JP2018112969A - モータ作動制御システム、多軸機械装置、モータ作動制御方法 - Google Patents

モータ作動制御システム、多軸機械装置、モータ作動制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の駆動部全体の情報取得の時間を短縮するモータ作動制御システム等を提供する。【解決手段】複数のモータＭを備える多軸機械装置１の作動を制御するためのモータ作動制御システムであり、複数のモータＭの夫々に設けられた駆動制御部１０に対して動作指令を出力する中央コントローラ４０とを備える。駆動制御部１０は、中央コントローラ４０からの動作指令に基づきモータＭの作動を制御し、且つ非同期式シリアル通信で応答信号を一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０に送信する。複数の駆動制御部４０は、少なくとも第１の駆動制御部１０Ａ及び最終の駆動制御部１０Ｄを有する。第１の駆動制御部１０Ａは、一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０に最初に応答信号を送信する。最終の駆動制御部１０Ｄは、複数の駆動制御部１０のいずれかの応答信号を受領後に中央コントローラ４０に応答信号を送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ作動制御システム、多軸機械装置、モータ作動制御方法に関する。
独立して駆動可能な複数の駆動部を有するロボットの作動を制御する制御システムは、例えば、中央コントローラから出力される動作指令に基づいて、複数の駆動部の夫々に設けられたサブ制御部が対応する駆動部の作動を制御する。このような制御システムでは、所定時間内に所定の作業を高精度で行えるようにするため、動作指令を複数のサブ制御装置に高速通信可能にしたものがある。
特許文献１には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）線を介して、中央コントローラと複数のサブ制御装置とを直列に接続した産業用ロボットが提案されている。このＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）線を有する産業用ロボットは、中央コントローラから送信される動作指令をＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）線を介してバケツリレーで転送する。
特開２０１４−６１５８６号公報
この特許文献１に記載のロボット装置では、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）線を介しているため高速通信が可能になる。しかしながら、サブ制御装置には、ネットワークポートが２個装備された高価なアダプタが必要になる。一方、安価なロボット装置を提案する場合には、高価なアダプタを装備することができない。このため、高速通信可能な通信ネットワークを使用することなく、安価なアダプタを装備しても従来よりも高速な通信が可能な通信システムを備えるモータ作動制御システムが望まれている。
本発明の目的は、高速通信可能な通信ネットワークを使用することなく、安価なアダプタを装備しても通信の高速化が可能な通信システムを備えるモータ作動制御システム、多軸機械装置、モータ作動制御方法を提供することである。
本願の例示的な第１発明は、複数のモータを備える多軸機械装置の作動を制御するためのモータ作動制御システムであって、複数の前記モータの夫々に設けられた駆動制御部と、複数の前記駆動制御部に対して動作指令を出力する中央コントローラと、を備え、前記駆動制御部は、前記中央コントローラから出力される前記動作指令に基づきモータの作動を制御し、かつ、非同期式シリアル通信によって応答信号を一つの他の駆動制御部および前記中央コントローラに送信し、複数の前記駆動制御部は、少なくとも第１の駆動制御部と、最終の駆動制御部と、を有し、前記第１の駆動制御部は、一つの前記他の駆動制御部及び前記中央コントローラに対して最初に前記応答信号を送信し、前記最終の駆動制御部は、複数の前記駆動制御部のいずれかの応答信号を受領した後に、前記中央コントローラに対して前記応答信号を送信する。
本願の例示的な第１発明によれば、高速通信可能なネットワークを使用することなく、安価なアダプタを装備しても通信の高速化が可能な通信システムを備えるモータ作動制御システム、多軸機械装置、モータ作動制御方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るモータ作動制御システムを模式的に示した図である。 本発明の一実施形態のモータ作動制御システムの動作指令及び応答信号の流れを表す説明図である。 駆動モジュールが応答信号を送信決定する処理を示すフローチャートである。 駆動モジュールが応答信号を送信決定する処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る動作指令及び応答信号の夫々のパケット内の構造を表す説明図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る動作指令のパケット内の構造を表す説明図である。 駆動制御部の構造を表すブロック図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲を前述した内容に限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度及び距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。例えば、四角形状及び円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ作動制御システムを模式的に示した図である。図２は、本発明の一実施形態のモータ作動制御システムの動作指令及び応答信号の流れを表す説明図である。
本実施形態に係るモータ作動制御システムは、図１に示すように、複数のモータＭを備える多軸機械装置１の作動を制御するためのモータ作動制御システムであって、複数のモータＭの夫々に設けられた駆動制御部１０と、複数の駆動制御部１０に対して動作指令を出力する中央コントローラ４０と、を備える。駆動制御部１０は、中央コントローラ４０から出力される動作指令に基づきモータＭの作動を制御し、かつ、非同期式シリアル通信によって応答信号を一つの他の駆動制御部１０および中央コントローラ４０に送信する。複数の駆動制御部１０は、少なくとも第１の駆動制御部１０Ａと、最終の駆動制御部１０Ｄと、を有する。第１の駆動制御部１０Ａは、一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０に対して最初に応答信号を送信する。最終の駆動制御部１０Ｄは、複数の駆動制御部１０のいずれかの応答信号を受領した後に、中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。
