JP2021100350A - 分散モータ制御システム、モータ制御装置、及び分散モータ制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を参照しつつ、本実施形態に係る分散モータ制御システムの構成の一例について説明する。図1は本実施形態に係る分散モータ制御システムの全体構成の一例を示している。図示する本実施形態の例では、例えばワークに対して所定の処理を行う産業機器を複数の駆動軸で連携して制御する場合について説明する。
以下、産業機器3内部のハードウェア構成の詳細について説明する。図1に示す本実施形態の例では、産業機器3における機械的構成部分の機構部31がそれぞれ可動要素である3つの機構要素32A,32B,32Cを備えており、それら機構要素32A,32B,32Cに対応してそれぞれ駆動軸33A,33B,33Cを介して個別に駆動する3つのモータ34A,34B,34Cと、各モータ34A,34B,34Cに対応してそれぞれ個別に駆動電力の給電を制御するサーボアンプ35A,35B,35Cをさらに有している。また、各モータ34A,34B,34Cはそれぞれの出力位置を検出するエンコーダ36A,36B,36Cを備えており、各エンコーダ36A,36B,36Cはその検出値をそれぞれ対応するサーボアンプ35A,35B,35Cに出力する。また、必要に応じていずれかの機構要素(図示する例では機構要素32B)にはセンサ37が設けられており、このセンサ37が検出した機構要素やワークなどに関する検出値が対応するエンコーダ36Bなどを介してサーボアンプ35Bに入力される。
ここで、各サーボアンプ35A,35B,35Cにおける制御部50の処理内容は、上述したように軸動作制御部51による軸動作の連携制御と、モータ制御部52によるモータ制御の2つを行うものであるが、これら軸動作制御部51とモータ制御部52それぞれの処理負荷は比較的大きく、1つのCPUコアにより時分割で交互に実行した場合には十分な実行速度が得られない場合がある。これに対し本実施形態の例では、各サーボアンプ35A,35B,35Cが備えるCPUとして、図3に示すように複数のコアを備えたマルチコアプロセッサ61の形態のものを用いる場合を説明する。
図4は、エンジニアリングPC2の表示部で表示、編集される制御動作プログラムのタイムシーケンスチャートの一例を表している。図示する例においては、駆動軸33Aの速度変化のシーケンスを規定する駆動軸Aの軸制御プログラムと、駆動軸33Bの速度変化のシーケンスを規定する駆動軸Bの軸制御プログラムと、駆動軸33Cのトルク変化のシーケンスを規定する駆動軸Cの軸制御プログラムのそれぞれが、幾何的な時系列線形グラフの形態で表示、編集されている。なお、特に図示しないが、例えばラダー図を用いたり、又はいわゆるコマンドライン記述形式で編集する形態であってもよい。
次に、産業機器3内での各サーボアンプ35A,35B,35C間における連携制御データの参照工程について説明する。ここで、上述した構成にある本実施形態の場合の参照工程を説明する前に、例えば図6に示すように1つのサーボアンプ35A′に集中データ管理部71を備えた比較例の場合の参照工程について説明する。
以上説明したように、本実施形態の分散モータ制御システム100においては、複数のサーボアンプ35のうち少なくとも2つが、共有化処理部40と制御部50とを備えている。各共有化処理部40が所定の共有化処理を行うことにより、それら少なくとも2つのサーボアンプ35の間で、産業機器3の連携駆動に必要となるデータ(連携制御データ)を互いにデータ通信を介し共有することができる。各制御部50は、その共有した連携制御データを用いて、それぞれの制御対象となるモータ34を制御する。
次に、図12を参照しつつ、上記で説明したCPU901が実行するプログラムにより実装された共有化処理部40、被参照処理部41、参照処理部42、制御部50、分割ロード処理部53、軸動作制御部51、モータ制御部52、又は記憶部54等による処理を実現するサーボアンプ35のハードウェア構成例について説明する。なお、図12中では、モータ34に駆動電力を給電する機能に係る構成を適宜省略して図示している。
2 エンジニアリングPC(外部装置)
3 産業機器
31 機構部
32 機構要素
33 駆動軸
34 モータ
35 サーボアンプ(モータ制御装置)
36 エンコーダ
37 センサ
38 アンプ間通信経路(第2通信路)
39 上位通信経路(第1通信路)
40 共有化処理部(第1共有化処理部)
41 被参照処理部
42 参照処理部
50 制御部
51 軸動作制御部
52 モータ制御部
53 分割ロード処理部
54 記憶部
55 全体ロード処理部
61 マルチコアプロセッサ
62 第1コア(第1領域)
63 第2コア(第2領域)
64 共有バス
65 共有メモリ
81 上位PLC(機器制御装置)
82 共有化処理部(第2共有化処理部)
100 分散モータ制御システム
Claims (15)
- 産業機器を連携して駆動する複数のモータを個別に制御する複数のモータ制御装置を有する分散モータ制御システムであって、
前記複数のモータ制御装置に含まれる少なくとも2つのモータ制御装置のそれぞれは、
前記産業機器の連携駆動に必要な連携制御データを、前記少なくとも2つのモータ制御装置どうしのデータ通信を介し互いに共有するための、共有化処理を行う第1共有化処理部と、
前記共有化処理された前記連携制御データを用いて、対応する前記モータを制御する制御部と、
を有することを特徴とする分散モータ制御システム。 - 前記産業機器は、複数の機構要素を有し、
前記複数のモータは、互いに連携して、前記複数の機構要素にそれぞれ備えられた複数の駆動軸をそれぞれ駆動し、
前記少なくとも2つのモータ制御装置のそれぞれの前記制御部は、前記複数の駆動軸にそれぞれ対応する複数の軸制御プログラムに基づいて、対応する前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の分散モータ制御システム。 - 前記複数の軸制御プログラムを含む制御動作プログラムを作成可能な外部装置をさらに備え、
