of the host master. . In that case, there is a problem that the wiring of the analog signal becomes a long distance from the sensor position to the upper master, is easily affected by noise, and the information becomes low reliability.
一方、ネットワークに接続されたサーボアンプにアナログセンサを用いてモータ制御する場合、サーボアンプに専用のアナログ入力回路を用意し、そのアナログ入力回路を用いてサーボモータの制御を行っているが、そのアナログ入力回路はモータ制御専用に用いられているものであり、そのほかの機能としては使用することができなかった。 On the other hand, when the motor is controlled using an analog sensor in the servo amplifier connected to the network, a dedicated analog input circuit is prepared for the servo amplifier and the servo motor is controlled using the analog input circuit. The analog input circuit is used exclusively for motor control and could not be used for other functions.
本発明は、上記課題を解決するものであり、ネットワーク化されたサーボシステムにお
いて、アナログ入力信号を多様な用途に扱うことのできる、使い勝手のよいサーボシステムを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an easy-to-use servo system capable of handling an analog input signal for various uses in a networked servo system.
上記の課題を解決するため請求項1に記載のサーボシステムは、上位マスタと複数のサーボアンプ間をネットワークで接続してモータ制御するサーボシステムにおいて、前記サーボアンプは、外部センサのアナログ信号を入力するアナログ入力回路と、前記アナログ入力回路の出力をサーボアンプ側に接続するか上位マスタ側に接続するかを切り換える切換手段を備え、前記切換手段によってアナログ入力回路の出力をサーボアンプ側に接続したとき、モータ制御に用い、上位マスタ側に接続したとき、アナログ信号をシステム全体の制御に用いる。
In order to solve the above-described problem, the servo system according to
また、請求項2に記載のサーボシステムは、前記アナログ入力回路の出力をサーボアンプのパラメータによって切り換える。
The servo system according to
また、請求項3に記載のサーボシステムは、前記サーボアンプは、前記アナログ入力回路の出力をデジタル信号に変換する変換回路を介して上位マスタに返信する。 According to a third aspect of the present invention, the servo amplifier returns a response to the upper master via a conversion circuit that converts the output of the analog input circuit into a digital signal.
さらに、請求項4に記載のサーボシステムは、前記外部センサで圧力を検知し、前記切換手段によってアナログ入力回路の出力をサーボアンプ側に接続して圧力制御を実行する。
Further, in the servo system according to
請求項1に記載のサーボシステムによれば、上位マスタに必要な専用のアナログ入力回路をサーボアンプに搭載することにより、サーボシステムの省配線が可能となる。また、ネットワーク化されたサーボアンプにアナログ信号を接続するため、実際の稼動部の近くに設置することができ、アナログ信号の安定化につながり、信頼性の高いサーボシステムとなる。 According to the servo system of the first aspect, the wiring of the servo system can be reduced by mounting the dedicated analog input circuit necessary for the upper master in the servo amplifier. Also, since the analog signal is connected to the networked servo amplifier, it can be installed near the actual operating part, leading to the stabilization of the analog signal and a highly reliable servo system.
また、請求項2に記載のサーボシステムによれば、モータ制御またはシステム全体の制御に必要なアナログ信号をアナログ入力回路に入力し、入力されたアナログ信号の使途をサーボアンプに搭載されたパラメータで設定することができるため、使いやすいサーボシステムとなる。 According to the servo system of the second aspect, an analog signal necessary for motor control or overall system control is input to the analog input circuit, and the use of the input analog signal is determined by a parameter mounted on the servo amplifier. Since it can be set, the servo system is easy to use.
また、請求項3に記載のサーボシステムによれば、サーボアンプに接続されたアナログ信号をデジタル化する変換回路を有しているため、取り込んだデータを容易にネットワークで上位マスタに返信することのできる、使いやすいサーボシステムとなる。 In addition, according to the servo system of the third aspect, since the conversion circuit that digitizes the analog signal connected to the servo amplifier is provided, the captured data can be easily returned to the upper master via the network. It becomes an easy-to-use servo system.
