JP2012090385A - モータ制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】１つの外部位置検出器からの位置情報により、複数のモータ動作を制御可能とするモータ制御システムを提供する。
【解決手段】モータ駆動装置Ａ１２ａは、外部位置検出器１９ａから位置情報を取り込む外部位置検出器接続手段１６ａと、取り込んだ位置情報を他のモータ駆動装置１２に送信し、位置指令を前期上位制御装置１１から受信するシリアル通信手段１３ａと、前記位置指令と前記位置情報との差が無くなるようにモータ動作を制御するモータ制御手段１８ａを備え、モータ駆動装置Ｂ１２ｂは、前記モータ駆動装置Ａ１２ａから送信された位置情報を受信し、さらに位置指令を前期上位制御装置１１から受信するシリアル通信手段１３ｂと、前記位置指令と前記位置情報との差が無くなるようにモータ動作を制御するモータ制御手段１８ｂを備え、１つの外部位置検出器からの位置情報により、複数のモータ動作を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業機械装置などに使用される、上位制御装置と複数のモータ駆動装置間をシリアル通信で接続し、複数のモータ動作をフルクローズ制御するモータ制御システムに関する。

従来、産業機械装置などにおいて、２軸のモータが同期して１つのワーク（テーブルなど）を動作させ、ワークの位置情報をモータ駆動装置にフィードバックさせて制御するフルクローズ制御の場合、外部位置検出器をそれぞれのモータ駆動装置に接続し制御していた（例えば、特許文献１参照）。

また、１つの外部位置検出器を上位制御装置に接続し、複数のモータ駆動装置にシリアル通信データにて同じ位置情報を送信する制御方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３１０２６１号公報 特開２００７−１１４９３３号公報

解決しようとする問題点は、前者の場合（２軸のモータ駆動装置にそれぞれ外部位置検出器を接続する場合）、外部位置検出器が２個必要となることであり、産業機械装置のコストアップ、サイズアップなどの課題があった。

また、後者の場合（上位制御装置に１つの外部位置検出器を接続する場合）、モータ駆動装置側ではなく、上位制御装置側に外部位置検出器接続手段を設ける必要があり、上位制御装置の複雑化、コストアップ、サイズアップなどの課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、１つの外部位置検出器をモータ駆動装置に接続することで、上位装置の改造を不要とし、かつ２つのモータをフルクローズ制御することを可能とするモータ制御システム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請求項１に記載のモータ制御システムは、上位制御装置と複数のモータ駆動装置をシリアル通信手段で接続したモータ制御システムにおいて、モータ駆動装置は、外部位置検出器を接続して外部位置検出器から位置情報を取り込む外部位置検出器接続手段と、前記外部位置検出器接続手段で取り込んだ位置情報を他のモータ駆動装置にシリアル通信データとして送信し、さらに動作指令である位置指令を前期上位制御装置からシリアル通信データとして受信するシリアル通信手段と、前記位置指令と前記位置情報との差が無くなるようにモータ動作を制御するモータ制御手段とを備え、他のモータ駆動装置は、前記モータ駆動装置からシリアル通信データとして送信された位置情報を受信し、さらに動作指令である位置指令を前期上位制御装置からシリアル通信データとして受信するシリアル通信手段と、前記位置指令と前記位置情報との差が無くなるようにモータ動作を制御するモータ制御手段とを備え、１つの外部位置検出器からの位置情報により、複数のモータ動作を制御することができる。

また、請求項２に記載のモータ制御システムは、モータ駆動装置において、外部位置検出器接続手段にて取り込んだ過去複数回分の位置情報を保存する位置情報保存手段を備え、前記モータ駆動装置は他のモータ駆動装置のモータ制御手段に位置情報が取り込まれるまでの遅延を考慮し、前記モータ駆動装置と他のモータ駆動装置が同一タイミングで同じ位置情報となるように、位置情報保存手段より位置情報を取り出し、モータ制御手段に入力し、複数のモータ動作を制御することができる。

また、請求項３に記載のモータ制御システムは、モータ駆動装置において、外部位置検出器接続手段から位置情報を取り込まず、他のモータ駆動装置からシリアル通信データとして位置情報を受信するように切り替える位置情報切り替え手段を備え、複数のモータ駆動装置を同一のハードウェアとすることができる。

