JP2014219866A - サーボモータ制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】サーボ制御部に専用の補正データ用メモリを配置することなく、繰り返し制御用のメモリ容量の増大をはかるとともに、実装面積とコストの削減が可能なサーボモータ制御システムを提供する。
【解決手段】サーボ制御用の周辺制御LSI32は全ての補正データを保存するには不十分であるが、ある時点で必要な補正データを保存するためには十分な内蔵メモリ(メモリ34)を備えている。一方、数値制御装置10のメインメモリ(メモリ21)は、全ての補正データを保存するために十分な容量を持つ。そこで、補正データを数値制御装置10のメインメモリ(数値制御部11に備わったメモリ21)に保存しておき、そこから補間周期毎に補正のために必要最小限のデータをサーボ制御部12に備わった周辺制御LSI34に内蔵されるメモリ34に転送する。サーボ制御用のプロセッサ30は、メモリ34に転送されたデータを用いて繰り返し制御を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、サーボモータ制御システムに関する。
マシニングセンタ等の工作機械において、繰り返し指令に対して高速かつ高精度な追従性を実現する方法として、繰り返し制御がある。繰り返し制御では、繰り返し指令されるパターンにおける形状の位置に対応して補正データを記憶しておき、位置に対応して位置偏差を補正することにより、速度変動があっても位置偏差を小さくできる。この補正データが大きいほど長時間の繰り返し制御が可能であるが、従来は、制御を実行するサーボ制御プロセッサの周辺にメモリを実装して、これにあてていた。
数値制御装置では、特許文献1に図示されているように、数値制御部、サーボモータ制御部等の各機能ブロックがあり、相互にバス接続される構成になっている。図6はこのような数値制御装置の構成例である。数値制御装置10は、数値制御部11、モータ制御部12、アンプインタフェース部13を備えている。前述の各機能ブロック(数値制御部11、モータ制御部12)には、各々の制御における処理を実行するプロセッサ(20,30)、メモリ(メモリ21,メモリ31)、および機能ブロックを接続する内部バス14とプロセッサとの間のブリッジとなる周辺制御LSI(22,32)等が実装されている。また、アンプインタフェース部13は周辺制御LSI42を備えており、内部バス14を介して数値制御部11とモータ制御部12と接続されている。モータ駆動用アンプ18は、シリアルサーボバス19を介してアンプインタフェース部13と接続され、モータ制御部12からの指令に基づいてモータを駆動する。
また、特許文献2に示されているように、工作機械において、繰り返し指令に対して高速かつ高精度な追従性を実現する方法として、繰り返し制御がある。繰り返し制御では、補正データを保存するためのメモリが必要となる。従来このメモリとして、サーボ制御プロセッサの周辺に専用のメモリ(図6のメモリ31を参照)を実装していた。
特開平9−69004号公報 特許第4980453号公報
繰り返し制御では、繰り返しを実行する時間分の補正データを保持する必要があるため、メモリを大きくすることで、繰り返し制御を実行可能な時間を長くすることができるようになる。しかし、サーボ制御プロセッサの周辺に実装できるメモリにはコストやスペースの制約から限りがあり、このメモリ容量の少なさが繰り返しを実行できる時間の制約になっていた。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、サーボ制御部に専用の補正データ用メモリを配置することなく、繰り返し制御用のメモリ容量の増大をはかるとともに、実装面積とコストの削減が可能なサーボモータ制御システムを提供することである。
本願の請求項1に係る発明は、サーボモータを制御するための指令を作成し、サーボ制御プロセッサへ出力する数値制御プロセッサと、該出力された指令に基づいてサーボモータを制御するサーボ制御プロセッサを有するサーボモータ制御シスムテムにおいて、前記サーボ制御プロセッサが参照可能な第1のメモリと、前記数値制御プロセッサが参照可能な第2のメモリと、前記第2のメモリから前記第1のメモリにデータを転送するメモリ転送手段と、前記メモリ転送手段にメモリ転送のタイミングを通知するタイミング通知手段と、を有し、前記タイミング通知手段が前記メモリ転送手段にメモリ転送を指示すると、前記メモリ転送手段は前記第2のメモリから前記第1のメモリにデータの転送を行い、前記サーボ制御プロセッサが前記第2のメモリから前記第1のメモリに転送されたデータを使ってサーボモータを制御することを特徴とするサーボモータ制御システムである。
請求項2に係る発明は、サーボモータを制御するための指令を作成し、サーボ制御プロセッサへ出力する数値制御プロセッサと、該出力された指令に基づいてサーボモータを制御するサーボ制御プロセッサを有するサーボモータ制御シスムテムにおいて、前記サーボ制御プロセッサが参照可能な第1のメモリと、前記数値制御プロセッサが参照可能な第2のメモリと、前記第1のメモリと前記第2のメモリとの間でデータを転送するメモリ転送手段と、前記メモリ転送手段にメモリ転送のタイミングを通知するタイミング通知手段と、を有し、前記タイミング通知手段が前記メモリ転送手段にメモリ転送を指示すると、前記メモリ転送手段は前記第1のメモリと前記第2のメモリの間でデータの転送を行い、前記サーボ制御プロセッサが前記第2のメモリから前記第1のメモリに転送されたデータを使ってサーボモータを制御することを特徴とするサーボモータ制御システムである。
請求項3に係る発明は、前記サーボ制御プロセッサは前記第1のメモリにデータの読み込みおよび書き込みを行い、前記メモリ転送手段は前記第1のメモリに前記サーボ制御プロセッサが書き込んだデータを前記第2のメモリに転送することを特徴とする請求項2に記載のサーボモータ制御システムである。
請求項4に係る発明は、前記サーボ制御プロセッサが繰り返し制御を実行し、前記第1のメモリに繰り返し制御のための補正データが保存されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載のサーボモータ制御システムである。