多軸機械装置１は、複数のアクチュエータで構成される機械装置であり、例えば、ラジコンロボット、コミュニケーションロボット、ロボット・ハンド機器等である。本実施形態では、多軸機械装置１としてラジコンロボットを例にして、以下説明する。
図１で示した実施形態では、多軸機械装置１の複数のモータＭの夫々には、エンコーダＥと駆動制御部１０とが備えられている。そして、モータＭとエンコーダＥと駆動制御部１０とが１つの駆動モジュール１７として構成される。
駆動制御部１０は、中央コントローラ４０から出力される動作指令を処理してモータＭに対して駆動信号を出力する。また、駆動制御部１０は、非同期式シリアル通信によって応答信号を一つの他の駆動制御部１０および中央コントローラ４０に送信する。なお、駆動制御部１０が非同期式シリアル通信によって応答信号を送信する場合、一つの他の駆動制御部１０および中央コントローラ４０が応答信号を同時に送信することができない。しかしながら、駆動制御部１０は、応答信号を一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０のいずれか一方に送信した後に、応答信号を一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０のいずれか他方に送信することは可能である。駆動制御部１０による応答信号の送信の詳細については後述する。
エンコーダＥは、モータＭの駆動量を検出して駆動制御部１０にフィードバックする。このため、駆動制御部１０はエンコーダＥの検出信号に基づいてモータＭに対する適応的な制御を行うことができる。
駆動制御部１０には、動作指令を入力し及び応答信号を送信するためのシリアルポート１０ｊが設けられている。また、駆動制御部１０には、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)１０ｋが設けられている。ＵＡＲＴ１０ｋは、パラレル信号をシリアル信号に変化し、またシリアル信号をパラレル信号に変換する機能を有する。このため、駆動制御部１０から送信される応答信号は、ＵＡＲＴ１０ｋを介してパラレル信号からシリアル信号に変換されて送信される。
中央コントローラ４０には、動作指令を出力し及び応答信号を入力するためのシリアルポート４１及びＵＡＲＴ４３が設けられている。シリアルポート４１はＵＡＲＴ４３に接続される。図１に示した実施形態では、中央コントローラ４０のシリアルポート４１にはシリアルケーブル２０が接続され、シリアルケーブル２０には複数の駆動制御部１０が接続されて、駆動系全体として１本のバス型接続を構成する。このため、中央コントローラ４０から出力された動作指令は、複数の駆動制御部１０に向けてブロードキャスト通信によって、全ての駆動制御部１０に対して瞬時に一括に送信される。
また、駆動制御部１０から送信される応答信号は、非同期式シリアル通信（シリアルケーブル２０）を介して中央コントローラ４０及び他の駆動制御部１０に瞬時に一括に送信される。
図２に示した実施形態では、複数の駆動制御部１０は、第１の駆動制御部１０Ａ、第２の駆動制御部１０Ｂ、第３の駆動制御部１０Ｃ、及び最終の駆動制御部１０Ｄ、を有する。第１の駆動制御部１０Ａは、一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０に対して最初に応答信号を送信する。最終の駆動制御部１０Ｄは、複数の駆動制御部１０のいずれかの応答信号を受領した後に、中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。
なお、シリアルケーブル２０は、複数の駆動制御部１０の夫々に繋がっているため、シリアルケーブル２０を流れる応答信号は、複数の駆動制御部１０に送信される。このため、複数の駆動制御部１０のいずれもが応答信号を受領することができる。しかしながら、応答信号に送信元の駆動制御部１０のＩＤデータを含めるとともに、送信元のＩＤデータと受信先のＩＤデータとの関係を予め決めておくことで、応答信号を１つの駆動制御部１０で受領することができる。
図２に示した実施形態では、第１の駆動制御部１０Ａは、中央コントローラ４０からの動作指令の受領後に、中央コントローラ４０及び第２の駆動制御部１０Ｂに対して応答信号を送信する。また、第２の駆動制御部１０Ｂは、第１の駆動制御部１０Ａの応答信号を受領後に、中央コントローラ４０及び第３の駆動制御部１０Ｃに対して応答信号を送信する。また、第３の駆動制御部１０Ｃは、第２の駆動制御部１０Ｂの応答信号を受領後に、中央コントローラ４０及び最後の駆動制御部１０Ｄに対して応答信号を送信する。さらに、最終の駆動制御部１０Ｄは、第３の駆動制御部１０Ｃの応答信号を受領した後に、中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。
このため、本実施形態の駆動制御部１０は、中央コントローラ４０から応答信号を返信する旨の返信要求がなければ応答信号を送信できない場合と比較して、応答信号の送信時期を早めることができる。このため、複数の駆動制御部１０の全てからの応答信号を中央コントローラ４０が受領するまでの時間を短縮化、即ち高速化することができる。また、中央コントローラ４０及び複数の駆動制御部１０の夫々には、シリアルケーブル２０が接続されるシリアルポート４１、１０ｉが設けられている。このため、シリアルポート４１、１０ｉとなるアダプタは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）線が接続可能なアダプタと比較して、安価である。よって、高速通信可能な通信ネットワークを使用することなく、安価なシリアルポートのアダプタを装備しても通信の高速化が可能なモータ作動制御システムを実現できる。
次に、前述した一実施形態を一般化した変形例について説明する。
図２に示すように、複数の駆動制御部１０は、最初に応答信号を送信する第１の駆動制御部１０Ａと、第ｎ−１番目（ｎは２以上の自然数）に応答信号を送信する第ｎ−１の駆動制御部１０と、第ｎ番目に応答信号を送信する最終の駆動制御部１０Ｄと、を有する。複数の駆動制御部１０は、応答信号を送信する順番を有し、第１の駆動制御部１０Ａは、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂ及び中央コントローラ４０に対して応答信号を送信し、第ｎ−１番目の駆動制御部１０は、第ｎ−２番目の駆動制御部１０から送信された応答信号を受領した後に、最終の駆動制御部１０Ｄ及び中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。