前記少なくとも2つのモータ制御装置のそれぞれは、
前記外部装置からロードされた、当該モータ制御装置に対応する前記軸制御プログラムを記憶する記憶部をさらに有する
ことを特徴とする請求項2記載の分散モータ制御システム。 - 前記少なくとも2つのモータ制御装置それぞれの前記第1共有化処理部は、
当該モータ制御装置の前記記憶部に記憶された前記軸制御プログラムにより処理される前記連携制御データを、前記少なくとも2つのモータ制御装置どうしのデータ通信を介し互いに共有するための、前記共有化処理を行い、
前記少なくとも2つのモータ制御装置それぞれの前記制御部は、
当該モータ制御装置の前記記憶部に記憶された前記軸制御プログラムに基づき、前記共有化処理された前記連携制御データを用いて、対応する前記モータを制御する
ことを特徴とする請求項3記載の分散モータ制御システム。 - 前記少なくとも2つのモータ制御装置それぞれの前記第1共有化処理部は、
当該モータ制御装置の前記軸制御プログラムにより処理される前記連携制御データを、当該モータ制御装置以外の他のモータ制御装置が前記データ通信を介し参照可能な状態とする被参照処理部を備える
ことを特徴とする請求項4記載の分散モータ制御システム。 - 前記少なくとも2つのモータ制御装置それぞれの前記第1共有化処理部は、
当該モータ制御装置以外の他のモータ制御装置により参照可能な状態とされた、前記他のモータ制御装置の前記軸制御プログラムにより処理される前記連携制御データを、前記データ通信を介し参照する参照処理部を備える
ことを特徴とする請求項4又は5記載の分散モータ制御システム。 - 前記少なくとも2つのモータ制御装置のそれぞれは、
前記外部装置に保持されている前記制御動作プログラムを分割して当該モータ制御装置に対応して生成された前記軸制御プログラムを前記外部装置からロードする分割ロード処理部をさらに有し、
前記記憶部は、
前記分割ロード処理部によりロードされた前記軸制御プログラムを記憶する
ことを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれか1項記載の分散モータ制御システム。 - 前記少なくとも2つのモータ制御装置のそれぞれは、
前記外部装置に保持されている当該モータ制御装置に対応する前記軸制御プログラムを含んだ前記制御動作プログラムの全体を前記外部装置からロードする全体ロード処理部をさらに有し、
前記記憶部は、
前記全体ロード処理部によりロードされた前記制御動作プログラムのうち当該モータ制御装置に対応する軸制御プログラムだけを記憶する
ことを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれか1項記載の分散モータ制御システム。 - 前記外部装置に保持されている前記制御動作プログラムは、当該外部装置の表示部において前記複数の軸制御プログラムを含む態様で表示され、編集可能に構成されている
ことを特徴とする請求項3乃至請求項8のいずれか1項記載の分散モータ制御システム。 - 前記連携制御データは、
前記少なくとも2つのモータ制御装置のそれぞれで駆動するモータの間の連携駆動を同期させるための同期データが含まれている
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載の分散モータ制御システム。 - 前記産業機器を統括的に制御する上位制御装置をさらに備え、
前記上位制御装置は、前記複数のモータ制御装置のいずれか1つと統括制御データを共有するための第1通信路を有し、
前記複数のモータ制御装置に含まれる少なくとも2つのモータ制御装置は、前記連携制御データを共有するための第2通信路を有し、
前記第1通信路と前記第2通信路における通信速度は互いに異なる
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載の分散モータ制御システム。 - 前記産業機器内において前記複数のモータ制御装置を統括的に制御する機器制御装置をさらに備え、
前記機器制御装置は、
前記少なくとも2つのモータ制御装置との間で前記連携制御データを共有するための共有化処理を行う第2共有化処理部
を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項記載の分散モータ制御システム。 - 産業機器を連携して駆動する複数のモータのうち1つのモータを制御するモータ制御装置であって、
前記産業機器を連携して駆動する他のモータ制御装置との連携駆動に必要な連携制御データを、前記他のモータ制御装置との間でデータ通信を介し互いに共有するための共有化処理を行う共有化処理部と、
前記共有化処理された前記連携制御データを用いて、前記1つのモータを制御する制御部と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - モータ制御における基本機能に関する第1プログラムを実行する第1領域と、モータ制御における用途別アプリケーションに関する第2プログラムを実行する第2領域と、を少なくとも確保するマルチコアプロセッサを備え、
前記第2領域において、
当該モータ制御装置と前記他のモータ制御装置による、前記産業機器を連携駆動するためのそれぞれに対応する前記モータを制御する前記第2プログラムを実行する
ことを特徴とする請求項13記載のモータ制御装置。 - 産業機器を連携して駆動する複数のモータを個別に制御する複数のモータ制御装置を有する分散モータ制御システムで実行する、分散モータ制御方法であって、
前記産業機器の連携駆動に必要な連携制御データを、前記複数のモータ制御装置に含まれる少なくとも2つのモータ制御装置どうしのデータ通信を介し互いに共有することと、
前記共有された前記連携制御データを用いて、前記少なくとも2つのモータ制御装置それぞれにより、対応する前記モータを制御することと、
を実行することを特徴とする分散モータ制御方法。
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