JP2587513B2 - Motor control device and control method thereof - Google Patents

Motor control device and control method thereof

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JP2587513B2
JP2587513B2 JP2015077A JP1507790A JP2587513B2 JP 2587513 B2 JP2587513 B2 JP 2587513B2 JP 2015077 A JP2015077 A JP 2015077A JP 1507790 A JP1507790 A JP 1507790A JP 2587513 B2 JP2587513 B2 JP 2587513B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,産業用ロボットに用いられるサーボモータ
などのモータを制御するモータ制御装置およびその方法
に関するものであり,特に,複数のモータを総合的に制
御するため,主制御部で算出した制御量を各モータ制御
部に周期的に送信して各モータ制御部を対応するモータ
を制御するように構成されたモータ制御装置において,
各モータ制御部に対する通信時間を短縮するモータ制御
装置,および,その方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a motor control device and method for controlling a motor such as a servomotor used in an industrial robot, and more particularly to a method for controlling a plurality of motors. In the motor control device configured to periodically transmit the control amount calculated by the main control unit to each motor control unit to control the corresponding motor,
The present invention relates to a motor control device and a method for shortening a communication time for each motor control unit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

モータ制御装置の1例として,第7図に産業用ロボッ
トにおけるディジタル式サーボ制御装置の構成を示す。
このサーボ制御装置は,マイクロコンピュータで実現さ
れたロボット主制御部100とそれぞれマイクロコンピュ
ータで実現されている第1〜第4のサーボドライバ(モ
ータ制御部)301〜304とが通信経路201〜204を介して接
続されている。
As an example of a motor control device, FIG. 7 shows the configuration of a digital servo control device in an industrial robot.
In this servo control device, a robot main control unit 100 realized by a microcomputer and first to fourth servo drivers (motor control units) 301 to 304 realized by a microcomputer respectively communicate through communication paths 201 to 204. Connected through.

ロボット主制御部100は制御対象の状況と制御指令に
基づいて制御対象を駆動するため各サーボモータ(図示
せず)を駆動すべき制御量を算出し,通信経路201〜204
を介して対応するサーボドライバ301〜304に送出する。
各サーボドライバが主制御部100からの制御量を受信し
て,対応するサーボモータを直接駆動制御する。各サー
ボモータは産業用ロボットの各軸のアームを駆動する。
The robot main controller 100 calculates a control amount to drive each servomotor (not shown) to drive the control target based on the control target situation and the control command, and the communication paths 201 to 204
To the corresponding servo drivers 301-304.
Each servo driver receives the control amount from the main control unit 100 and directly drives and controls the corresponding servo motor. Each servo motor drives an arm of each axis of the industrial robot.

このようなディジタル式モータ制御装置における従来
の処理方法を第12図〜第13図および第14図(a)〜
(e)を参照して述べる。
A conventional processing method in such a digital motor control device is shown in FIGS.
This will be described with reference to (e).

第12図は従来のロボット主制御部100の処理動作を示
すフローチャートである。ロボット主制御部は,まず,
産業用ロボットの各軸を制御すべき指令,たとえば,テ
ィーチング内容に基づく移動の始点と終点,そして,制
御対象の現在の状況,たとえば,位置,角度などに応じ
て各軸についてアームを駆動すべき移動量を計算する
(ステップS051)。ついで,上述した全体の移動量をも
とに,一定周期τ1,たとえば,第14図(a)に示したよ
うに,τ1=1msで各軸を円滑に移動させるべき移動量
(単位制御量)a1〜a4を算出する(ステップS052)。ロ
ボット主制御部100は,上記単位制御量a1〜a4を,上記
周期τ1内で対応するサーボドライバに順次送信する
(ステップS053〜S056)。
FIG. 12 is a flowchart showing the processing operation of the conventional robot main controller 100. First, the robot main controller
Commands to control each axis of the industrial robot, for example, starting and ending points of movement based on teaching content, and drive the arm for each axis according to the current situation of the controlled object, for example, position, angle, etc. The movement amount is calculated (step S051). Then, based on the above-mentioned entire movement amount, a movement amount (unit control amount) for moving each axis smoothly at a constant period τ1, for example, τ1 = 1 ms as shown in FIG. a1 to a4 are calculated (step S052). The robot main controller 100 sequentially transmits the unit control amounts a1 to a4 to the corresponding servo drivers within the period τ1 (steps S053 to S056).