図２に示した実施形態では、複数の駆動制御部１０の夫々は、応答信号を送信する順番が決められている。即ち、第１の駆動制御部１０Ａは、第２の駆動制御部１０Ｂ及び中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。第２の駆動制御部１０Ｂは、第１の駆動制御部１０Ａから送信された応答信号を受領した後に、第３の駆動制御部１０Ｃ及び中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。第３の駆動制御部１０Ｃは、第２の駆動制御部１０Ｂから送信された応答信号を受領した後に、最終の駆動制御部１０Ｄ及び中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。最終の駆動制御部１０Ｄは、第３の駆動制御部１０Ｃから送信された応答信号を受領した後に、中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。
図３及び図４は、駆動制御部１０が応答信号を送信決定する処理を示すフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態に係る動作指令及び応答信号の夫々のパケット内の構造を表す説明図である。
次に、この一実施形態の変形例のモータ作動制御システムの動作について、図３、図４及び図５を参照しながら説明する。ｎ＝１〜ｎまでの複数の駆動制御部１０を備えるモータ作動制御システムについて、ｎ＝４とした場合を考えて、本発明のモータ作動制御システムを説明する。すなわち、ｎ＝１となる駆動制御部１０は、第１の駆動制御部１０Ａである。ｎ＝２となる駆動制御部１０は、第２の駆動制御部１０Ｂである。ｎ＝３となる駆動制御部１０は、第３の駆動制御部１０Ｃである。ｎ＝４となる駆動制御部１０は、最終の駆動制御部１０Ｄである。先ず、ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００において、中央コントローラ４０がシリアルケーブル２０を介して動作指令ＯＣを、ｎ＝１〜ｎまでの複数の駆動制御部１０の夫々に出力する。Ｓ１００の終了後、Ｓ１０１に移行する。Ｓ１０１では、動作指令ＯＣのうちｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａに対応する第１の動作指令データｄ１を第１の駆動制御部１０Ａが受信し、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂに対応する第２の動作指令データｄ２を第２の駆動制御部１０Ｂが受信し、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃに対応する第３の動作指令データｄ３を第３の駆動制御部１０Ｃが受信し、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄに対応する最終の動作指令データｄ４を最終の駆動制御部１０Ｄが受信する。
Ｓ１０１の終了後、Ｓ１０２に移行する。Ｓ１０２では、動作指令ＯＣを受信したｎ＝１〜ｎまでの複数の駆動制御部１０の夫々は、動作指令ＯＣに従って対応するモータＭの作動を制御する。Ｓ１０２の終了後、Ｓ１０３に移行する。Ｓ１０３では、ｎ＝１〜ｎまでの複数の駆動制御部１０の夫々が自己のＩＤを確認する。なお、ｎ＝１〜ｎまでの複数の駆動制御部１０の夫々は、予めＩＤを有する。本実施形態では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０ＡはＩＤを１として有し、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０ＢはＩＤを２として有する。また、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０ＣはＩＤを３として有し、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０ＤはＩＤを４として有する。なお、Ｓ１０２におけるモータＭの作動制御は、モータＭの回転制御に限らない。作動制御は、例えば、モータＭの回転子の位置情報、モータＭの温度、モータＭの電流量等の記憶領域（RAM、ROM等）の読み出しでもよい。また、作動制御は、単にモータＭの回転動作中における情報の読み出しに限らず、停止中における情報の読み出しであってもよい。
Ｓ１０３の終了後、Ｓ１０４に移行する。Ｓ１０４では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａ〜ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄは、自己のＩＤが１であるか否かを判断する。Ｓ１０４において、自己のＩＤが１であることを確認したｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａは、Ｓ１０５に移行する。Ｓ１０５では、モータＭの作動制御が終了しているか否かを判断する。
Ｓ１０５では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０ＡがモータＭの作動制御が終了していると判断すると、Ｓ１０６に移行する。Ｓ１０６では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａが第１の応答信号Ａ１を中央コントローラ４０に送信する。なお、Ｓ１０６では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａによって、第１の応答信号Ａ１を中央コントローラ４０の他に、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂに送信する工程も有する。この場合には、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａは、第１の応答信号Ａ１を、中央コントローラ４０に送信した後に、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂに送信する。すなわち、第１の駆動制御部１０Ａは、ｎ＝２である第２番目の駆動制御部１０Ｂ及び中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。
さて、Ｓ１０４において、ＩＤが１でない場合には、Ｓ１０７に移行する。Ｓ１０７では、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂ〜ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄの夫々が自己のＩＤが２であるか否かを判断する。Ｓ１０７において、自己のＩＤが２であることを確認したｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂは、Ｓ１０８に移行する。Ｓ１０８では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａから第１の応答信号Ａ１が送信されているか否かを判断する。Ｓ１０８では、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂが、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａから送信された第１の応答信号Ａ１を受信すると、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂは、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａから第１の応答信号Ａ１が送信されたと判断する。ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａから第１の応答信号Ａ１が送信されていなければ、Ｓ１０８が繰り返される。
