JP2024015630A - 制御システム、通信装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の指令値を異なる伝送方法で出力するシステムにおいて制御精度を高める技術を提供する。【解決手段】制御システムは、アプリケーションプログラムを実行して第１の指令値および第２の指令値を算出する演算部と、同期基準を示す制御周期信号に従って、第１の指令値を含む制御信号を出力する信号出力部と、制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で第２の指令値を含むフレームを送信する通信部と、制御周期信号が示す同期基準からフレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測する計測部と、計測された時間に基づいて、クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更する調整部とを含む。【選択図】図８

Description

本発明は、制御システム、通信装置および制御方法に関する。

各種デバイスを制御するにあたって、様々な揺らぎ（ジッター）が誤差要因になり得る。例えば、特開２０００－０７８８７５号公報（特許文献１）は、位相同期ループを用いたサーボ制御において、位相検出器の精度誤差に起因するジッターを低減する技術を開示する。

位相検出器のような検出デバイスだけではなく、装置間の通信においてもジッターが生じ得る。例えば、特開２００６－１２７５１４号公報（特許文献２）は、同期情報を低ジッターで伝送できるモジュラー方式数値制御装置を開示する。

特開２０００－０７８８７５号公報 特開２００６－１２７５１４号公報

複数の機構を共通の制御装置で制御するようなシステムにおいては、それぞれの機構に対する制御を互いに同期させる必要がある。上述の先行技術文献は、このような課題について、何ら考慮されていない。

本発明の一つの目的は、複数の指令値を異なる伝送方法で出力するシステムにおいて制御精度を高める技術を提供することである。

本発明の一例に従う制御システムは、アプリケーションプログラムを実行して第１の指令値および第２の指令値を算出する演算部と、同期基準を示す制御周期信号に従って、第１の指令値を含む制御信号を出力する信号出力部と、制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で第２の指令値を含むフレームを送信する通信部と、制御周期信号が示す同期基準からフレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測する計測部と、計測された時間に基づいて、クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更する調整部とを含む。

この構成によれば、制御周期信号に従って、第１の指令値を含む制御信号が出力されるタイミングに対して、予め定められた任意のタイミングで第２の指令値を含むフレームを送信できる。第１の指令値に従って動作する装置の応答時間と、第２の指令値に従って動作する装置の応答時間とに差があるとしても、タイミングの調整によって、装置間の同期を取ることができる。

計測部は、制御周期信号と、クロック信号の予め定められた周期毎に変化する同期信号とに基づいて、時間を計測するようにしてもよい。この構成によれば、第２の指令値を含むフレームの送信が開始されるタイミングを適切に計測できる。

計測部は、制御周期信号に含まれるパルスエッジを検出する第１の検出部と、同期信号に含まれるパルスエッジを検出する第２の検出部とを含んでいてもよい。この構成によれば、制御周期信号および同期信号のそれぞれに含まれるパルスエッジを検出することで、フレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測できる。

調整部は、計測された時間が予め定められた基準時間と一致するように、クロック信号の周期長さを変更するサイクル数を決定してもよい。この構成によれば、計測された時間が予め定められた基準時間と一致させるのに必要なサイクル数を用いることで、タイミング調整の制御を容易化できる。

調整部は、計測された時間と基準時間との大小関係に基づいて、クロック信号の周期長さを変更する方向を決定してもよい。この構成によれば、クロック信号の周期長さを変更する方向を容易に決定できる。

制御周期信号の１サイクル内において、周期長さを変更するクロック信号のサイクル数の上限値が予め定められていてもよい。この構成によれば、制御周期信号の各サイクルにおいて、タイミングを調整する時間幅を制限することで、フレーム通信に何らかの影響が生じ得ることを回避できる。

フレームは、クロック信号の予め定められたサイクル数に対応するようにしてもよい。この構成によれば、フレームは、クロック信号の予め定められたサイクル数で構成されるので、クロック信号の周期長さを変更することで、フレームを送信するタイミングを直接的に制御できる。

本発明の別の一例に従えば、アプリケーションプログラムを実行して第１の指令値および第２の指令値を算出する演算部と、同期基準を示す制御周期信号に従って、第１の指令値を含む制御信号を出力する制御部とに接続された通信装置が提供される。通信装置は、制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で第２の指令値を含むフレームを送信する通信部と、制御周期信号が示す同期基準からフレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測する計測部と、計測された時間に基づいて、クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更する調整部とを含む。

本発明のさらに別の一例に従う制御方法は、アプリケーションプログラムを実行して第１の指令値および第２の指令値を算出するステップと、同期基準を示す制御周期信号に従って、第１の指令値を含む制御信号を出力するステップと、制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で第２の指令値を含むフレームを送信するステップと、制御周期信号が示す同期基準からフレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測するステップと、計測された時間に基づいて、クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更するステップとを含む。

本発明のある局面によれば、複数の指令値を異なる伝送方法で出力するシステムにおいて制御精度を高めることができる。

本実施の形態に従う制御システムの構成例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムの主要なハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムのミラー制御信号の送信に係るハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムのミラー制御信号の具体例を示すタイムチャートである。 本実施の形態の関連技術において生じ得る課題を説明するための模式図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるミラー制御信号を出力するタイミングを調整する処理を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムのレーザ制御ユニットにおける機能構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるミラー制御信号を出力するタイミングを調整する処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に従う制御システムにおけるジッターの影響を吸収するための動作例を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムにおけるジッターの影響を吸収するための動作例を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムにおける設定時間が変更されたときの動作例を説明するための図である。 本実施の形態に従う制御システムの操作表示装置に表示されるユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。 本実施の形態に従う制御システムのミラー制御信号の送信に係る別のハードウェア構成例を示す模式図である。 図１３に示すミラー制御信号の生成方法を説明するための図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。

図１は、本実施の形態に従う制御システム１の構成例を示す模式図である。図１には、典型例として、レーザ加工システムの例を示すが、本発明を適用するアプリケーションは、何ら限定されるものではない。

制御システム１は、ＸＹステージ２０上に配置されたワーク４に対して、穴あけ、切断、マーキングなどのレーザ加工を行う。より具体的には、制御システム１は、制御装置１０と、ＸＹステージ２０と、レーザ３０と、ガルバノミラー４０とを含む。

