JP2015200914A - 機器制御装置、プログラム作成装置、プログラム作成・実行システム、機器制御システム、プログラム作成方法、機器制御プログラム、プログラム記録媒体、プログラム格納装置および機器制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内部にプログラムを保存・実行可能な自立型のモーションコントローラまたはモータ制御装置において、ユーザープログラム内でユーザーが自由にモーションコントロールプログラムを作成可能な機器制御装置を提供する。【解決手段】機器制御装置１０は、モーション制御部２およびモーション指令出力部３が実装され、かつ制御対象機器２０に対してモーション制御を実行するための機器制御プログラム５を保存可能であり、機器制御プログラム５は外部のプログラム作成装置４０により作成されて転送・保存されたものであり、モーション制御部２とモーション指令出力部３はこれらにおける機能実行のアルゴリズムがプログラム作成装置４０において利用可能に形成、つまり公開されている構成である。【選択図】図１

Description

本発明は機器制御装置、プログラム作成装置、プログラム作成・実行システム、機器制御システム、プログラム作成方法、機器制御プログラム、プログラム記録媒体、プログラム格納装置および機器制御方法に係り、特に、内部にプログラムを保存・実行可能な自立型のモーションコントローラまたはモータ制御装置において、ユーザープログラム内でユーザーが自由にモーションコントロールプログラムを作成することのできる、機器制御装置、プログラム作成装置、機器制御プログラム等に関するものである。

従来の自立型モータ制御装置では、ユーザープログラミングでモータ制御プログラムを作成しているが、モータ制御のアルゴリズムはモータ制御装置内部で自動的に計算されている。したがって、ユーザーが独自のモータ制御プログラムを作成しようとする場合は、汎用的なＰＣをリアルタイムＯＳ化するか、専用基板を新たに作成することによってシステムが構築されている。

モーション制御プログラムに関しては従来、複数の技術的提案がなされている。たとえば後掲特許文献１には、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）のプログラミング装置として、命令ステップでプログラムが実行されるモーション言語を表示・編集する手段と、そこから送られた入出力データを解釈しモーション言語からラダーダイアグラムなどの定周期にプログラムが実行される言語への変換、プログラム転送、ＰＬＣとユーザメモリの読み出し・書き込みをする制御を行う変換機能手段と、編集したプログラムを記憶し変換されたプログラムを記憶する記憶領域を有するプログラムデータ格納機能手段とからなる構成が開示されている。

また後掲特許文献２には、制御動作のスケジュールの自由度が高いＰＬＣ用のシステムプログラムとして、制御プログラムの実行を制御するためのプロシージャと出力データの出力および入力データの入力を制御するためのプロシージャとが少なくとも収録されているプロシージャのライブラリを含み、これに収録されているプロシージャの実行順序の指定を含むスケジュール構築データが記憶手段に格納されているときに、マイクロプロセッサに対して、スケジュール構築データに含まれているプロシージャの実行順序の指定に従ってライブラリに収録されているプロシージャを実行させる構成が開示されている。

特開２００２−７３１２０号公報「プログラマブルコントローラのプログラミング装置とその方法」 特開２０１３−２５３５３号公報「ＰＬＣのＣＰＵユニット、ＰＬＣ用のシステムプログラム、ＰＬＣ用のシステムプログラムを格納した記録媒体、ＰＬＣシステム、ＰＬＣサポート装置、ＰＬＣサポートプログラム、および、ＰＬＣサポートプログラムを格納した記録媒体」（特許第５０９９２５１号）

さて上述したとおり、従来の自立型モータ制御装置では、ユーザープログラミングによるモータ制御プログラム作成において、モータ制御のアルゴリズムはモータ制御装置内部で自動的に計算されるため、ユーザーが独自のモータ制御プログラムを作成しようとする場合は、汎用的なＰＣをリアルタイムＯＳ化するか、専用基板を新たに作成することによってシステムを構築するしかなかった。