Ｓ１０８において、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａから第１の応答信号Ａ１が送信されている場合には、Ｓ１０９に移行する。Ｓ１０９では、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０ＢがモータＭの作動制御が終了しているか否かを判断する。
Ｓ１０９において、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０ＢがモータＭの作動制御が終了していると判断した場合には、Ｓ１１０に移行する。Ｓ１１０では、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂが第２の応答信号Ａ２を中央コントローラ４０に送信する。なお、Ｓ１１０は、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂによって、第２の応答信号Ａ２を中央コントローラ４０の他にｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃに送信する工程も有する。この場合には、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂは、第２の応答信号Ａ２を、中央コントローラ４０に送信した後に、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃに送信する。また、モータＭの作動制御が終了していない場合には、Ｓ１０９が繰り返される。
さて、Ｓ１０７において、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃ及びｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄの夫々が自己のＩＤが２でないと判断すると、Ｓ１１１に移行する。Ｓ１１１では、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃ及びｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄの夫々が自己のＩＤが３であるか否かを確認する。自己のＩＤが３であることを確認したｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃは、Ｓ１１２に移行する。Ｓ１１２では、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃが、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂから第２の応答信号Ａ２が送信されているか否かを判断する。なお、Ｓ１１２では、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃは、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂから送信された第２の応答信号Ａ２を受信すると、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂから第２の応答信号Ａ２が送信されたと判断する。
ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂから第２の応答信号Ａ２が送信されていなければ、Ｓ１１２が繰り返される。Ｓ１１２において、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂから第２の応答信号Ａ２が送信されている場合には、Ｓ１１３に移行する。Ｓ１１３では、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０ＣがモータＭの作動制御が終了しているか否かを判断する。
Ｓ１１３において、モータＭの作動制御が終了している場合には、Ｓ１１４に移行する。Ｓ１１４では、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃは、第３の応答信号Ａ３を中央コントローラ４０に送信する。なお、Ｓ１１４は、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃによって、第３の応答信号Ａ３を中央コントローラ４０の他にｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄに送信する工程も有する。この場合には、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃは、第３の応答信号Ａ３を、中央コントローラ４０に送信した後に、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄに送信する。一方、モータＭの作動制御が終了していない場合には、Ｓ１１３が繰り返される。Ｓ１１２〜Ｓ１１４に示したように、第ｎ−１番目の駆動制御部は、第ｎ−２番目の駆動制御部から送信された応答信号を受領した後に、最終の駆動制御部１０Ｄ及び中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。すなわち、第ｎ−２番目の駆動制御部は、第２番目の駆動制御部１０Ｂである。第ｎ−２番目である第２番目の駆動制御部１０Ｂは、第ｎ−１番目の駆動制御部に応答信号を送信する。また、第ｎ−１番目の駆動制御部は、第３番目の駆動制御部１０Ｃであり、第ｎ番目である最終の駆動制御部１０Ｄに対して、応答信号を送信する。