ワーク４に対するレーザ加工は、ＸＹステージ２０によるワーク位置の調整と、レーザ３０が発生するレーザ光をガルバノミラー４０による照射位置の調整とを組み合わせる。ＸＹステージ２０によるワーク４の位置の調整は、変位量は相対的に大きく、かつ、応答時間は相対的に長い。これに対して、ガルバノミラー４０による照射位置の調整は、変位量は相対的に小さく、かつ、応答時間は相対的に短い。

制御装置１０は、主制御ユニット１００と、ステージ制御ユニット２００と、レーザ制御ユニット３００とを含む。

制御装置１０には、ユーザ操作に応じて、制御装置１０に対する指令を出力するとともに、制御装置１０での演算結果を出力する操作表示装置４００が接続されていてもよい。

主制御ユニット１００は、アプリケーションプログラム１１０（図２参照）を実行する演算部に相当する。アプリケーションプログラム１１０は、制御対象の機構およびワーク４などに応じて任意に作成される。主制御ユニット１００は、アプリケーションプログラム１１０を実行して、ＸＹステージ２０、レーザ３０およびガルバノミラー４０のそれぞれに対する指令値をサイクリックに算出する。主制御ユニット１００がアプリケーションプログラム１１０を実行して得られる実行結果（指令値）は、ステージ制御ユニット２００およびレーザ制御ユニット３００から出力される。

ステージ制御ユニット２００は、ＸＹステージ２０に対する指令値（第１の指令値）を含むステージ制御信号５２０（制御信号）を出力する信号出力部を含む。より具体的には、ステージ制御ユニット２００は、制御線５２を介して、ＸＹステージ２０と接続されており、ＸＹステージ２０を駆動するためのステージ制御信号５２０を出力する。

ＸＹステージ２０は、ワーク４が配置されるプレート２２と、プレート２２を駆動するサーボモータ２４およびサーボモータ２６とを含む。図１に示す例では、サーボモータ２４がプレート２２をＸ軸方向に変位させ、サーボモータ２６がプレート２２をＹ軸方向に変位させる。

ステージ制御ユニット２００からのステージ制御信号５２０は、サーボモータ２４およびサーボモータ２６をそれぞれ駆動するサーボドライバ２３およびサーボドライバ２５（図２参照）に与えられる。

レーザ制御ユニット３００は、通信装置の一例であり、制御線５３を介して、レーザ３０と接続されており、レーザ３０のオン／オフを指示するためのレーザ制御信号５３０を出力する。

また、レーザ制御ユニット３００は、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式でガルバノミラー４０に対する指令値（第２の指令値）を含むミラー制御信号５４０（フレーム）を送信する通信部を含む。より具体的には、レーザ制御ユニット３００は、通信線５４を介して、ガルバノミラー４０と接続されており、ガルバノミラー４０の照射位置を指示するためのミラー制御信号５４０を出力する。

ガルバノミラー４０は、Ｘ軸走査ミラー４３と、Ｙ軸走査ミラー４５と、レンズ４７とを含む。レーザ３０から照射された光は、レンズ４７、Ｙ軸走査ミラー４５、Ｘ軸走査ミラー４３の順に伝搬して、ＸＹステージ２０上に投射される。

Ｘ軸走査ミラー４３は、Ｘ軸走査モータ４２によって反射面の角度を調整され、Ｙ軸走査ミラー４５は、Ｙ軸走査モータ４４によって反射面の角度を調整される。レンズ４７は、Ｚ軸走査モータ４６によって、レーザ３０との相対距離を調整される。

ここで、ステージ制御信号５２０およびレーザ制御信号５３０は、電気信号である。ＸＹステージ２０およびレーザ３０は、電気信号のレベル（電位あるいは電圧）またはレベル変化に応じて動作する。これに対して、ミラー制御信号５４０は、照射位置を示すデータを変調した通信信号である。

制御システム１においては、ＸＹステージ２０によるワーク位置の調整と、ガルバノミラー４０による照射位置の調整とを同期させる必要がある。一方で、ステージ制御信号５２０およびレーザ制御信号５３０と、ミラー制御信号５４０との間では、指令値の伝送方法が異なっている。

本実施の形態は、このような指令値の伝送方法の違いがあっても、より正確な同期を実現するための解決手段を提供する。

＜Ｂ．制御システム１のハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に従う制御システム１のハードウェア構成例について説明する。

図２は、本実施の形態に従う制御システム１の主要なハードウェア構成例を示す模式図である。上述したように、制御装置１０は、主制御ユニット１００と、ステージ制御ユニット２００と、レーザ制御ユニット３００とを含む。

主制御ユニット１００は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１０６と、バスコントローラ１１２とを含む。

ストレージ１０６には、ＳＳＤ（Solid State Disk）やフラッシュメモリなどで構成され、例えば、基本的なプログラム実行環境を提供するためのシステムプログラム１０８と、目的に応じて任意に作成されるアプリケーションプログラム１１０とが格納される。

プロセッサ１０２は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などで構成され、ストレージ１０６に格納されたシステムプログラム１０８およびアプリケーションプログラム１１０を読み出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御システム１の全体的な制御を実現する。

主制御ユニット１００は、内部バス１１４を介して、ステージ制御ユニット２００およびレーザ制御ユニット３００と電気的に接続されている。バスコントローラ１１２は、内部バス１１４によるデータ通信を仲介する。

なお、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで必要な処理が提供される構成例を示したが、これらの提供される処理の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

ステージ制御ユニット２００は、サーボドライバ２３およびサーボドライバ２５に与えられるステージ制御信号５２０を生成および出力する。より具体的には、ステージ制御ユニット２００は、軸制御演算部２１０と、出力インターフェイス回路２２０とを含む。

軸制御演算部２１０は、主制御ユニット１００がアプリケーションプログラム１１０を実行することで算出される指令値を取得し、サーボドライバ２３およびサーボドライバ２５に与えるべきデータを生成する。軸制御演算部２１０は、例えば、プロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを用いて構成される演算回路によって実現される。

軸制御演算部２１０は、周期信号生成器２１２を有している。周期信号生成器２１２は、ステージ制御ユニット２００およびレーザ制御ユニット３００の間の同期基準を示す制御周期信号５１０を生成する。例えば、制御周期信号５１０は、パルス状に変化する信号であり、同期基準として、パルスエッジ（立ち上がりあるいは立ち下がり）を含んでいてもよい。