請求項１に記載のモータ制御システムによれば、１つの外部位置検出器からの位置情報により、複数のモータ動作を制御可能とし、産業機械装置全体のコストアップ、サイズアップを抑え、かつ上位制御装置の複雑化を防ぐことができる。

請求項２に記載のモータ制御システムによれば、複数軸間の伝達遅延による位置情報の差を無くすことを可能とし、ワークのねじれを防ぐことができる。

請求項３に記載のモータ制御システムによれば、モータ駆動装置Ａとモータ駆動装置Ｂを同一のハードウェアとすることを可能とし、モータ駆動装置の機種数を抑え、在庫管理などを容易とすることができる。

本発明の実施例１におけるモータ制御システムのブロック図 本発明の実施例２におけるモータ制御システムのブロック図 本発明の実施例２における位置情報伝達タイミング改善前の説明図 本発明の実施例２における位置情報伝達タイミング改善後の説明図 本発明の実施例３におけるモータ制御システムのブロック図

（実施例１）
実施例１は本発明の基本構成を示す一例であり、図１を用いて説明する。

上位制御装置１１、モータ駆動装置Ａ１２ａとモータ駆動装置Ｂ１２ｂが通信ケーブル１により接続している。また、モータ駆動装置Ａ１２ａとモータ駆動装置Ｂ１２ｂはそれぞれ位置検出器付きモータ１０ａ、１０ｂに接続している。位置検出器付きモータ１０ａ、１０ｂはボールねじに取り付けられ、ワーク１７を直線運動させる構成としている。

ワーク１７の位置を外部位置検出器１９ａにより検出し、検出した位置情報はモータ駆動装置Ａ１２ａの外部位置検出器接続手段１６ａにより取り込み、さらに位置情報はモータ制御手段１８ａ内の位置制御器とシリアル通信手段１３ａに入力される。

シリアル通信手段１３ａは取り込んだ位置情報をシリアル通信データとして通信ケーブル１を通じて、モータ駆動装置Ｂ１２ｂのシリアル通信手段１３ｂに送信する。さらにシリアル通信手段１３ｂは取り込んだ位置情報をモータ制御手段１８ｂに入力する。

上位制御装置１１は制御手段１４で動作指令である位置指令を生成しシリアル通信手段
１３ｃに入力する。シリアル通信手段１３ｃは位置指令をシリアル通信データとして通信ケーブル１を通じて、モータ駆動装置Ａ１２ａのシリアル通信手段１３ａを通じてモータ制御手段１８ａと、モータ駆動装置Ｂ１２ｂのシリアル通信手段１３ｂを通じてモータ制御手段１８ｂに送信する。

それぞれのモータ制御手段１８ａ、１８ｂは入力された位置指令とワークの位置情報を比較し、ワークの位置が位置指令に追従するように、モータをフルクローズ制御する。

この構成とすることで、モータ駆動装置Ｂ１２ｂには外部位置検出器１９ａを直接接続する必要がなくなり、１つの外部位置検出器からの位置情報により、複数のモータ動作を制御可能とし、産業機械装置全体のコストアップ、サイズアップを抑え、かつ上位制御装置の複雑化を防ぐことができる。

なお、本実施例では、モータ駆動装置が２つの場合を説明したが、モータ駆動装置が３つ以上の場合でも同様に実施可能であり、同様の作用、効果が期待できるものである。

（実施例２）
実施例２は本発明の応用構成であり、図２に示すように、モータ駆動装置Ａ１２ａには外部位置検出器接続手段にて取り込んだ過去複数回分の位置情報を保存する位置情報保存手段２０ａを設けている。

図３に、実施例１の構成の場合の外部位置検出器１９ａで検出した位置情報が、モータ制御手段１８ａ、１８ｂそれぞれに入力されるまでのタイミングを示し、各伝達経路における遅延を周期Ｔで現している。外部位置検出器接続手段１６ａで検出した位置情報が、モータ制御手段１８ａに入力されるタイミングから、３Ｔ後（３周期後）にモータ制御手段１８ｂに入力されることになる。

本来ならばワーク１７はモータ駆動装置Ａ１２ａとモータ駆動装置Ｂ１２ｂのどちらから見ても同じ位置にあるものであり、高速にワーク１７を動作していた場合は、この遅れ３Ｔによる検出位置の差が大きくなり、結果、ワーク１７にねじれが生じる場合がある。