本発明により、サーボ制御部に専用の補正データ用メモリを配置することなく、繰り返し制御用のメモリ容量を増大でき、実装面積とコストの削減が可能なサーボモータ制御システムを提供できる。
本発明に係るサーボ制御システムを説明する概略ブロック図である。 数値制御部のメモリからサーボ制御部のメモリに補正データの転送を行うメモリ転送を説明するブロック図である。 数値制御部のメモリからサーボ制御部のメモリに補正データを転送するメモリ転送のタイミングを説明する図である。 数値制御部のメモリとサーボ制御部のメモリの間で補正データの転送を行うメモリ転送のタイミングを説明する図である。 数値制御部のメモリとサーボ制御部のメモリの間で補正データの転送を行うメモリ転送のタイミングを説明する図である。 従来のサーボ制御システムを説明する図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同様または類似する構成は同じ符号を用いて説明する。
本発明は、補正データを数値制御装置の比較的大規模なメインメモリに保存しておき、そこから補間周期毎に必要最小限のデータをサーボ制御プロセッサの周辺メモリにロードして繰り返し制御を実行し、逆に、補間周期毎に必要最小限の修正された補正データをメインメモリにストアする。
ある時点で繰り返し制御を行うためには、全ての補正データは必要せず、その時点での周辺の補正データがあればよい。サーボ制御用周辺制御LSIには全ての補正データを保存するには不十分だが、ある時点で必要な補正データを保存するためには十分な内蔵メモリを持っている。一方、数値制御装置のメインメモリは全ての補正データを保存するために十分な容量である。そこで、補正データを数値制御装置のメインメモリに保存しておき、そこから補間周期毎に必要最小限のデータをサーボ制御プロセッサの内蔵メモリにロードし、逆に、補間周期毎に必要最小限の修正された補正データをメインメモリにストアすることで、繰り返し制御の実行が可能となる。
図1は、本発明に係るサーボ制御システムを説明する概略ブロック図である。数値制御装置10は、数値制御部11、モータ制御部12、アンプインタフェース部13を備えている。前述の各機能ブロック(数値制御部11、モータ制御部12)には、各々の制御における処理を実行するプロセッサ(数値制御用のプロセッサ20,モータ制御用のプロセッサ30)、メモリ(大容量のメモリ21,周辺制御LSIに内蔵されたメモリ34)、および機能ブロックを接続する内部バス14とプロセッサとの間のブリッジとなる周辺制御LSI(22,32)等が実装されている。
また、アンプインタフェース部13は周辺制御LSI42を備えており、内部バス14を介して数値制御部11とモータ制御部12と接続されている。モータ駆動用アンプ18は、シリアルサーボバス19を介してアンプインタフェース部13と接続され、モータ制御部12からの指令に基づいてモータを駆動する。
上述したサーボモータ制御システムにおいて、ある時点で繰り返し制御を行うためには、全ての補正データは必要せず、その時点での周辺の補正データがあればよい。そこで、図1に示される数値制御装置10では、サーボ制御用の周辺制御LSI32は全ての補正データを保存するには不十分であるが、ある時点で必要な補正データを保存するためには十分な内蔵メモリ(メモリ34)を備えている。一方、数値制御装置10のメインメモリ(メモリ21)は、全ての補正データを保存するために十分な容量を持つ。
そこで、補正データを数値制御装置10のメインメモリ(数値制御部11に備わったメモリ21)に保存しておき、そこから補間周期毎に補正のために必要最小限のデータをサーボ制御部12に備わった周辺制御LSI32に内蔵されるメモリ34に転送する。
図2は数値制御部11のメモリ21からサーボ制御部12のメモリ34に補正データの転送を行うメモリ転送を説明するブロック図である。メインメモリ(メモリ21)から内蔵メモリ(メモリ34)への補正データのメモリ転送のタイミングは、タイミング通知手段50(具体的にはプロセッサ30)が生成する。タイミング通知手段50は、内部のカウンタ(図示せず)により、一定の周期(例えば、補間周期)のタイミングで転送信号を作成し、それをメモリ転送手段51(具体的には周辺制御LSI32)に通知する。
メモリ転送手段51はタイミング通知手段50から転送信号を受信すると、メモリ21からメモリ34へデータの転送を実行する。その際に、メモリ転送手段51は、メインメモリ(メモリ21)内の補正データのセグメントを1つずつずらす。Nまでずらし終わると、通常は1に戻り、以後、加工が続く限りこれを繰り返す。モータ制御部12のサーボ制御プロセッサ(プロセッサ30)は、この内蔵メモリ(メモリ34)のデータをリードしながら繰り返し制御を行う。
図3は数値制御部のメモリからサーボ制御部のメモリに補正データを転送するメモリ転送のタイミングを説明する図である。メインメモリ(メモリ21)内の補正データ領域は、図3に示されるようにN個のセグメントに分かれており、各々に、補正データが格納されている。
図4は数値制御部のメモリとサーボ制御部のメモリの間で補正データの転送を行うメモリ転送のタイミングを説明する図である。
図5は数値制御部のメモリとサーボ制御部のメモリの間で補正データの転送を行うメモリ転送のタイミングを説明する図である。メインメモリ(メモリ21)内の補正データ領域は、図5に示されるようにN個のセグメントに分かれており、各々に、補正データが格納されている。
サーボ制御プロセッサが繰り返し制御を実行している最中に補正データを修正する必要が生じたら、内蔵メモリ(メモリ34)にある補正データを修正すればよく、メモリ転送手段51がそれをメモリ(メモリ21)に格納する。このため、以後の繰り返しのサイクルでは、修正された補正データを利用することができる。
上述したように、数値制御部11のメモリ21からモータ制御部12の周辺制御LSI32の内蔵メモリ(メモリ34)に適宜必要な補正データを転送することで、繰り返し制御の実行が可能となり、専用の補正データ用メモリ31(図6参照)を削除でき、実装面積とコストの削減が可能となる。また、大容量のメモリ(メモリ21)を利用可能となるので、繰り返しを行うことのできる時間を長くすることができるようになる。
10 数値制御装置
11 数値制御部
12 モータ制御部
13 アンプインタフェース部
14 内部バス