出力インターフェイス回路２２０は、信号出力部に相当し、制御周期信号５１０に従って、指令値を含むステージ制御信号５２０を出力する。より具体的には、出力インターフェイス回路２２０は、軸制御演算部２１０によって生成されたデータに従って、サーボドライバ２３およびサーボドライバ２５に与えるステージ制御信号５２０を生成する。出力インターフェイス回路２２０は、制御周期信号５１０が示す同期基準に基づいて決定されるタイミング毎に、ステージ制御信号５２０を出力または更新する。

ステージ制御信号５２０は、各制御周期における変位量、速度、角速度などの情報をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により変調した電気信号であってもよい。

軸制御演算部２１０および出力インターフェイス回路２２０を単一のＡＳＩＣまたはＦＰＧＡで実現してもよい。

レーザ制御ユニット３００は、レーザ３０に与えられるレーザ制御信号５３０、および、ガルバノミラー４０に与えられるレーザ制御信号５３０を生成および出力する。より具体的には、レーザ制御ユニット３００は、レーザ制御演算部３１０と、出力インターフェイス回路３１４と、通信インターフェイス回路３１６とを含む。

レーザ制御演算部３１０は、主制御ユニット１００がアプリケーションプログラム１１０を実行することで算出される指令値を取得し、レーザ３０およびガルバノミラー４０に与えるべきデータを生成する。レーザ制御演算部３１０は、例えば、プロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを用いて構成される演算回路によって実現される。

レーザ制御演算部３１０は、ステージ制御ユニット２００からの制御周期信号５１０と同期させて、レーザ制御信号５３０およびミラー制御信号５４０を生成する。レーザ制御演算部３１０は、ガルバノミラー４０との通信に用いるクロック信号（図３に示すクロック信号５４１）を生成するクロック生成器３１２を有している。後述するように、クロック生成器３１２は、クロック信号の周期長さを変更できるようになっている。

出力インターフェイス回路３１４は、制御周期信号５１０に従って、指令値を含むレーザ制御信号５３０を出力する。より具体的には、出力インターフェイス回路３１４は、レーザ制御演算部３１０によって生成されたデータに従って、レーザ３０に与えるレーザ制御信号５３０を生成する。レーザ制御信号５３０としては、オン／オフの２レベルを有する電気信号が用いられてもよい。出力インターフェイス回路３１４は、制御周期信号５１０が示す同期基準に基づいて決定されるタイミング毎に、レーザ制御信号５３０を出力または更新する。

通信インターフェイス回路３１６は、通信部に相当し、制御周期信号５１０に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で指令値を含むフレームを送信する。より具体的には、通信インターフェイス回路３１６は、ガルバノミラー４０と通信を行って、指令値を含むフレームをガルバノミラー４０へ送信する。通信インターフェイス回路３１６は、制御周期信号５１０が示す同期基準に基づいて決定されるタイミングに毎に、フレームの送信を開始する。

通信インターフェイス回路３１６とガルバノミラー４０との間の通信は、例えば、ＸＹ２－１００プロトコル（走査角度範囲を１６ビットの精度で指定する方式）や、ＳＬ２－１００プロトコル（走査角度範囲を２０ビットの精度で指定する方式）などを用いることができる。なお、このようなガルバノミラーあるいはガルバノスキャナに特有の通信プロトコルに限らず、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式に適用可能である。

なお、レーザ制御演算部３１０、出力インターフェイス回路３１４および通信インターフェイス回路３１６を単一のＡＳＩＣまたはＦＰＧＡで実現してもよい。

＜Ｃ．ミラー制御信号５４０＞
次に、通信線５４を介したミラー制御信号５４０（フレーム）の送信に係る構成について説明する。

図３は、本実施の形態に従う制御システム１のミラー制御信号５４０の送信に係るハードウェア構成例を示す模式図である。図３には、ミラー制御信号５４０を送信するプロトコルとして、ＸＹ２－１００プロトコルを採用した例を示す。ＸＹ２－１００プロトコルは、クロック信号を直接的に用いるクロック同期式シリアル通信に分類される。

図３を参照して、ＸＹ２－１００プロトコルを採用した場合には、ミラー制御信号５４０は、レーザ制御ユニット３００からガルバノミラー４０へ伝送される情報として、Ｘ軸走査指令角度５４３（Ｘ ＤＡＴＡ）と、Ｙ軸走査指令角度５４４（Ｙ ＤＡＴＡ）と、Ｚ軸走査指令角度５４５（Ｚ ＤＡＴＡ）とを含む。また、ミラー制御信号５４０は、ガルバノミラー４０からレーザ制御ユニット３００へ伝送される情報として、ＸＹ軸現在値５４６（ＸＹ ＳＴＡＴＵＳ）と、Ｚ軸現在値５４７（Ｚ ＳＴＡＴＵＳ）とを含む。

さらに、ミラー制御信号５４０は、クロック信号５４１（ＣＬＯＣＫ）および同期信号５４２（ＳＹＮＣ）を含む。

通信インターフェイス回路３１６は、各信号の送受信を行うためのドライバ回路を含む。

図４は、本実施の形態に従う制御システム１のミラー制御信号５４０の具体例を示すタイムチャートである。図４を参照して、走査指令角度（Ｘ軸走査指令角度５４３、Ｙ軸走査指令角度５４４、Ｚ軸走査指令角度５４５）の各々として、クロック信号５４１に同期して、フレーム５４８を構成する各ビットが逐次送出される。同様に、現在値（ＸＹ軸現在値５４６およびＺ軸現在値５４７）の各々として、クロック信号５４１に同期して、フレーム５４９を構成する各ビットが逐次送出される。

同期信号５４２は、走査指令角度および現在値を送出するタイミングを示す。図４に示す例では、走査指令角度および現在値の各々は、２０ビットで１つのフレームを構成する。このように、フレームは、クロック信号５４１の予め定められたサイクル数に対応する。

図４に示す例では、クロック信号５４１の２０サイクルで１つの情報が伝送されることになる。クロック信号５４１は、例えば、２ＭＨｚ（１周期が５００ｎｓ）のパルス信号であるので、１０μｓ毎に１つのフレームが送信されることになる。