さて、Ｓ１１１において、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄが自己のＩＤが３でないと判断すると、Ｓ１１５に移行する。Ｓ１１５では、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄが自己のＩＤが４であるか否かを確認する。Ｓ１１５において、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄが自己のＩＤが４であることを確認すると、Ｓ１１６に移行する。Ｓ１１６では、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄが、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃから第３の応答信号Ａ３が送信されているか否かを判断する。なお、Ｓ１１６では、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄは、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃから送信された第３の応答信号Ａ３を受信すると、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃから第３の応答信号Ａ３が送信されたと判断する。ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃから第３の応答信号Ａ３が送信されていなければ、Ｓ１１６が繰り返される。Ｓ１１６において、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃから第３の応答信号Ａ３が送信されている場合には、Ｓ１１７に移行する。
Ｓ１１７では、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０ＤがモータＭの作動制御が終了しているか否かを判断する。
Ｓ１１７において、モータＭの作動制御が終了している場合には、Ｓ１１８に移行する。Ｓ１１８では、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄは、最終の応答信号Ａ４を中央コントローラ４０に送信する。一方、モータＭの作動制御が終了していない場合には、Ｓ１１７が繰り返される。なお、Ｓ１１５において、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄが自己のＩＤが４でないと判断した場合には、複数の駆動制御部１０によるＩＤの判断が誤ったと考えられるので、Ｓ１０４へ戻る。
このようにして、中央コントローラ４０は、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａ〜ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄの全てから応答信号を受信することができる。
このように、本発明の一実施形態の変形例は、自己の駆動制御部１０よりも１つ前のＩＤを有した他の駆動制御部１０の応答信号が送信されたことを確認するだけで、駆動制御部１０は応答信号を中央コントローラ４０に送信することができる。このため、複数の駆動制御部１０の全てから応答信号を中央コントローラ４０が受領するまでの時間を短縮化、即ち高速化することができる。また、複数の駆動制御部１０の夫々は応答信号を送信する順番が決められているので、駆動制御部１０は、決められた順番に従って応答信号を送信することができる。このため、この変形例のモータ作動制御システムを、例えばラジコンロボットに搭載した場合、ラジコンロボットの特定の動作に対して、複数の駆動制御部１０の夫々が備えるモータＭを決められた順番で作動させることができる。
さて、上述したＳ１００において、中央コントローラ４０から出力される動作指令ＯＣは、図５に示すように、ｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０の夫々に対して応答信号を送信する順番を定めた返信順データｃｄ１〜ｃｄ４を有し、ｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０の夫々は、返信順データｃｄ１〜ｃｄ４に基づいて応答信号を一つの他の駆動制御部１０および中央コントローラ４０に送信するようにしてもよい。
中央コントローラ４０は、ｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０に対して動作指令ＯＣを出力するが、この動作指令ＯＣは予め決められて中央コントローラ４０に設けられたＲＡＭ等に記憶される。また、中央コントローラ４０は、ｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０の夫々から送信される応答信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に基づいて、動作指令ＯＣを修正して出力する。このように、動作指令ＯＣは、ｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０の夫々に対する動作指令ＯＣ及び応答信号Ａ１〜Ａ４の返信順データｃｄ１〜ｃｄ４を有する。
図５に示した実施形態では、動作指令ＯＣは、１フレームのデータ送信によって、バス型通信ライン上に繋がった全てのｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０に対して同時送信される。動作指令ＯＣには、４つの動作指令データが書き込まれている。具体的には、動作指令ＯＣには、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａに対する第１の動作指令データｄ１、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂに対する第２の動作指令データｄ２、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃに対する第３の動作指令データｄ３、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄに対する最終の動作指令データｄ４が書き込まれる。なお、第１の動作指令データｄ１〜最終の動作指令データｄ４の夫々には、ｎ＝１〜４の４つの駆動制御部１０のいずれかのデータであることを識別するためのＩＤデータ（＃１、＃２、＃３、＃４）が含まれる。即ち、第１の動作指令データｄ１はＩＤデータ＃１を含む。第２の動作指令データｄ２はＩＤデータ＃２を含む。第３の動作指令データｄ３はＩＤデータ＃３を含む。最終の動作指令データｄ４はＩＤデータ＃４を含む。
また、応答信号Ａ１〜Ａ４の返信順については、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａが第１番目である返信順データｃｄ１と、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂが第２番目である返信順データｃｄ２と、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃが第３番目である返信順データｃｄ３と、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄが第４番目である返信順データｃｄ４が、動作指令ＯＣに書き込まれる。なお、返信順データｃｄ１〜ｃｄ４には、ｎ＝１〜４の４つの駆動制御部１０のいずれかの返信順であることを識別するためのＩＤデータ（＃１、＃２、＃３、＃４）が含まれる。即ち、返信順データｃｄ１はＩＤデータ＃１を含む。返信順データｃｄ２第２の動作指令データｄ２はＩＤデータ＃２を含む。返信順データｃｄ３はＩＤデータ＃３を含む。返信順データｃｄ４はＩＤデータ＃４を含む。