この課題を解決するために、位置情報保存手段２０ａを設ける。図４に、実施例２の構成の場合の位置情報の伝達タイミングを示す。モータ制御手段１８ａは３Ｔ前の位置情報を位置情報保存手段２０ａから取り込むことにより、モータ制御手段１８ｂと同じタイミングで、同じ位置情報を取り込むことが可能となる。

この構成とすることで、軸間の伝達遅延による位置情報の差を無くすことを可能とし、ワーク１７のねじれを防ぐことができる。

なお、本実施例では、モータ駆動装置が２つの場合を説明したが、モータ駆動装置が３つ以上の場合でも同様に実施可能であり、同様の作用、効果が期待できるものである。

（実施例３）
実施例１、２の構成の場合、モータ駆動装置Ａ１２ａとモータ駆動装置Ｂ１２ｂの構成が異なるため、それぞれ別の機種を生産、在庫を持つ必要がある。

この課題を解決するために、モータ駆動装置Ａ１２ａ、モータ駆動装置Ｂ１２ｂに位置情報切り替え手段２１ａおよび２１ｂを設けている。

モータ駆動装置Ａ１２ａは位置情報保存手段２０ａより３Ｔ前の位置情報をモータ制御
手段１８ａに入力するように、位置情報切り替え手段２１ａを設定する。一方、モータ駆動装置Ｂ１２ｂはシリアル通信手段１３ｂより位置情報を取得するように、位置情報切り替え手段２１ｂを設定する。なお、位置情報切り替え手段２１ａおよび２１ｂの設定は、ハードウェアもしくはソフトウェアのスイッチで行う。

この構成とすることで、モータ駆動装置Ａ１２ａとモータ駆動装置Ｂ１２ｂを同一のハードウェアとすることを可能とし、モータ駆動装置の機種数を抑え、在庫管理などを容易にすることができる。

なお、本実施例では、モータ駆動装置が２つの場合を説明したが、モータ駆動装置が３つ以上の場合でも同様に実施可能であり、同様の作用、効果が期待できるものである。

本発明のモータ制御システムは、プリント基板部品実装機や液晶搬送装置などの産業機械装置で複数軸を同期させてワークを動作させるような装置に有用である。

１ 通信ケーブル
１０ 位置検出器付きモータ
１１ 上位制御装置
１２ モータ駆動装置
１３ シリアル通信手段
１４ 制御手段
１５ モータ接続手段
１６ 外部位置検出器接続手段
１７ ワーク
１８ モータ制御手段
１９ 外部位置検出器
２０ 位置情報保存手段
２１ 位置情報切り替え手段

Claims (3)

1. 上位制御装置と複数のモータ駆動装置をシリアル通信手段で接続したモータ制御システムにおいて、
   モータ駆動装置は、外部位置検出器を接続して外部位置検出器から位置情報を取り込む外部位置検出器接続手段と、
   前記外部位置検出器接続手段で取り込んだ位置情報を他のモータ駆動装置にシリアル通信データとして送信し、さらに動作指令である位置指令を前期上位制御装置からシリアル通信データとして受信するシリアル通信手段と、
   前記位置指令と前記位置情報との差が無くなるようにモータ動作を制御するモータ制御手段とを備え、
   他のモータ駆動装置は、前記モータ駆動装置からシリアル通信データとして送信された位置情報を受信し、さらに動作指令である位置指令を前期上位制御装置からシリアル通信データとして受信するシリアル通信手段と、
   前記位置指令と前記位置情報との差が無くなるようにモータ動作を制御するモータ制御手段とを備え、
   １つの外部位置検出器からの位置情報により、複数のモータ動作を制御することを特徴とするモータ制御システム。
2. モータ駆動装置において、外部位置検出器接続手段にて取り込んだ過去複数回分の位置情報を保存する位置情報保存手段を備え、
   前記モータ駆動装置は他のモータ駆動装置のモータ制御手段に位置情報が取り込まれるまでの遅延を考慮し、前記モータ駆動装置と他のモータ駆動装置が同一タイミングで同じ位置情報となるように、位置情報保存手段より位置情報を取り出し、モータ制御手段に入力することで、複数軸間の伝達遅延による位置情報の差を無くすことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
3. モータ駆動装置において、外部位置検出器接続手段から位置情報を取り込まず、他のモータ駆動装置からシリアル通信データとして位置情報を受信するように切り替える位置情報切り替え手段を備え、複数のモータ駆動装置を同一のハードウェアとすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御システム。