20 プロセッサ
21 メモリ
22 周辺制御LSI
23 バス

30 プロセッサ
31 メモリ
32 周辺制御LSI
34 メモリ

50 タイミング通知手段
51 メモリ転送手段

Claims (4)

  1. サーボモータを制御するための指令を作成し、サーボ制御プロセッサへ出力する数値制御プロセッサと、該出力された指令に基づいてサーボモータを制御するサーボ制御プロセッサを有するサーボモータ制御シスムテムにおいて、
    前記サーボ制御プロセッサが参照可能な第1のメモリと、
    前記数値制御プロセッサが参照可能な第2のメモリと、
    前記第2のメモリから前記第1のメモリにデータを転送するメモリ転送手段と、
    前記メモリ転送手段にメモリ転送のタイミングを通知するタイミング通知手段と、
    を有し、
    前記タイミング通知手段が前記メモリ転送手段にメモリ転送を指示すると、前記メモリ転送手段は前記第2のメモリから前記第1のメモリにデータの転送を行い、前記サーボ制御プロセッサが前記第2のメモリから前記第1のメモリに転送されたデータを使ってサーボモータを制御することを特徴とするサーボモータ制御システム。
  2. サーボモータを制御するための指令を作成し、サーボ制御プロセッサへ出力する数値制御プロセッサと、該出力された指令に基づいてサーボモータを制御するサーボ制御プロセッサを有するサーボモータ制御シスムテムにおいて、
    前記サーボ制御プロセッサが参照可能な第1のメモリと、
    前記数値制御プロセッサが参照可能な第2のメモリと、
    前記第1のメモリと前記第2のメモリとの間でデータを転送するメモリ転送手段と、
    前記メモリ転送手段にメモリ転送のタイミングを通知するタイミング通知手段と、
    を有し、
    前記タイミング通知手段が前記メモリ転送手段にメモリ転送を指示すると、前記メモリ転送手段は前記第1のメモリと前記第2のメモリの間でデータの転送を行い、前記サーボ制御プロセッサが前記第2のメモリから前記第1のメモリに転送されたデータを使ってサーボモータを制御することを特徴とするサーボモータ制御システム。
  3. 前記サーボ制御プロセッサは前記第1のメモリにデータの読み込みおよび書き込みを行い、前記メモリ転送手段は前記第1のメモリに前記サーボ制御プロセッサが書き込んだデータを前記第2のメモリに転送することを特徴とする請求項2に記載のサーボモータ制御システム。
  4. 前記サーボ制御プロセッサが繰り返し制御を実行し、前記第1のメモリに繰り返し制御のための補正データが保存されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載のサーボモータ制御システム。
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