一方、応答信号Ａ１〜Ａ４は、１フレームのデータ送信によって、シリアル通信ライン上に繋がった中央コントローラ４０及び１つの駆動制御部１０に送信される。図５に示した実施形態では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａからの第１の応答信号Ａ１は、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａによる作動制御の判断の情報、即ち上述したＳ１０５において記載した作動情報に関するステータス情報と、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａからの返信であることを示すＩＤデータを有する。ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂ〜ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄの夫々の第２の応答信号Ａ２、第３の応答信号Ａ３、最終の応答信号Ａ４は、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａに準じた内容を有する。
図５に示した実施形態では、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａは、動作指令ＯＣに基づいたモータＭの作動制御の終了時に、第１の応答信号Ａ１を中央コントローラ４０に送信し、その後に第１の応答信号Ａ１をｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂに送信する。また、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂは、第１の応答信号Ａ１を受信した後に、第２の応答信号Ａ２を中央コントローラ４０に送信し、その後に第２の応答信号Ａ２をｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃに送信する。また、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃは、第２の応答信号Ａ２を受信した後に、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃからの第３の応答信号Ａ３を中央コントローラ４０に送信し、その後に第３の応答信号Ａ３をｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄに送信する。また、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄは、第３の応答信号Ａ３を受信した後に、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄからの最終の応答信号Ａ４を中央コントローラ４０に送信する。
このように、動作指令ＯＣは、ｎ＝１〜４の複数の駆動制御部１０の夫々に対して応答信号を送信する順番を定めた返信順データｃｄを有する。このため、ｎ＝２〜４の複数の駆動制御部１０は、自己の順番よりも１つ早い順番の応答信号が送信されたことを確認することで、自己の駆動制御部１０が応答信号を送信する時期を容易に判断することができる。
図６は、本発明の一実施形態の変形例に係る動作指令ＯＣのパケット内の構造を表す説明図である。図７は、駆動制御部１０の構造を表すブロック図である。
また、図６に記載の実施形態では、動作指令ＯＣは、前述した図５に記載された返信順データで定めた順番と異なる内容の応答信号の送信順を定めた返信順データを含む返信順変更動作指令ＯＣ１を有してもよい。また、ｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０の夫々は、図７に示すように、動作指令ＯＣが返信順変更動作指令ＯＣ１であるか否かを判断する動作内容判断部１０ｅを、更に有してもよい。ｎ＝１〜４である複数の駆動制御部１０の夫々は、動作内容判断部１０ｅによって動作指令ＯＣが返信順変更動作指令ＯＣ１であると判断されると、返信順変更動作指令ＯＣ１に決められた順番に従って応答信号を他の駆動制御部１０および中央コントローラ４０に送信する。
なお、本実施形態の返信順変更動作指令ＯＣ１については、前述した図５に示す動作指令ＯＣと相違する部分のみについて説明し、図５に示す動作指令ＯＣと同一態様部分については同一符号を附して、その説明を省略する。
返信順変更動作指令ＯＣ１は、図６に示すように、応答信号の返信順に関して、ｎ＝４である最終の駆動制御部１０Ｄが第１番目である返信順データｃｄ４と、ｎ＝３である第３の駆動制御部１０Ｃが第２番目である返信順データｃｄ３と、ｎ＝２である第２の駆動制御部１０Ｂが第３番目である返信順データｃｄ２と、ｎ＝１である第１の駆動制御部１０Ａが第４番目である返信順データｃｄ１を有する。なお、返信順データｃｄには、４つの駆動制御部１０のいずれかの返信順であることを識別するためのＩＤデータ（＃１、＃２、＃３、＃４）が含まれる。
このように、返信順変更動作指令ＯＣ１は、図５に示す返信順データで定めた順番と異なる内容の応答信号の送信順を定めている。このため、ｎ＝１〜４の複数の駆動制御部１０の応答信号の返信順序を返信順変更動作指令ＯＣ１によって変更することができる。
ｎ＝１〜４の複数の駆動制御部１０は、図７に示すように、動作内容判断部１０ｅ、異常判断部１０ｇと、応答信号出力部１０ｈと、モータ制御部１０ｉと、ＵＡＲＴ１０ｋとを備えてもよい。動作内容判断部１０ｅは、動作指令ＯＣが返信順変更動作指令ＯＣ１であるか否かを判断する。
返信順変更動作指令ＯＣ１は、上述したように、返信順データｃｄで定めた順番と異なる内容の応答信号の送信順を定めた返信順データｃｄを含む。ここで、「返信順データｃｄで定めた順番」とは、現在の動作指令よりも前に中央コントローラ４０から送信された動作指令ＯＣのうち、現在の動作指令ＯＣに記載された返信順とは異なる返信順が記載された動作指令に記載された順番をいう。このため、「返信順データｃｄで定めた順番」が記載された動作指令ＯＣは、例えば、最初に中央コントローラ４０から送信された動作指令、及び最初の動作指令と現在の動作指令との間で中央コントローラ４０から出力された動作指令のいずれかである。