このように、レーザ制御ユニット３００の通信インターフェイス回路３１６は、クロック信号５４１の所定のサイクル数に対応するフレームを用いて、ミラー制御信号５４０を出力する。

＜Ｄ．同期に係る課題および解決手段＞
次に、本実施の形態の関連技術において生じ得る課題およびその課題に対する解決手段について説明する。

図５は、本実施の形態の関連技術において生じ得る課題を説明するための模式図である。図５（Ａ）には、関連技術におけるタイミングチャートの一例を示し、図５（Ｂ）には、本実施の形態におけるタイミングチャートの一例を示す。

図５（Ａ）を参照して、制御装置１０は、制御周期信号５１０に含まれるパルスエッジ（例えば、立ち上がり）を同期基準として、ステージ制御信号５２０およびミラー制御信号５４０を出力または更新する。なお、レーザ制御信号５３０についても、制御周期信号５１０を同期基準として出力（または、更新）されてもよい。

例えば、制御周期信号５１０のパルスエッジが時刻ｔ１に発生した後、時刻ｔ２において、ステージ制御信号５２０およびミラー制御信号５４０を出力する。ガルバノミラー４０の応答時間は、ＸＹステージ２０の応答時間より短いので、ガルバノミラー４０の照射位置は先に目標位置に到達することになる。すなわち、ステージ制御信号５２０およびミラー制御信号５４０を同じタイミングで出力した場合には、ＸＹステージ２０によるワーク位置の調整と、ガルバノミラー４０による照射位置の調整との間にずれが生じ得る。

図５（Ｂ）を参照して、本実施の形態においては、制御周期信号５１０が示す同期基準（パルスエッジ）に対して、少なくとも、ミラー制御信号５４０を出力するタイミングが調整可能になっている。図５（Ｂ）に示す例では、時刻ｔ２において、ステージ制御信号５２０が出力され、その後の時刻ｔ３において、ミラー制御信号５４０が出力される。

ミラー制御信号５４０の出力タイミング（すなわち、フレームの送信タイミング）を調整することによって、ＸＹステージ２０によるワーク位置が目標位置に到達するタイミングと、ガルバノミラー４０による照射位置が目標位置に到達するタイミングとを一致させることができる。

ミラー制御信号５４０は、例えば、フレーム単位で出力タイミングを調整することができる。この場合には、タイミング調整の分解能は、フレーム長さ（上述の例では、１０μｓ）となる。ＸＹステージ２０の応答時間によっては、フレーム長さの分解能であってもよいが、本実施の形態においては、クロック信号の周期長さによって、フレーム単位で出力タイミングを調整する。クロック信号の周期長さの変更は、例えば、１０ｎｓ単位で可能であり、これがタイミング調整の分解能となる。すなわち、クロック信号の周期長さを変更することで、タイミング調整の分解能を約１０００倍（１０μｓ単位から１０ｎｓ単位）に詳細化できる。

図６は、本実施の形態に従う制御システム１におけるミラー制御信号５４０を出力するタイミングを調整する処理を説明するための図である。

図６（Ａ）には、制御周期信号５１０が示す同期基準（立ち上がり）から１０００ｎｓ後にミラー制御信号５４０を出力する場合の例を示す。図６（Ｂ）には、制御周期信号５１０が示す同期基準（立ち上がり）から１０５０ｎｓ後にミラー制御信号５４０の出力が開始される場合の例を示す。制御周期信号５１０が示す同期基準からミラー制御信号５４０の出力が開始されるまでの時間を以下では「設定時間」と称す。すなわち、設定時間は、制御周期信号５１０が示す同期基準からフレームの送信が開始されるまでの時間を意味する。

なお、制御周期信号５１０の周期長さと、クロック信号５４１の周期長さ（標準）とは、整数倍の関係が維持されているものとする。すなわち、制御周期信号５１０の周期長さは、クロック信号５４１の周期長さの整数倍になるように設定される。

例えば、制御周期信号５１０の周期長さは、１００μｓ（＝１００，０００ｎｓ）であり、クロック信号５４１の周期長さ（標準）は、５００ｎｓであるとする。この例では、制御周期信号５１０の周期長さは、クロック信号５４１の周期長さ（標準）の２００倍となる。なお、制御周期信号５１０の周期長さは、任意に設定可能である。

また、クロック信号５４１の周期長さは、５００ｎｓから１０ｎｓずつ変化させた４９０ｎｓおよび５１０ｎｓに変更可能であるとする。このクロック信号５４１の調整時間幅（１０ｎｓ）に応じて、設定時間についても１０ｎｓ単位で設定可能である。

例えば、設定時間の設定範囲は０．５μｓ～９μｓであってもよいし、設定時間の設定単位は１０～２０ｎｓであってもよい。

制御システム１においては、制御周期信号５１０が示す同期基準から同期信号５４２の最初の立ち下がりまでの時間を計測する。この計測される時間を以下では「計測時間」と称す。計測時間は、制御周期信号５１０が示す同期基準からフレームの送信が開始されるまでの時間に対して、クロック信号５４１の１サイクルの周期長さだけ引いた時間に相当する。すなわち、計測時間は、制御周期信号５１０が示す同期基準からフレームの送信が開始されるタイミングを示す時間の一例である。なお、同期信号５４２の最初の立ち上がりまでの時間を計測するようにしてもよい。

同期信号５４２の立ち下がりから立ち上がりまでの時間は、クロック信号５４１の１サイクルに相当する。そのため、設定時間からクロック信号５４１の周期長さ（標準）を引いた時間が計測時間と一致するように制御すればよい。設定時間からクロック信号５４１の周期長さ（標準）を引いた時間を以下では「基準時間」と称す。

図６（Ａ）に示す例においては、設定時間が１０００ｎｓであり、基準時間は５００ｎｓと算出される。この基準時間に対して、計測時間が５００ｎｓであるので、計測時間は基準時間と一致している。すなわち、ミラー制御信号５４０は、設定通りのタイミングで出力されている。

一方、図６（Ｂ）に示す例においては、設定時間が１０５０ｎｓであり、基準時間は５５０ｎｓと算出される。この基準時間に対して、計測時間が５００ｎｓであれば、基準時間に対して５０ｎｓだけ不足している。すなわち、ミラー制御信号５４０の出力タイミングは、５０ｎｓだけ早いことになる。