一方,各サーボドライバ,たとえば,第1のサーボド
ライバ301は,第13図に示したように,ロボット主制御
部100で算出され,ロボット主制御部100から送出される
単位制御量a1を通信経路201を介して受信し(ステップS
061),受信データa1からそ内部定数を用いてサーボモ
ータを制御するために必要なデータを算出し(ステップ
S062),その算出データに基づいて対応するサーボモー
タを駆動制御する(ステップS063)。
On the other hand, as shown in FIG. 13, each servo driver, for example, the first servo driver 301 transmits the unit control amount a1 calculated by the robot main control unit 100 and transmitted from the robot main control unit 100 to a communication path. Received via 201 (Step S
061), calculates the data necessary to control the servo motor from the received data a1 using its internal constants (step
In step S062, the corresponding servomotor is drive-controlled based on the calculated data (step S063).

上記処理動作は,第14図(a)〜(e)に示したよう
に,一定周期τ1で行われる。したがって,ロボット主
制御部100から各サーボドライバ301〜304に送信する制
御量送信タイミングは一定周期τ1であり,各サーボモ
ータの制御周期も上記周期τ1である。この周期τ1が
サーボモータおよびアームの慣性を考慮して制御対象を
円滑に駆動するための制御周期でもある。すなわち,こ
のようなディジタルサーボ制御系統においては,サンプ
リング周期で制御することになるが,サーボモータおよ
びアームなどの慣性を考慮して,サーボモータを円滑に
駆動させるサンプリング周期が通信周期にもなってい
る。
The above processing operation is performed at a constant period τ1, as shown in FIGS. 14 (a) to 14 (e). Therefore, the control amount transmission timing transmitted from the robot main control unit 100 to each of the servo drivers 301 to 304 is a fixed period τ1, and the control period of each servo motor is also the above period τ1. This period τ1 is also a control period for smoothly driving the control target in consideration of the inertia of the servomotor and the arm. In other words, in such a digital servo control system, control is performed at a sampling period. However, considering the inertia of the servo motor and the arm, the sampling period for smoothly driving the servo motor becomes the communication period. I have.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

第14図(a)〜(e)から明らかなように,ロボット
主制御部が一定周期τ1で上述の制御量を算出し,その
周期で各サーボドライバに単位制御量を通信している
と,各サーボドライバに対する通信時間τ11が周期τ1
のうちの相当の比率を占め,周期τ1におけるその他の
処理を行うための時間τ12が充分とれないという問題に
遭遇している。このため,たとえば,さらにマイクロコ
ンピュータを増設せずに,さらに複雑な制御処理を行お
うとしたような場合性能的限界に遭遇して複雑な制御処
理を行うことが不可能であるという問題,あるいは,制
御対象軸を増加させるなどの制御対象を拡大しようとし
ても拡大できないなどの問題がある。
As is clear from FIGS. 14 (a) to (e), when the robot main control unit calculates the above control amount at a constant period τ1, and communicates the unit control amount to each servo driver at that period, The communication time τ11 for each servo driver is the period τ1
And a problem that the time τ12 for performing other processing in the cycle τ1 is not sufficient. For this reason, for example, when an attempt is made to perform more complicated control processing without further adding a microcomputer, a problem is encountered in that it is impossible to perform complicated control processing due to encountering a performance limit, or There is a problem that it is not possible to expand the control target such as increasing the control target axis.

以上の問題は産業用ロボット装置に限らず,複数のモ
ータを制御する上述した装置と同様な装置の場合も同じ
である。
The above problem is not limited to the industrial robot device, and is the same for a device similar to the above-described device for controlling a plurality of motors.