図３は、従来の機器制御装置（モータ制御装置）の構成を示すブロック図である。図示するように従来のモータ制御装置５１０では、モーション制御機能５２とモーション指令出力部５３は、モータ制御装置５１０内部に組み込まれており、ユーザープログラム作成装置５４０にて作成され転送・保存されたユーザープログラム５５から操作することはできない。

つまり、モータ制御装置５１０内部においてモータ制御のアルゴリズムが自動的に計算されてしまう。そのため、ユーザー自身のプログラム作成によって、サーボモータドライバ等制御対象とする装置５２１等における細かな機能や高度な機能を、自身において自由にプログラムすることが、容易にはできなかった。これを実現するためには、上述のとおり、リアルタイムＯＳ化や専用基板の新規作成をせざるを得ず、これには多額の費用が必要だった。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、 内部にプログラムを保存・実行可能な自立型のモーションコントローラまたはモータ制御装置において、多額の費用を要することなく、ユーザーがユーザープログラム内で自由にモーションコントロールプログラムを作成することを可能とする、機器制御装置、プログラム作成装置等を提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、ユーザープログラムの言語としてＣ言語、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｊａｖａ（登録商標）等の高級言語を用い、ユーザープログラム装置に対してタイマ割り込み機能とモーション指令出力部を公開する構成をとることによって、ユーザーが自由にモータ制御プログラムを作成できる機能が提供できることに想到し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

〔１〕 モーション制御部およびモーション指令出力部が実装され、かつ制御対象機器に対してモーション制御を実行するための機器制御プログラムを保存可能な機器制御装置であって、該機器制御プログラムは外部のプログラム作成装置により作成され転送されたものであり、該モーション制御部およびモーション指令出力部はこれらにおける機能実行のアルゴリズムが該プログラム作成装置において利用可能に形成されている、すなわち公開されていることを特徴とする、機器制御装置。
〔２〕 前記外部のプログラム作成装置には、前記モーション指令出力部におけるモーション指令出力を所望の固定周期にてなさしめるための、本機器制御装置に対するタイマ割り込み手段が設けられていることを特徴とする、〔１〕に記載の機器制御装置。

〔３〕 前記外部のプログラム作成装置では、プログラミング言語として高級言語が用いられることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載の機器制御装置。
〔４〕 前記高級言語は、Ｃ言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ，Ｊａｖａ（登録商標）またはＣ＃のいずれかであることを特徴とする、請求項３に記載の機器制御装置。
〔５〕 〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載の機器制御装置に対して使用可能なプログラム作成装置であって、該機器制御装置に対するタイマ割り込み手段が設けられており、またプログラミング言語として高級言語が用いられることを特徴とする、プログラム作成装置。

〔６〕 〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載の機器制御装置および請求項５に記載のプログラム作成装置とからなることを特徴とする、プログラム作成・実行システム。
〔７〕 〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載の機器制御装置、および制御対象機器とからなることを特徴とする、モータ制御システム。
〔８〕 〔５〕に記載のプログラム作成装置を用いて、前記モーション制御部およびモーション指令出力部における機能実行のアルゴリズムを作成することを特徴とする、プログラム作成方法。

〔９〕 モーション制御部およびモーション指令出力部が実装された機器制御装置に保存されて同装置に制御対象機器に対するモーション制御を実行させるための機器制御プログラムであって、該機器制御プログラムには該モーション制御部およびモーション指令出力部における機能実行のアルゴリズムが含まれており、該機器制御装置の外部で作成されることを特徴とする、機器制御プログラム。
〔１０〕 〔９〕に記載の機器制御プログラムが記録された、プログラム記録媒体。
〔１１〕 〔９〕に記載の機器制御プログラムが格納された、プログラム格納装置。
〔１２〕 〔９〕に記載の機器制御プログラムおよび前記機器制御装置により、制御対象機器に対するモーション制御を実行することを特徴とする、機器制御方法。