さらに、請求項4に記載のサーボシステムによれば、サーボアンプに接続された圧力センサ信号を用いて、モータに接続された負荷の圧力制御を実行することができる、使い勝手のよいサーボシステムとなる。 Furthermore, according to the servo system of the fourth aspect, it is an easy-to-use servo system that can execute the pressure control of the load connected to the motor by using the pressure sensor signal connected to the servo amplifier. .
上位マスタとサーボアンプ間をネットワークで接続してモータ制御するサーボシステムにおいて、前記サーボアンプは、外部センサのアナログ信号を入力するアナログ入力回路と、前記アナログ入力回路の出力をサーボアンプ側に接続するか上位マスタ側に接続するかを切り換える切換手段を備え、前記アナログ入力回路の出力をサーボアンプのパラメータによってサーボアンプ側に接続したとき、モータ制御に用い、上位マスタ側に接続したとき、アナログ信号をシステム全体の制御に用いることで、システムの省配線化、高信頼性化を実現することができる。以下、具体的な実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
図1において、上位マスタ1には、スレーブとなるサーボアンプ2,3,4が通信によるリング接続され、前段の通信出力が後段の通信入力に順次接続され、通信の終端は、上位マスタ1の通信入力部に接続されている。
In a servo system that controls a motor by connecting a host master and a servo amplifier via a network, the servo amplifier connects an analog input circuit for inputting an analog signal of an external sensor and an output of the analog input circuit to the servo amplifier side. Switching means for switching between connecting to the higher master side and using the analog input circuit output to the servo amplifier side according to the parameters of the servo amplifier, used for motor control, and when connected to the higher master side, an analog signal Can be used for the control of the entire system, so that the wiring of the system can be reduced and the reliability can be improved. Hereinafter, specific embodiments will be described.
(Embodiment 1)
In FIG. 1,
サーボアンプ2,3,4には、それぞれ駆動するサーボモータ5,6,7が接続され、サーボモータ5,6,7には、それぞれモータ位置を検出するためのロータリーエンコーダが搭載されている。ロータリーエンコーダの位置情報は、マイクロプロセッサ2e,3e,4eにて読み取られ、通信によって、上位マスタ1に返信されている。
なお、図1において、テーブル(図示せず)上のワーク10をサーボモータ7のみでX軸方向に駆動するように図示しているが、サーボモータ5はワーク10をY軸方向に、サーボモータ6は他の負荷をZ軸方向に、それぞれ駆動するように連結されている。
In FIG. 1, the workpiece 10 on the table (not shown) is illustrated as being driven in the X-axis direction only by the
そして、アナログ出力の外部センサとして、温度センサ8がサーボアンプ2に接続され、圧力センサとしてのロードセル9がサーボアンプ3に接続されている。
A
サーボアンプ2,3,4の内部構成は同じであり、サーボアンプ2について説明する。サーボアンプ2の内部には、アナログセンサの出力信号を入力するアナログ入力回路2aと、アナログ信号をデジタル信号へ変換する変換回路2bと、アナログ信号の使途を設定する切換手段2cと、デジタル信号をネットワーク化するシリアル通信回路2dと、ソフトウェアを処理するマイクロプロセッサ2eが搭載されている。
The
ここで、実施の形態1のサーボシステムについて説明する。サーボアンプ2には、サーボシステム全体の温度管理をするため、温度センサ8が接続されており、周囲の温度情報をサーボアンプ2に読み込んでいる。サーボアンプ3には、圧力センサであるロードセル9が接続され、圧力情報を用いてサーボモータ6を駆動して圧力制御を実行する。サーボアンプ4には、外部センサは接続されていないが、ワーク10をX軸方向に駆動する。
Here, the servo system of the first embodiment will be described. A
サーボアンプ2とサーボアンプ3では、入力されたアナログ信号の使途が異なる。このため、アナログ入力回路2aに入力されたアナログ信号をサーボアンプ2側に接続するか、上位マスタ1側に接続するかをサーボアンプ2の切換手段2cである切換信号で設定する。同様に、サーボアンプ3も切換手段3cである切換信号で設定する。
The
サーボアンプ2は、アナログ入力回路2aに入力された温度情報をシステム全体の温度管理に用いる。このため、切換信号であるパラメータによって上位マスタ1に出力できるように変換回路2bに接続する。変換回路2bでは、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル化された信号をマイクロプロセッサ2eが取り込んで、シリアル通信回路2dから通信を介して上位マスタ1に応答する。