したがって,本発明は,新たな設備の増設なしで,か
つ,実質的にサーボモータなどのモータの制御特性を低
下させずに,既存の主制御部の性能を有効に発揮させう
るモータ制御装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a motor control device capable of effectively exerting the performance of an existing main control unit without adding new equipment and without substantially reducing the control characteristics of a motor such as a servomotor. The purpose is to provide.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上述した問題を解決するために,本発明は,主制御部
からモータ制御部へモータを複数制御周期分に駆動する
制御データを送出して通信回数を低減して通信に占める
時間を短縮し,各モータ制御部において複数制御周期分
の制御データを各制御周期ごとの単位制御データに変換
し,自己のモータ制御部内において複数回の制御周期ご
とに単位制御データを用いて対応するモータを駆動制御
するという構想に基づく。
In order to solve the above-described problem, the present invention is to transmit control data for driving a motor for a plurality of control periods from a main control unit to a motor control unit, thereby reducing the number of times of communication and shortening the time occupied in communication. Each motor control unit converts control data for a plurality of control cycles into unit control data for each control cycle, and drives and controls the corresponding motor in its own motor control unit using the unit control data for each of multiple control cycles Based on the concept of doing.

すなわち,本発明は,主制御部と各々のモータ制御部
との間の通信時間が短縮されるように,主制御部と各々
のモータ制御部とに制御量算出の役割を分担させること
により,従来同様の制御性能を維持しつつ,主制御部の
通信に占める負担を軽減して,複数のモータを総合的に
かつ円滑に制御するものである。
That is, the present invention allows the main control unit and each motor control unit to share the role of calculating the control amount so that the communication time between the main control unit and each motor control unit is reduced. It is intended to control the plurality of motors comprehensively and smoothly while reducing the burden on the communication of the main control unit while maintaining the same control performance as the conventional one.

したがって,制御量の通信に要する時間が短縮される
ように主制御部と各モータ制御部とに制御量算出の仕事
を分担させても,各モータ制御部では従来と同様の制御
周期であるため,例えば,産業用ロボットにおけるサー
ボモータおよびアームの慣性を考慮して制御対象を円滑
に駆動するために必要な制御周期は確保でき,制御系の
安定性は保たれる。
Therefore, even if the main control unit and each motor control unit share the task of calculating the control amount so that the time required for communication of the control amount is shortened, each motor control unit has the same control cycle as before. For example, the control cycle necessary for smoothly driving the control target in consideration of the inertia of the servo motor and the arm in the industrial robot can be secured, and the stability of the control system is maintained.

また,各々のモータ制御部の制御周期は,アームや減
速機等の機構の応答性に比較して十分短いことから,主
制御部は制御対象全体として影響のない範囲で複数周期
分の制御量を一括して算出するため,従来と同様の制御
性能が維持される。
In addition, since the control cycle of each motor control unit is sufficiently short compared to the response of mechanisms such as arms and reduction gears, the main control unit controls the control amount for multiple cycles within the range that does not affect the entire control target. Are collectively calculated, so that the same control performance as that of the related art is maintained.

本発明のモータ制御装置は,第1図に示した主制御部
10と,複数のモータ制御部50からなる。主制御部10は,
各モータに対するモータ制御周期の複数の周期分の制御
量を算出する制御量算出手段20と,該制御量算出手段か
らの各モータに対する制御量を異なる通信タイミングで
複数のモータ制御部50のうちの対応するモータ制御部50
に通信経路42〜44を会して送出する通信手段30とからな
る。また,モータ制御部,たとえば,第2図に示したモ
ータ制御部52は,前記通信手段30から対応する制御量を
受信する通信手段522と,該受信制御量から各モータ制
御周期で制御すべき単位制御量を算出する単位制御量算
出手段524と,各モータ制御周期で該単位制御量に基づ
いて対応するモータを駆動制御する制御手段524とを有
する。
The motor control device according to the present invention comprises a main control unit shown in FIG.
10 and a plurality of motor control units 50. The main control unit 10
A control amount calculating means for calculating a control amount for a plurality of motor control cycles for each motor; and a control amount for each motor from the control amount calculating means at different communication timings among the plurality of motor control units. Corresponding motor control unit 50
And communication means 30 for transmitting the communication paths 42-44. Further, the motor control unit, for example, the motor control unit 52 shown in FIG. 2 should control the communication unit 522 for receiving the corresponding control amount from the communication unit 30 and control the motor control cycle in each motor control cycle based on the reception control amount. It has a unit control amount calculating unit 524 for calculating a unit control amount, and a control unit 524 for controlling driving of a corresponding motor based on the unit control amount in each motor control cycle.