そこで、ミラー制御信号５４０の出力タイミングを５０ｎｓだけ遅らせるために、クロック信号５４１の周期長さを変更する。上述したように、クロック信号５４１の周期長さを４９０ｎｓおよび５１０ｎｓに変更可能である。そこで、遅らせるべき時間長さに応じて、所定のサイクル数だけクロック信号５４１の周期を長くする。

図６（Ｂ）に示す例では、クロック信号５４１の周期長さを５サイクル分だけ５１０ｎｓに変更する（調整期間）。この調整期間によって、クロック信号５４１の位相が５０ｎｓだけ遅れることになる。その結果、少なくとも、同期信号５４２の次の立ち上がり以降においては、ミラー制御信号５４０は、設定通りのタイミングで出力されることになる。

このように、制御システム１は、制御周期信号５１０の同期基準毎にミラー制御信号５４０の出力タイミングのずれを評価し、調整が必要だと判断されると、ずれの長さに応じて、クロック信号５４１の周期長さを変更する。

図７は、本実施の形態に従う制御システム１のレーザ制御ユニット３００における機能構成を示す模式図である。図７を参照して、レーザ制御ユニット３００は、クロック生成器３１２に加えて、基準時間算出部３２０と、パルスエッジ検出部３２２，３２４と、計測部３２６と、調整部３２８とを含む。

基準時間算出部３２０は、設定時間とクロック信号５４１の周期長さ（標準）とに基づいて、基準時間を算出する。より具体的には、基準時間算出部３２０は、設定時間からクロック信号５４１の周期長さ（標準）を引くことで、基準時間を算出する。

パルスエッジ検出部３２２は、制御周期信号５１０に含まれるパルスエッジ（立ち上がり）を検出する。

パルスエッジ検出部３２４は、同期信号５４２に含まれるパルスエッジ（立ち下がり）を検出する。

計測部３２６は、制御周期信号５１０が示す同期基準からフレームの送信が開始されるタイミングを示す時間の一例として、計測時間を出力する。計測部３２６は、制御周期信号５１０と、クロック信号５４１の予め定められた周期毎に変化する同期信号５４２とに基づいて、時間を計測する。より具体的には、計測部３２６は、パルスエッジ検出部３２２が制御周期信号５１０の立ち上がりを検出してから、パルスエッジ検出部３２４が同期信号５４２の立ち下がりを検出するまでの時間を計測する。

調整部３２８は、計測部２１６により計測された時間（計測時間）に基づいて、クロック信号５４１の少なくとも一部の周期長さを変更する。ここで、調整部３２８は、計測時間が予め定められた基準時間と一致するように、クロック信号５４１の周期長さを変更するサイクル数を決定する。

より具体的には、調整部３２８は、基準時間と計測時間との差に基づいて、調整期間に含めるべきサイクル数および調整方向を決定する。例えば、クロック信号５４１の周期長さを長くする方向を「正」とし、短くする方向を「負」とすることができる。このように、調整部３２８は、計測部２１６の計測時間と基準時間との大小関係に基づいて、クロック信号５４１の周期長さを変更する方向を決定する。

図６（Ｂ）に示す例に当てはめれば、調整部３２８は、クロック信号５４１を５サイクル分だけ「正」方向に調整することを決定する。

図８は、本実施の形態に従う制御システム１におけるミラー制御信号５４０を出力するタイミングを調整する処理手順を示すフローチャートである。図８に示す各ステップは、典型的には、レーザ制御ユニット３００のレーザ制御演算部３１０によって実行される。

図８を参照して、レーザ制御ユニット３００は、制御周期信号５１０のパルスエッジ（立ち上がり）を検出したか否かを判断する（ステップＳ１００）。制御周期信号５１０のパルスエッジが検出されなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、ステップＳ１００の処理が繰り返される。

制御周期信号５１０のパルスエッジが検出されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、レーザ制御ユニット３００は、同期信号５４２のパルスエッジ（立ち下がり）を検出したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。同期信号５４２のパルスエッジが検出されなければ（ステップＳ１０２においてＮＯ）、ステップＳ１０２の処理が繰り返される。

同期信号５４２のパルスエッジが検出されると（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、レーザ制御ユニット３００は、制御周期信号５１０の立ち上がりを検出してから同期信号５４２の立ち下がりを検出するまでの時間を計測する（ステップＳ１０４）。

このように、レーザ制御ユニット３００は、制御周期信号５１０が示す同期基準からフレームの送信が開始されるタイミングを示す時間（計測時間）を計測する。

レーザ制御ユニット３００は、計測時間と設定時間との差分を算出する（ステップＳ１０６）。そして、レーザ制御ユニット３００は、算出した差分がゼロであるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。

算出した差分がゼロでなければ（ステップＳ１０８においてＮＯ）、レーザ制御ユニット３００は、算出した差分に基づいて、調整期間に含めるべきサイクル数および調整方向を決定する（ステップＳ１１０）。そして、レーザ制御ユニット３００は、同期信号５４２のパルスエッジ（立ち上がり）を検出したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。同期信号５４２のパルスエッジが検出されなければ（ステップＳ１１２においてＮＯ）、ステップＳ１１２の処理が繰り返される。

同期信号５４２のパルスエッジが検出されると（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、レーザ制御ユニット３００は、決定されたサイクル数だけクロック信号５４１の周期長さを変更する（ステップＳ１１４）。続いて、レーザ制御ユニット３００は、クロック信号５４１の周期長さを元に戻す（ステップＳ１１６）。

このように、レーザ制御ユニット３００は、計測時間に基づいて、クロック信号５４１の少なくとも一部の周期長さを変更する。

そして、ステップＳ１００以下の処理が繰り返される。
算出した差分がゼロであれば（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、以下の処理はスキップされた、ステップＳ１００以下の処理が繰り返される。

＜Ｅ．動作例＞
次に、制御システム１の動作例について説明する。

（ｅ１：ジッターの影響）
制御周期信号５１０の周期長さにはジッターが発生することもある。例えば、制御周期信号５１０に生じるジッターは、制御周期信号５１０の周期長さの数１００ｐｐｍ（Part Par Million）であり、制御周期信号５１０の送受信回路に生じる回路ジッターは、数１０ｎｓ程度である。