モータ制御部１０ｉは、中央コントローラ４０から出力された動作指令ＯＣに応じてモータＭを作動させるための信号に変換する。応答信号出力部１０ｈは、応答信号の内容を決定して出力する。ＵＡＲＴ１０ｋは、応答信号出力部１０ｈから送信される応答信号（パラレル信号）をシリアル信号に変換し、及び中央コントローラ４０から出力される動作指令ＯＣ（シリアル信号）をパラレル信号に変換する。異常判断部１０ｇについては後述する。
このような実施形態によれば、動作指令ＯＣが、返信順データｃｄで定めた順番と異なる内容の応答信号の送信順を定めた返信順データを含む返信順変更動作指令ＯＣ１である場合には、動作内容判断部１０ｅによって、動作指令ＯＣが返信順変更動作指令ＯＣ１であると判断される。モータ制御部１０ｉは、返信順変更動作指令ＯＣ１に基づいて駆動制御部１０の応答信号の返信順序を変更する。このため、例えば、ラジコンロボットの動作内容に応じて、中央コントローラ４０が返信順変更動作指令ＯＣ１を出力することで、駆動制御部１０の応答信号の返信順序を変えることができる。
また、図７に示すように、ｎ＝１〜４の複数の駆動制御部１０の夫々は、駆動制御部１０によって作動制御されるモータＭの作動状態が異常であるか否かを判断する異常判断部１０ｇ、を更に有してもよい。異常判断部１０ｇによってモータＭが異常であると判断された駆動制御部１０は、モータＭの異常を記載した応答信号を中央コントローラ４０に送信する。中央コントローラ４０は、モータＭの異常を記載した応答信号を受信すると、モータＭの作動を制御する駆動制御部１０に対してモータＭの異常状態を解消するための動作指令ＯＣを出力する。そして、この動作指令を受信した駆動制御部１０は、動作指令ＯＣに基づいて異常状態にあるモータＭの作動を制御して、モータＭの異常状態を解消する。
駆動制御部１０によって作動制御されるモータＭの作動時に、例えばラジコンロボットが障害物等に接触すると、モータＭは、駆動速度が遅くなったり停止したりする異常な状態になる。この場合に、駆動制御部１０が応答信号を中央コントローラ４０に送信できないとすると、中央コントローラ４０はモータＭの異常状態を知ることができない。
しかしながら、本実施形態では、異常判断部１０ｇによってモータＭが異常であると判断されると、駆動制御部１０は、モータＭの異常を記載した応答信号を中央コントローラ４０に送信する。図８に示した実施形態では、異常判断部１０ｇによってモータＭが異常であると判断されると、応答信号出力部１０ｈは、モータＭの異常を記載した応答信号を、ＵＡＲＴ１０ｋでシリアル信号に変換した後に、中央コントローラ４０に送信する。このため、中央コントローラ４０は、ラジコンロボットの異常状態を迅速に把握することができる。
さて、図８に示すように、複数のモータＭのそれぞれは、ギアユニットＧを有してもよい。
モータＭの回転速度が減速するようなギアユニットＧをモータＭに接続した場合、モータＭの出力トルクを増大させることができる。一方、モータＭとラジコンロボットのアーム等とを直接に接続してモータを駆動させるようなダイレクトドライブ方式の場合には、出力トルクを増大させることができない。このように、複数のモータＭの夫々がギアユニットＧを有することで、出力トルクを増大することができる。したがって、ギアユニットＧを有したモータＭを、ダイレクトドライブ方式で駆動可能なトルクよりも大きなトルクが必要な多軸機械装置１に適用することが可能になる。
また、上述した実施形態のモータ作動制御システムを備える多軸機械装置１としてもよい。
多軸機械装置１は、複数のアクチュエータで構成される機械装置であり、例えば、ラジコンロボット、コミュニケーションロボット、ロボット・ハンド機器等である。これらの多軸機械装置１が前述したモータ作動制御システムを備えることで、高速通信可能な通信ネットワークを使用することなく、安価なシリアルポートのアダプタを装備しても通信の高速化が可能な多軸機械装置１を実現できる。
また、ｎ＝１〜４の複数の駆動制御部１０の夫々に対して応答信号を出力する順番を決めることで、多軸機械装置１は、多軸機械装置１の特定の動作に対して、ｎ＝１〜４の複数の駆動制御部１０の夫々が備えるモータＭを、決められた順番で作動させることができる。
また、動作指令ＯＣに、ｎ＝１〜４の複数の駆動制御部１０の夫々に対して応答信号を送信する順番を定めた返信順データを設けることで、多軸機械装置１の駆動制御部１０は、自己の駆動制御部１０よりも１つ前の順番の駆動制御部１０から送信される応答信号を確認することができる。よって、多軸機械装置１の駆動制御部１０は、応答信号を送信する時期を容易に判断することができる。
さらに、動作指令ＯＣが、返信順データで定めた順番と異なる内容の応答信号の送信順を定めた返信順データを含む返信順変更動作指令ＯＣ１である場合、駆動制御部１０は、返信順変更動作指令ＯＣ１に基づいて駆動制御部１０の応答信号の返信順序を変更することができる。このため、多軸機械装置１の動作内容に応じて駆動制御部１０の応答信号の返信順序を変えることができる。
また、多軸機械装置１が、モータＭの作動状態が異常であるか否かを判断する異常判断部１０ｇを備えることで、中央コントローラ４０は、多軸機械装置１の異常状態を迅速に把握することができる。
また、モータＭがギアユニットＧを有することで、ダイレクトドライブ方式で駆動可能なトルクよりも大きなトルクが必要な多軸機械装置１にギアユニットＧを有したモータＭを適用することができる。
次に、前述したモータ作動制御方法幾の実施形態の変形例について説明する。モータ作動制御方法は、図１及び図２に示すように、複数のモータＭの夫々に設けられた駆動制御部１０と、複数の駆動制御部１０に対して動作指令ＯＣを出力する中央コントローラ４０と、を備え、複数のモータＭの作動を制御するためのモータ作動制御方法である。駆動制御部１０は、中央コントローラ４０から出力される動作指令ＯＣに基づきモータＭの作動を制御し、かつ、非同期式シリアル通信によって応答信号を一つの他の駆動制御部１０および中央コントローラ４０に送信する。複数の駆動制御部１０は、少なくとも第１の駆動制御部１０Ａと、最終の駆動制御部１０Ｄと、を有する。モータ作動制御方法は、第１の駆動制御部１０Ａが、一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０に対して最初に応答信号を送信する第１の応答信号送信工程と、最終の駆動制御部１０Ｄが、複数の駆動制御部１０のいずれかの応答信号を受領した後に、中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する第２の応答信号送信工程と、を有する。
実施形態の変形例についてのモータ作動制御方法については、図３及び図４で説明した内容と同様であるので、詳細な説明については省略し、図３及び図４で説明した内容のうち表現が相違する点のみについて説明する。第１の応答信号送信工程は、図３に示すＳ１０６に対応する。第２の応答信号送信工程は、図４に示すＳ１１８に対応する。