〔作用〕[Action]

上述したモータ制御装置の作用を添付フローチャート
を参照して述べる。
The operation of the motor control device described above will be described with reference to the attached flowchart.

第3図に主制御部10の処理フローチャートを示す。 FIG. 3 shows a processing flowchart of the main control unit 10.

ステップS001 主制御部10の管理手段12は,制御量算出・通信タイミ
ングに到達したか否かを判別する。この制御量算出・通
信タイミングは,第5図(a)に示したように,周期的
である。この周期t10が,従来の周期τ1に相当する。
たとえば,従来の周期τ1が1msであれば,t10が1msとな
る。
Step S001 The management means 12 of the main controller 10 determines whether or not the control amount calculation / communication timing has been reached. The control amount calculation / communication timing is periodic as shown in FIG. 5 (a). This cycle t10 corresponds to the conventional cycle τ1.
For example, if the conventional period τ1 is 1 ms, t10 is 1 ms.

この制御量算出・通信タイミングに到達したか否か
は,たとえば,主制御部10に設けられたタイマ(図示せ
ず)の割り込みなどにより行われる。
Whether or not the control amount calculation / communication timing has been reached is determined, for example, by interruption of a timer (not shown) provided in the main control unit 10.

ステップS002〜S004 管理手段12は,制御量算出・通信タイミングに到達し
たことを識別すると,このタイミングがどのモータに対
する制御量算出・通信処理かを判別する。
Steps S002 to S004 When the management means 12 identifies that the control amount calculation / communication timing has been reached, the management means 12 determines to which motor the control amount calculation / communication process corresponds to this timing.

ステップS003〜S004 第1のモータに対する制御量算出・通信タイミングの
場合,管理手段12は,制御量算出手段20を起動する。こ
れにより,制御量算出手段20は,制御対象の全体制御の
中で,次の複数の制御周期の間に各モータを駆動させる
べき制御量を算出する(この算出タイミングが第5図
(b)の斜線で示した時間t11に相当する)。
Steps S003 to S004 In the case of the control amount calculation / communication timing for the first motor, the management means 12 activates the control amount calculation means 20. Thereby, the control amount calculating means 20 calculates a control amount to drive each motor during the next plurality of control cycles in the overall control of the control target (this calculation timing is shown in FIG. 5B). (Corresponding to the time t11 indicated by oblique lines).

管理手段12は通信手段30を起動する。通信手段30は,
第1のモータに対する制御量を通信経路42を介して,第
1のモータ制御部52に送出する(第5図(b)の白線で
示した時間t12)。
The management means 12 activates the communication means 30. The communication means 30
The control amount for the first motor is transmitted to the first motor control unit 52 via the communication path 42 (time t12 indicated by a white line in FIG. 5B).

ここで,第5図(b)〜(d)に示したように,各モ
ータ制御部に対する通信処理は異なるタイミングで行わ
れる。
Here, as shown in FIGS. 5 (b) to (d), communication processing for each motor control unit is performed at different timings.

第1のモータ制御部52の処理フローチャートを第4図
に示す。
FIG. 4 shows a processing flowchart of the first motor control unit 52.

ステップS011〜S012 主制御部10の通信手段30から送信要求があった場合,
第1のモータ制御部52の通信手段522が起動され,上述
した制御データを受信する(第6図(c))。
Steps S011 to S012 When there is a transmission request from the communication unit 30 of the main control unit 10,
The communication means 522 of the first motor control unit 52 is activated and receives the above-mentioned control data (FIG. 6 (c)).