制御システム１においては、制御周期信号５１０の周期長さにジッターが発生したとしても、ミラー制御信号５４０の出力タイミングのずれを調整できる。

図９および図１０は、本実施の形態に従う制御システム１におけるジッターの影響を吸収するための動作例を説明するための図である。図９には、制御周期信号５１０の周期長さが長くなった場合の動作例を示し、図１０には、制御周期信号５１０の周期長さが短くなった場合の動作例を示す。

図９を参照して、制御周期信号５１０の立ち上がりタイミングである時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との間の時間長さがジッターにより１０ｎｓだけ長くなったとする。この結果、制御周期信号５１０が時刻Ｔ２において立ち上がってから、同期信号５４２が立ち下がるまでの時間（計測時間３５２）は、４９０ｎｓとなる。設定時間３５０が１０００ｎｓであり、基準時間３５１が５００ｎｓであれば、差分３５３（計測時間３５２－基準時間３５１）は－１０ｎｓとなる。すなわち、基準時間３５１に対して、１０ｎｓだけタイミングが早いことを意味する。

この差分３５３を解消するために、調整期間においては、１サイクルだけ周期長さを長くしたクロック信号５４１が生成される。調整期間において生成されるべきサイクル数が調整サイクル数３５４に相当する。このとき、調整サイクル数３５４は１に設定される。

すなわち、同期信号５４２の立ち上がり直後のクロック信号５４１については、周期長さが５１０ｎｓに設定される。その後のクロック信号５４１の周期長さは標準の５００ｎｓに戻される。

図１０を参照して、制御周期信号５１０の立ち上がりタイミングである時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との間の時間長さがジッターにより１０ｎｓだけ短くなったとする。この結果、制御周期信号５１０が時刻Ｔ２において立ち上がってから、同期信号５４２が立ち下がるまでの時間（計測時間３５２）は、５１０ｎｓとなる。設定時間３５０が１０００ｎｓであり、基準時間３５１が５００ｎｓであれば、差分３５３（計測時間３５２－基準時間３５１）は＋１０ｎｓとなる。すなわち、基準時間３５１に対して、１０ｎｓだけタイミングが遅いことを意味する。

この差分３５３を解消するために、調整期間においては、１サイクルだけ周期長さを短くしたクロック信号５４１が生成される。このとき、調整サイクル数３５４は１に設定される。

すなわち、同期信号５４２の立ち上がり直後のクロック信号５４１については、周期長さが４９０ｎｓに設定される。その後のクロック信号５４１の周期長さは標準の５００ｎｓに戻される。

このように、差分３５３に応じて、同期信号５４２の立ち上がり直後のクロック信号５４１について周期長さが変更される。差分３５３（計測時間３５２－基準時間３５１）が負の値であれば、同期信号５４２の周期長さは＋１０ｎｓに変更され、差分３５３が正の値であれば、同期信号５４２の周期長さは－１０ｎｓに変更される。また、差分３５３の大きさに応じて、周期長さを変更されるサイクル数が決定される。

（ｅ２：設定時間の変更）
次に、ミラー制御信号５４０が出力中に設定時間が変更された場合の動作例について説明する。

図１１は、本実施の形態に従う制御システム１における設定時間が変更されたときの動作例を説明するための図である。図１１には、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の間に、設定時間３５０が１０００ｎｓから２０００ｎｓに変更された場合の動作例を示す。

図１１を参照して、制御周期信号５１０が時刻Ｔ１１において立ち上がってから、同期信号５４２が時刻ｔ１１において立ち下がるまでの時間（計測時間３５２）は、５００ｎｓであり、基準時間３５１は５００ｎｓであるので、差分３５３はゼロとなる。その結果、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の間において、クロック信号５４１の周期長さは標準の５００ｎｓに維持される。

時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の間（区間Ｐ１）に、設定時間３５０が１０００ｎｓから２０００ｎｓに変更されると、時刻Ｔ１２において、基準時間３５１が１５００ｎｓに変更される。制御周期信号５１０が時刻Ｔ１２において立ち上がってから、同期信号５４２が時刻ｔ１２において立ち下がるまでの時間（計測時間３５２）は５００ｎｓであるので、差分３５３（計測時間３５２－基準時間３５１）は－１０００ｎｓとなる。この差分３５３を解消するために、周期長さを長くしたクロック信号５４１が１００サイクル分必要と決定される。このとき、調整サイクル数３５４は１００に設定される。

そして、時刻ｔ１２の直後に同期信号５４２が立ち上がると、周期長さが５１０ｎｓのクロック信号５４１が連続して生成されることになる。但し、制御周期信号５１０の１サイクル内において、周期長さを変更するクロック信号５４１のサイクル数の上限値が設定されていてもよい。図１１に示す例では、１０サイクルが上限として設定されているとする。すなわち、制御周期信号５１０の１サイクルの同期性能は、１００ｎｓである。そのため、同期信号５４２が立ち上がった後、周期長さを５１０ｎｓに変更されたクロック信号５４１が１０サイクル分生成されると、クロック信号５４１の周期長さは標準の５００ｎｓに戻される。

この結果、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３の間において、１０ｎｓ×１０サイクル＝１００ｎｓだけ出力タイミングが調整されることになる。

続いて、制御周期信号５１０が時刻Ｔ１３において立ち上がってから、同期信号５４２が時刻ｔ１３において立ち下がるまでの時間（計測時間３５２）は６００ｎｓ（５００ｎｓから１００ｎｓ分だけ遅れている）であるので、差分３５３は－９００ｎｓとなる。この差分３５３を解消するために、調整サイクル数３５４は９０に設定される。

時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の区間と同様に、同期信号５４２が立ち上がった後、周期長さを５１０ｎｓに変更されたクロック信号５４１が１０サイクル分生成されると、クロック信号５４１の周期長さは標準の５００ｎｓに戻される。

以下同様にして、ミラー制御信号５４０の出力タイミングは、制御周期信号５１０の１周期毎に１００ｎｓずつ調整されることになる。その結果、制御周期信号５１０の１０サイクル分（区間Ｐ２）で、ミラー制御信号５４０の出力タイミングは、設定された２０００ｎｓに調整される。