本発明の機器制御装置、プログラム作成装置、プログラム作成・実行システム、機器制御システム、プログラム作成方法、機器制御プログラム、プログラム記録媒体、プログラム格納装置および機器制御方法は上述のように構成されるため、これによれば、内部にプログラムを保存・実行可能な自立型のモーションコントローラまたはモータ制御装置において、多額の費用を要することなく、ユーザーがユーザープログラム内で自由にモーションコントロールプログラムを作成することができる。

つまり本発明によれば、ユーザーが独自にモータ制御プログラム（アルゴリズム）を開発し、独自のモータ等制御システムを構築することが、メーカ固有の制御に依存することなく、容易に、かつ低費用にて実現可能となる。これによりユーザーは、モータ等対象機器の制御プログラムの作成に専念することが可能となる。

本発明の機器制御装置の基本構成を示すブロック図である。 本発明の機器制御装置としてモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。 従来の機器制御装置（モータ制御装置）の構成を示すブロック図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の機器制御装置の基本構成を示すブロック図である。図示するように本機器制御装置１０は、モーション制御部２およびモーション指令出力部３が実装され、かつ制御対象機器２０に対してモーション制御を実行するための機器制御プログラム５を保存可能な機器制御装置１０であり、機器制御プログラム５は外部のプログラム作成装置４０により作成され転送されて保存されたものであり、モーション制御部２およびモーション指令出力部３はこれらにおける機能実行のアルゴリズムがプログラム作成装置４０において利用可能に形成されている、すなわち公開されていることを、基本的な構成とする。なお、モーション制御に必要な通信機能や演算機能は、モータ制御装置１０に実装済みとする。

かかる構成により本機器制御装置１０では、モーション制御部２およびモーション指令出力部３における機能実行のアルゴリズムが外部のプログラム作成装置４０に対して公開されているため、プログラム作成装置４０では当該アルゴリズムを利用して機器制御プログラム５が作成され、これが本機器制御装置１０に転送されて、保存される。機器制御装置１０内に保存された機器制御プログラム５は、実装されたモーション制御部２およびモーション指令出力部３による、制御対象機器２０に対してのモーション制御を実行させる。

なお、外部のプログラム作成装置４０には、モーション指令出力部３におけるモーション指令出力を所望の固定周期にてなさしめるための、本機器制御装置１０に対するタイマ割り込み手段６――すなわち一定周期で処理が呼ばれる機能を備えた手段――が設けられるものとする。

また、外部のプログラム作成装置４０では、プログラミング言語として高級言語が用いられることとする。高級言語としては、たとえば、Ｃ言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ，Ｊａｖａ（登録商標）またはＣ＃のいずれかを用いるものとすることができる。

これによれば、機器制御装置、殊に内部にプログラムを保存・実行可能な自立型のモーションコントローラまたはモータ制御装置において、ユーザーは、多額の費用を要することなくユーザープログラム内で自由にモーションコントロールプログラムを作成することができる。つまりユーザーは、容易に、かつ低費用にて独自の制御プログラム（アルゴリズム）を開発して独自の制御システムを構築することが可能となる。これによりユーザーは、モータ等対象機器の制御プログラムの作成に専念できる。

図２は、本発明の機器制御装置としてモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。すなわち本モータ制御装置２１０では、本装置２１０内に実装されたモーション制御機能を有するモーション制御部２２と、モーション指令出力部２３を、ユーザープログラムを作成するためのプログラム作成装置（ユーザープログラム作成装置）２４０に対して利用可能なものに形成、つまり公開する。

また、通常、モーション指令出力は決められた固定の周期で出力する必要があることから、指令出力のためには、プログラム作成装置２４０には高度な演算機能を備える必要がある。そこで、ユーザープログラム作成装置２４０はタイマ割り込み機能を備えるものとする。これにより、ユーザーが自由にモータ制御プログラムを作成できる機能が提供される。なお、プログラミング言語としてＣ言語等の高級言語を用いることは、上述のとおりである。

なお、以上説明した機器制御装置１０等に対するタイマ割り込み手段６が設けられていて、プログラミング言語として高級言語が用いられるプログラム作成装置４０等自体も、当該プログラム作成装置４０等を用いてモーション制御部２等およびモーション指令出力部３等における機能実行のアルゴリズムを作成するプログラム作成方法も、本発明の範囲内である。