ステップS013 通信手段522の上記データ受信によって,単位制御量
算出手段524が起動され,上述した制御量から各制御周
期当たりの単位制御量を算出する(第6図(d))。
Step S013 The unit control amount calculating unit 524 is activated by the data reception of the communication unit 522, and calculates the unit control amount per each control cycle from the above-mentioned control amount (FIG. 6 (d)).

この単位制御量の算出方法としては,たとえば,受信
制御量を各制御周期に平均化する。
As a method of calculating the unit control amount, for example, the reception control amount is averaged in each control cycle.

ステップS015〜S015 制御手段526は,各制御周期毎に,単位制御量をモー
タ制御に必要な形態に変換して,直接モータを駆動制御
する。この駆動制御は,主制御部10から送出された複数
の制御周期分の制御量に対応した複数の制御周期につい
て行う(第6図(e))。
Steps S015 to S015 The control means 526 converts the unit control amount into a form required for motor control for each control cycle, and directly controls the drive of the motor. This drive control is performed for a plurality of control cycles corresponding to the control amounts for the plurality of control cycles sent from the main control unit 10 (FIG. 6 (e)).

他のモータ制御部についても同様である。 The same applies to other motor control units.

第5図(a)〜(d)から明らかなように,主制御部
10は各モータ制御部に対して複数の制御周期におけるモ
ータの移動量をまとめて算出して,それを対応するモー
タ制御部に送出しているので,1制御量算出・通信周期t1
0当たりに占める通信時間t12が短縮される。したがっ
て,その1制御量算出・通信周期における余裕時間t13
が大きくなる。
As is clear from FIGS. 5 (a) to 5 (d), the main control unit
10 collectively calculates the amount of movement of the motor in a plurality of control cycles for each motor control unit and sends it to the corresponding motor control unit, so that 1 control amount calculation / communication cycle t1
The communication time t12 occupying 0 is reduced. Therefore, the margin time t13 in one control amount calculation / communication cycle
Becomes larger.

一方,各モータ制御部においては,第6図(e)に示
したように,従来と同様の制御周期t10で対応するモー
タを制御する。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (e), each motor control unit controls the corresponding motor at a control cycle t10 similar to the conventional one.

〔実施例〕〔Example〕

以下,本発明の実施例について,産業用ロボットを例
示して述べる。この実施例において,本発明のモータ制
御装置の全体構成は,前述した第7図のサーボドライバ
制御装置を例示する。しかしながら,その制御および通
信処理内容は以下に詳述するように,前述した従来のも
のとは異なる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by exemplifying an industrial robot. In this embodiment, the overall configuration of the motor control device of the present invention exemplifies the servo driver control device of FIG. 7 described above. However, the contents of the control and communication processing are different from those of the above-described conventional one, as described in detail below.

第7図のロボット制御部100はマイクロコンピュータ
で構成され,CPU,このCPUで動作するプログラムを収容し
たROM,データの一時記憶用RAM,そして,通信装置,たと
えば,同期式通信装置(USART)からなる。このロボッ
ト制御部100が,第1図における管理部12,制御量算出手
段20,通信手段30として機能する。第7図のサーボドラ
イバ,たとえば,サーボドライバ301もマイクロコンピ
ュータで構成され,CPU,ROM,RAM,そして,USARTからな
る。このサーボドライバ301が,第2図の通信手段522,
単位制御量算出手段534,そして,制御手段526として機
能する。
The robot control unit 100 shown in FIG. 7 is composed of a microcomputer, and includes a CPU, a ROM containing a program operating on the CPU, a RAM for temporarily storing data, and a communication device such as a synchronous communication device (USART). Become. The robot control unit 100 functions as the management unit 12, the control amount calculation unit 20, and the communication unit 30 in FIG. The servo driver of FIG. 7, for example, the servo driver 301 is also constituted by a microcomputer, and comprises a CPU, a ROM, a RAM, and a USART. This servo driver 301 communicates with the communication means 522 in FIG.
It functions as the unit control amount calculation means 534 and the control means 526.