このように変形例の実施形態では、第１の応答信号送信工程において、第１の駆動制御部１０Ａが、一つの他の駆動制御部１０及び中央コントローラ４０に対して最初に応答信号を送信する。また第２の応答信号送信工程において、最終の駆動制御部１０Ｄは、複数の駆動制御部１０のいずれかの応答信号を受領した後に、中央コントローラ４０に対して応答信号を送信する。このため、本実施形態のモータ作動制御方法は、中央コントローラ４０から応答信号を返信する旨の返信要求がなければ応答信号を送信できない場合と比較して、応答信号の送信時期を早めることができる。このため、複数の駆動制御部１０の全てからの応答信号を中央コントローラ４０が受領するまでの時間を短縮化、即ち高速化することができる。また、中央コントローラ４０と複数の駆動制御部１０は、非同期式シリアル通信によって信号が送受信される。このため、中央コントローラ４０及び複数の駆動制御部１０の夫々には、シリアルケーブル２０が接続されるシリアルポート４１、１０ｉが設けられる。このシリアルポート４１、１０ｉとなるアダプタは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）線が接続可能なアダプタと比較して、安価である。よって、高速通信可能な通信ネットワークを使用することなく、安価なシリアルポートのアダプタを装備しても通信の高速化が可能なモータ作動制御方法を実現できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
１ 多軸機械装置
１０ 駆動制御部
１０ｅ 動作内容判断部
１０ｇ 異常判断部
１０Ａ 第１の駆動制御部
１０Ｂ 第２の駆動制御部
１０Ｃ 第３の駆動制御部
１０Ｄ 最終の駆動制御部
４０ 中央コントローラ
Ａ 応答信号
ｃｄ１、ｃｄ２、ｃｄ３、ｃｄ４ 返信順データ
Ｇ ギアユニット
Ｍ モータ
ＯＣ 動作指令
ＯＣ１ 返信順変更動作指令

Claims (8)

  1. 複数のモータを備える多軸機械装置の作動を制御するためのモータ作動制御システムであって、
    複数の前記モータの夫々に設けられた駆動制御部と、
    複数の前記駆動制御部に対して動作指令を出力する中央コントローラと、
    を備え、
    前記駆動制御部は、前記中央コントローラから出力される前記動作指令に基づきモータの作動を制御し、かつ、非同期式シリアル通信によって応答信号を一つの他の駆動制御部および前記中央コントローラに送信し、
    複数の前記駆動制御部は、少なくとも第１の駆動制御部と、最終の駆動制御部と、を有し、
    前記第１の駆動制御部は、一つの前記他の駆動制御部及び前記中央コントローラに対して最初に前記応答信号を送信し、
    前記最終の駆動制御部は、複数の前記駆動制御部のいずれかの応答信号を受領した後に、前記中央コントローラに対して前記応答信号を送信する、
    ことを特徴とするモータ作動制御システム。
  2. 複数の前記駆動制御部は、最初に前記応答信号を送信する前記第１の駆動制御部と、第ｎ−１番目（ｎは２以上の自然数）に前記応答信号を送信する第ｎ−１の駆動制御部と、第ｎ番目に前記応答信号を送信する前記最終の駆動制御部と、を有し、
    複数の前記駆動制御部は、前記応答信号を送信する順番を有し、
    前記第１の駆動制御部は、ｎ＝２である第２番目の駆動制御部及び前記中央コントローラに対して前記応答信号を送信し、
    前記第ｎ−１番目の駆動制御部は、第ｎ−２番目の駆動制御部から送信された前記応答信号を受領した後に、前記最終の駆動制御部及び前記中央コントローラに対して前記応答信号を送信する
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ作動制御システム。
  3. 前記動作指令は、複数の前記駆動制御部の夫々に対して前記応答信号を送信する順番を定めた返信順データを有し、
    複数の前記駆動制御部の夫々は、前記返信順データに基づいて前記応答信号を一つの前記他の駆動制御部および前記中央コントローラに送信する
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ作動制御システム。
  4. 前記動作指令は、前記返信順データで定めた順番と異なる内容の前記応答信号の送信順を定めた返信順データを含む返信順変更動作指令を有し、
    複数の前記駆動制御部の夫々は、前記動作指令が前記返信順変更動作指令であるか否かを判断する動作内容判断部を、更に有し、
    複数の前記駆動制御部の夫々が、前記動作内容判断部によって動作指令が前記返信順変更動作指令であると判断されると、前記返信順変更動作指令に決められた順番に従って前記応答信号を前記他の駆動制御部および前記中央コントローラに送信する
    ことを特徴とする請求項３に記載のモータ作動制御システム。
  5. 複数の前記駆動制御部の夫々は、前記駆動制御部によって作動制御されるモータの作動状態が異常であるか否かを判断する異常判断部、を更に有し、
    前記異常判断部によって前記モータが異常であると判断された駆動制御部は、前記モータの異常を記載した応答信号を前記中央コントローラに送信し、
    前記中央コントローラは、前記モータの異常を記載した応答信号を受信すると、前記モータの作動を制御する駆動制御部に対して前記モータの異常状態を解消するための動作指令を送信し、
    前記動作指令を受信した駆動制御部は、前記動作指令に基づいて異常状態にある前記モータの作動を制御して、前記モータの異常状態を解消する
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモータ作動制御システム。
  6. 前記複数の前記モータの夫々は、ギアユニットを有する
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の前記モータ作動制御システム。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の前記モータ作動制御システムを備える
    ことを特徴とする多軸機械装置。
  8. 複数の前記モータの夫々に設けられた駆動制御部と、
    複数の前記駆動制御部に対して動作指令を出力する中央コントローラと、
    を備え、複数の前記モータの作動を制御するためのモータ作動制御方法であって、
    前記駆動制御部は、前記中央コントローラから出力される前記動作指令に基づきモータの作動を制御し、かつ、非同期式シリアル通信によって応答信号を一つの他の駆動制御部および前記中央コントローラに送信し、
    複数の前記駆動制御部は、少なくとも第１の駆動制御部と、最終の駆動制御部と、を有して、
    前記第１の駆動制御部が、一つの前記他の駆動制御部及び前記中央コントローラに対して最初に前記応答信号を送信する第１の応答信号送信工程と、
    前記最終の駆動制御部が、複数の前記駆動制御部のいずれかの応答信号を受領した後に、前記中央コントローラに対して前記応答信号を送信する第２の応答信号送信工程と、を有する
    ことを特徴とするモータ作動制御方法。
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