また、機器制御装置１０等およびプログラム作成装置４０等とからなるプログラム作成・実行システム５０等も、さらに、機器制御装置１０等および制御対象機器２０等とからなるモータ制御システム３０等も、本発明の範囲内である。

加えて、モーション制御部２等およびモーション指令出力部３等が実装された機器制御装置１０等に保存されて同装置１０等をして制御対象機器２０等に対するモーション制御を実行させるための、機器制御装置１０等の外部で作成される機器制御プログラムも本発明の範囲内であり、これが記録あるいは格納されたプログラム記録媒体やプログラム格納装置も、さらに、これらによりモーション制御を実行する機器制御方法もまた、本発明の範囲内である。

本発明の機器制御装置、プログラム作成装置、機器制御プログラム等によれば、多額の費用を要することなく、ユーザーがユーザープログラム内で自由にモーションコントロールプログラムを作成でき、独自のモータ等制御システムを構築できる。したがって、内部にプログラムを保存・実行可能な自立型のモーションコントローラやモータ制御装置等のモーション制御分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

２、２２…モーション制御部
３、２３…モーション指令出力部
５、２５…機器制御プログラム
６…タイマ割り込み手段
１０…機器制御装置
２１０…モータ制御装置
２０、２２１、２２２、２２３…制御対象機器
３０、２３０…モータ制御システム
４０、２４０…プログラム作成装置
５０、２５０…プログラム作成・実行システム

５２…モーション制御機能
５３…モーション指令出力部
５５…ユーザープログラム
５１０…モータ制御装置
５４０…ユーザープログラム作成装置

Claims (12)

1. モーション制御部およびモーション指令出力部が実装され、かつ制御対象機器に対してモーション制御を実行するための機器制御プログラムを保存可能な機器制御装置であって、該機器制御プログラムは外部のプログラム作成装置により作成され転送されたものであり、該モーション制御部およびモーション指令出力部はこれらにおける機能実行のアルゴリズムが該プログラム作成装置において利用可能に形成されている、すなわち公開されていることを特徴とする、機器制御装置。
2. 前記外部のプログラム作成装置には、前記モーション指令出力部におけるモーション指令出力を所望の固定周期にてなさしめるための、本機器制御装置に対するタイマ割り込み手段が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の機器制御装置。
3. 前記外部のプログラム作成装置では、プログラミング言語として高級言語が用いられることを特徴とする、請求項１または２に記載の機器制御装置。
4. 前記高級言語は、Ｃ言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ，Ｊａｖａ（登録商標）またはＣ＃のいずれかであることを特徴とする、請求項３に記載の機器制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の機器制御装置に対して使用可能なプログラム作成装置であって、該機器制御装置に対するタイマ割り込み手段が設けられており、またプログラミング言語として高級言語が用いられることを特徴とする、プログラム作成装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の機器制御装置および請求項５に記載のプログラム作成装置とからなることを特徴とする、プログラム作成・実行システム。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載の機器制御装置、および制御対象機器とからなることを特徴とする、モータ制御システム。
8. 請求項５に記載のプログラム作成装置を用いて、前記モーション制御部およびモーション指令出力部における機能実行のアルゴリズムを作成することを特徴とする、プログラム作成方法。
9. モーション制御部およびモーション指令出力部が実装された機器制御装置に保存されて同装置に制御対象機器に対するモーション制御を実行させるための機器制御プログラムであって、該機器制御プログラムには該モーション制御部およびモーション指令出力部における機能実行のアルゴリズムが含まれており、該機器制御装置の外部で作成されることを特徴とする、機器制御プログラム。
10. 請求項９に記載の機器制御プログラムが記録された、プログラム記録媒体。
11. 請求項９に記載の機器制御プログラムが格納された、プログラム格納装置。
12. 請求項９に記載の機器制御プログラムおよび前記機器制御装置により、制御対象機器に対するモーション制御を実行することを特徴とする、機器制御方法。