The
上位マスタ1は、デジタル化された温度情報を用いて温度が一定以上になると、サーボアンプ2でサーボモータ5を駆動してワーク10を移動させる。
When the temperature becomes higher than a certain level using the digitized temperature information, the
サーボアンプ3は、ロードセル9のアナログ信号をモータ制御に使用するため、パラメータを用いてサーボアンプ3側に出力する。このため、変換回路3bは使用しない。ロードセル9のアナログ信号を用いることで、サーボモータ6による圧力制御が実現できる。
The
なお、実施の形態1では、リング形式による接続例を示したが、バス形式の接続であっても、通信を用いて上位マスタとサーボアンプを接続すれば、同様の効果を得ることができる。また、切換手段としてパラメータの例を示したが、ネットワークによる通信命令に
よる切換信号や、サーボアンプの接続されたデジタル入力信号による切換信号に置き換えてもよく、同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, an example of connection in the ring format is shown. However, even in the bus format, the same effect can be obtained by connecting the upper master and the servo amplifier using communication. Although an example of parameters is shown as the switching means, it may be replaced with a switching signal by a network communication command or a switching signal by a digital input signal connected to a servo amplifier, and the same effect can be obtained.
さらに、温度センサによる温度管理とロードセルによる圧力制御の一例を示したが、アナログ出力のギャップセンサを用いてモータと対象物間の隙間を制御するようにしてもよく、実施の形態1で説明した構成に限定するものではない。 Furthermore, although an example of temperature management by the temperature sensor and pressure control by the load cell has been shown, the gap between the motor and the object may be controlled using an analog output gap sensor, which has been described in the first embodiment. The configuration is not limited.
本発明のサーボシステムは、アナログ出力の外部センサを用いるシステムの省配線に有用である。 The servo system of the present invention is useful for wiring saving in a system using an external sensor of analog output.
1 上位マスタ
2,3,4 サーボアンプ
2a,3a,4a アナログ入力回路
2b,3b,4b 変換回路
2c,3c,4c 切換手段(切換信号)
2d,3d,4d シリアル通信回路
2e,3e,4e マイクロプロセッサ
5,6,7 サーボモータ
8 温度センサ
9 ロードセル
10 ワーク
1
2d, 3d, 4d
Claims (4)
前記サーボアンプは、外部センサのアナログ信号を入力するアナログ入力回路と、前記アナログ入力回路の出力をサーボアンプ側に接続するか上位マスタ側に接続するかを切り換える切換手段を備え、
前記切換手段によってアナログ入力回路の出力をサーボアンプ側に接続したとき、モータ制御に用い、上位マスタ側に接続したとき、アナログ信号をシステム全体の制御に用いることを特徴とするサーボシステム。 In a servo system that controls a motor by connecting a host master and multiple servo amplifiers via a network,
The servo amplifier includes an analog input circuit for inputting an analog signal of an external sensor, and switching means for switching whether the output of the analog input circuit is connected to the servo amplifier side or the upper master side,
A servo system characterized in that when the output of the analog input circuit is connected to the servo amplifier side by the switching means, it is used for motor control, and when connected to the upper master side, an analog signal is used for overall system control.
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