その後、クロック信号５４１の周期長さは標準の５００ｎｓに維持される（区間Ｐ３）。

なお、図１１に示す例では、周期長さを変更できるクロック信号５４１の上限値は任意に設定できる。また、必ずしも、周期長さを変更できるクロック信号５４１の上限値を設けなくてもよい。

（ｅ３：小括）
制御システム１においては、クロック信号５４１に同期したフレーム送信へ影響を与えないように、制御周期信号５１０の各サイクルにおいて生成されるクロック信号５４１の数は不変としつつ、クロック信号５４１の周期長さを徐々に変更する。この結果、制御周期信号５１０に対するクロック信号５４１の位相が調整されることになる。位相の調整によって、ミラー制御信号５４０の出力タイミングを高い分解能で任意に変更できる。

＜Ｆ．ユーザインターフェイス＞
次に、制御システム１が提供するユーザインターフェイスの一例について説明する。典型的には、ユーザは、制御装置１０に接続された操作表示装置４００を介して、上述したような処理を実現するための設定を入力する。

図１２は、本実施の形態に従う制御システム１の操作表示装置４００に表示されるユーザインターフェイス画面４５０の一例を示す模式図である。図１２には、ミラー制御信号５４０の出力タイミングを調整する場合に使用されるユーザインターフェイス画面の例を示す。

図１２を参照して、ユーザインターフェイス画面４５０は、上述したような処理に必要な設定を受け付ける。

ユーザインターフェイス画面４５０は、制御周期信号５１０の周期長さの設定を受け付ける入力部４５２と、現在の出力タイミングを表示する表示部４５４と、変更後の出力タイミングの設定を受け付ける入力部４５６と、出力タイミングを変更するのに必要な調整期間を表示する表示部４５８と、設定反映ボタン４６０とを含む。

ユーザは、予め制御周期信号５１０の周期長さを入力部４５２に入力する。操作表示装置４００は、現在設定されている出力タイミングを表示部４５４に表示する。

ユーザは、現在設定されている出力タイミングを変更したい場合には、変更後の出力タイミングを入力部４５６に入力する。

操作表示装置４００は、設定されている制御周期信号５１０の周期長さ、現在の出力タイミング、変更後の出力タイミング、および同期性能などに基づいて、出力タイミングの調整に必要な期間を算出する。

より具体的には、操作表示装置４００は、出力タイミングの変更時間と、制御周期信号５１０の１サイクルで調整できる時間幅（同期性能）とに基づいて、出力タイミングの調整に必要な制御周期信号のサイクル数を算出する。なお、予め余裕率（マージン）を設定しておいてもよい。例えば、マージンが２であれば、算出されたサイクル数の２倍が必要な期間として決定される。

最終的に、ユーザが設定反映ボタン４６０を選択すると、表示されている設定内容が制御装置１０へ送信される。

ユーザは、上述したようなユーザインターフェイス画面４５０を用いて、ワーク４に対するレーザ加工などの結果を見ながら、ミラー制御信号５４０の出力タイミングを調整する。

＜Ｇ．その他の実施の形態＞
上述の説明においては、主として、ＸＹ２－１００プロトコルを採用した例について説明したが、本解決手段は、クロック信号を間接的に用いる通信方式に適用可能である。

図１３は、本実施の形態に従う制御システム１のミラー制御信号５４０の送信に係る別のハードウェア構成例を示す模式図である。図１３には、ミラー制御信号５４０を送信するプロトコルとして、ＳＬ２－１００プロトコルを採用した例を示す。ＳＬ２－１００プロトコルは、クロック信号を間接的に用いるクロック非同期式シリアル通信に分類される。

図１３を参照して、ＳＬ２－１００プロトコルを採用した場合には、ミラー制御信号５４０は、レーザ制御ユニット３００からガルバノミラー４０へ伝送される情報として、Ｘ軸およびＹ軸についての入力データ５５１（ＸＹ－ＩＮ）と、Ｘ軸およびＹ軸についての出力データ５５２（ＸＹ－ＯＵＴ）と、Ｚ軸についての入力データ５５３（Ｚ－ＩＮ）と、Ｚ軸についての出力データ５５４（Ｚ－ＯＵＴ）とを含む。

なお、ミラー制御信号５４０は、クロック信号（ＣＬＯＣＫ）および同期信号（ＳＹＮＣ）を含まない。

図１４は、図１３に示すミラー制御信号５４０の生成方法を説明するための図である。図１４（Ａ）に示すように、ミラー制御信号５４０は、時間的に連続するフレームから構成される。所定数（例えば、１９２個）のフレームが１つのチャネルステータスブロックを構成する。フレームの各々は、２つのサブフレームを含んでいる。各サブフレームは、先頭にプリアンブルを含む。

図１４（Ｂ）に示すように、ミラー制御信号は、二値化データをクロック信号で変調することで生成されるバイフェーズマスクデータから構成される。バイフェーズマスクデータを生成するためのクロック信号の周期長さが上述したような方法で調整される。すなわち、クロック信号の周期長さを調整することで、各フレームあるいは各サブフレームの長さが伸張することになり、制御周期信号５１０と同期させることができる。

このように、クロック信号を間接的に用いる通信方式であっても、制御周期信号５１０とミラー制御信号５４０との同期を維持することができる。

＜Ｈ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
アプリケーションプログラム（１１０）を実行して第１の指令値および第２の指令値を算出する演算部（１００）と、
同期基準を示す制御周期信号（５１０）に従って、前記第１の指令値を含む制御信号（５２０）を出力する信号出力部（２００；２２０）と、
前記制御周期信号に従って、クロック信号（５４１）を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で前記第２の指令値を含むフレーム（５４０）を送信する通信部（３００；３１６）と、
前記制御周期信号が示す同期基準から前記フレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測する計測部（３２２，３２４，３２６）と、
前記計測された時間に基づいて、前記クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更する調整部（３２８）とを備える、制御システム。

［構成２］
前記計測部は、前記制御周期信号と、前記クロック信号の予め定められた周期毎に変化する同期信号とに基づいて、前記時間を計測する、構成１に記載の制御システム。

［構成３］
前記計測部は、
前記制御周期信号に含まれるパルスエッジを検出する第１の検出部（３２２）と、
前記同期信号に含まれるパルスエッジを検出する第２の検出部（３２４）とを含む、構成２に記載の制御システム。

［構成４］
前記調整部は、前記計測された時間が予め定められた基準時間と一致するように、前記クロック信号の周期長さを変更するサイクル数を決定する、構成１～３のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成５］
前記調整部は、前記計測された時間と前記基準時間との大小関係に基づいて、前記クロック信号の周期長さを変更する方向を決定する、構成４に記載の制御システム。

［構成６］
前記制御周期信号の１サイクル内において、周期長さを変更する前記クロック信号のサイクル数の上限値が予め定められている、構成１～５のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成７］
前記フレームは、前記クロック信号の予め定められたサイクル数に対応する、構成１～６のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成８］
アプリケーションプログラム（１１０）を実行して第１の指令値および第２の指令値を算出する演算部（１００）と、同期基準を示す制御周期信号（５１０）に従って、前記第１の指令値を含む制御信号（５２０）を出力する制御部（２００）とに接続された通信装置（３００）であって、
前記制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で前記第２の指令値を含むフレーム（５４０）を送信する通信部（３１６）と、
前記制御周期信号が示す同期基準から前記フレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測する計測部（３２２，３２４，３２６）と、
前記計測された時間に基づいて、前記クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更する調整部（３２８）とを備える、通信装置。

［構成９］
アプリケーションプログラム（１１０）を実行して第１の指令値および第２の指令値を算出するステップ（１００）と、
同期基準を示す制御周期信号（５１０）に従って、前記第１の指令値を含む制御信号（５２０）を出力するステップ（２００）と、
前記制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で前記第２の指令値を含むフレーム（５４０）を送信するステップ（３１６）と、
前記制御周期信号が示す同期基準から前記フレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測するステップ（Ｓ１００～Ｓ１０４）と、
前記計測された時間に基づいて、前記クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更するステップ（Ｓ１１０～Ｓ１１６）とを備える、制御方法。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 制御システム、４ ワーク、１０ 制御装置、２０ ＸＹステージ、２２ プレート、２３，２５ サーボドライバ、２４，２６ サーボモータ、３０ レーザ、４０ ガルバノミラー、４２ Ｘ軸走査モータ、４３ 軸走査ミラー、４４ Ｙ軸走査モータ、４５ Ｙ軸走査ミラー、４６ Ｚ軸走査モータ、４７ レンズ、５２，５３ 制御線、５４ 通信線、１００ 主制御ユニット、１０２ プロセッサ、１０４ メインメモリ、１０６ ストレージ、１０８ システムプログラム、１１０ アプリケーションプログラム、１１２ バスコントローラ、１１４ 内部バス、２００ ステージ制御ユニット、２１０ 軸制御演算部、２１２ 周期信号生成器、２１６，３２６ 計測部、２２０，３１４ 出力インターフェイス回路、３００ レーザ制御ユニット、３１０ レーザ制御演算部、３１２ クロック生成器、３１６ 通信インターフェイス回路、３２０ 基準時間算出部、３２２，３２４ パルスエッジ検出部、３２８ 調整部、３５０ 設定時間、３５１ 基準時間、３５２ 計測時間、３５３ 差分、３５４ 調整サイクル数、４００ 操作表示装置、４５０ ユーザインターフェイス画面、４５２，４５６ 入力部、４５４，４５８ 表示部、４６０ 設定反映ボタン、５１０ 制御周期信号、５２０ ステージ制御信号、５３０ レーザ制御信号、５４０ ミラー制御信号、５４１ クロック信号、５４２ 同期信号、５４３ Ｘ軸走査指令角度、５４４ Ｙ軸走査指令角度、５４５ Ｚ軸走査指令角度、５４６ 軸現在値、５４７ Ｚ軸現在値、５４８，５４９ フレーム、５５１，５５３ 入力データ、５５２，５５４ 出力データ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 区間。

Claims (9)

1. アプリケーションプログラムを実行して第１の指令値および第２の指令値を算出する演算部と、
   同期基準を示す制御周期信号に従って、前記第１の指令値を含む制御信号を出力する信号出力部と、
   前記制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で前記第２の指令値を含むフレームを送信する通信部と、
   前記制御周期信号が示す同期基準から前記フレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測する計測部と、
   前記計測された時間に基づいて、前記クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更する調整部とを備える、制御システム。
2. 前記計測部は、前記制御周期信号と、前記クロック信号の予め定められた周期毎に変化する同期信号とに基づいて、前記時間を計測する、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記計測部は、
   前記制御周期信号に含まれるパルスエッジを検出する第１の検出部と、
   前記同期信号に含まれるパルスエッジを検出する第２の検出部とを含む、請求項２に記載の制御システム。
4. 前記調整部は、前記計測された時間が予め定められた基準時間と一致するように、前記クロック信号の周期長さを変更するサイクル数を決定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
5. 前記調整部は、前記計測された時間と前記基準時間との大小関係に基づいて、前記クロック信号の周期長さを変更する方向を決定する、請求項４に記載の制御システム。
6. 前記制御周期信号の１サイクル内において、周期長さを変更する前記クロック信号のサイクル数の上限値が予め定められている、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
7. 前記フレームは、前記クロック信号の予め定められたサイクル数に対応する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御システム。
8. アプリケーションプログラムを実行して第１の指令値および第２の指令値を算出する演算部と、同期基準を示す制御周期信号に従って、前記第１の指令値を含む制御信号を出力する制御部とに接続された通信装置であって、
   前記制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で前記第２の指令値を含むフレームを送信する通信部と、
   前記制御周期信号が示す同期基準から前記フレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測する計測部と、
   前記計測された時間に基づいて、前記クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更する調整部とを備える、通信装置。
9. アプリケーションプログラムを実行して第１の指令値および第２の指令値を算出するステップと、
   同期基準を示す制御周期信号に従って、前記第１の指令値を含む制御信号を出力するステップと、
   前記制御周期信号に従って、クロック信号を直接的または間接的に用いる任意の通信方式で前記第２の指令値を含むフレームを送信するステップと、
   前記制御周期信号が示す同期基準から前記フレームの送信が開始されるタイミングを示す時間を計測するステップと、
   前記計測された時間に基づいて、前記クロック信号の少なくとも一部の周期長さを変更するステップとを備える、制御方法。

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