第8図(a),(b)にロボット制御部100の処理動
作のフローチャートを示す。また,第9図に第1のサー
ボドライバ301の処理動作のフローチャートを示す。第1
0図(a)〜(f)を参照して,以下,本発明の実施例
の産業用ロボット制御装置の動作について述べる。
FIGS. 8A and 8B show a flowchart of the processing operation of the robot control unit 100. FIG. FIG. 9 shows a flowchart of the processing operation of the first servo driver 301. First
The operation of the industrial robot controller according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

ステップS021(第8図(a)) ロボット制御部100は,第10図(a)の時間T1におい
て,ティーチング内容と現在の各アームの状況,たとえ
ば,位置,角度などから,制御対象全体としてのサーボ
モータの移動量を計算する。
Step S021 (FIG. 8 (a)) At time T1 in FIG. 10 (a), the robot control unit 100 determines, based on the teaching contents and the current state of each arm, for example, the position and angle, as the entire control target. Calculate the movement amount of the servo motor.

ステップS022,S023 ついで,ロボット制御部100は,複数の制御周期,こ
の例においては,4制御周期の間に,各軸を駆動するサー
ボモータを移動すべき移動量を算出する(ステップS02
2)。この例においては,1制御周期は1msである。したが
って,4制御周期は4msになる。
Steps S022 and S023 Next, the robot control unit 100 calculates a movement amount by which the servomotor driving each axis should be moved during a plurality of control cycles, in this example, four control cycles (step S02).
2). In this example, one control cycle is 1 ms. Therefore, four control periods are 4 ms.

そして,サーボドライバ301〜304への通信タイミング
を管理するカウンタ(実際はRAM内のアドレス)の値COU
NTを初期値を「1」にセットする(ステップS023)。
Then, the value COU of a counter (actually, an address in RAM) for managing the communication timing to the servo drivers 301 to 304
The initial value of NT is set to "1" (step S023).

ステップS024〜S026 COUNTの値が1の場合,ロボット制御部100は上記算出
した第1のサーボモータに対する移動量を通信経路201
を介して,第1のサーボドライバ301に送出する。そし
て,COUNTを1つ進める。
If the value of steps S024 to S026 COUNT is 1, the robot control unit 100 determines the calculated amount of movement for the first servomotor by the communication path 201.
Through the first servo driver 301. Then, COUNT is advanced by one.

第1のサーボドライバ301は以下に述べる処理を行
う。
The first servo driver 301 performs a process described below.

ステップS041(第9図) ロボット制御部100からの4制御周期(4ms)の間に第
1のサーボモータを移動させるべき移動量を受信する。
Step S041 (FIG. 9) The movement amount to move the first servomotor during four control cycles (4 ms) from the robot control unit 100 is received.

ステップS042,S043 この4msの間に第1のサーボモータを移動させるべき
移動量a1を,1制御周期1msごとに移動させるべき大きさb
1,すなわち,b1=a1/4にする。
Steps S042 and S043 The movement amount a1 for moving the first servomotor during the 4 ms is the size b for moving the first servomotor every 1 ms in one control cycle.
1, ie, b1 = a1 / 4.

そして,4制御周期の間,このサーボドライバ内で第1
のサーボモータを制御する時間管理タイマTIMEを1に初
期化する。
Then, for four control cycles, the first
Initialize the time management timer TIME for controlling the servo motors to 1.

ステップS044〜S048 制御周期タイマTIMER(RAM内のアドレスの値)が5に
なるまで,すなわち,4制御周期を越えるまで,各制御周
期(1ms)ごとに,データb1から内部の変換定数を用い
て第1のサーボモータを駆動するためのデータを算出
し,その値で第1のサーボモータを制御し,次のタイマ
TIMERに1加算してタイマTIMERを更新する。
Steps S044 to S048 Until the control cycle timer TIMER (address value in the RAM) reaches 5, that is, until the control cycle exceeds 4 control cycles, the data b1 is used for each control cycle (1 ms) using the internal conversion constant. The data for driving the first servomotor is calculated, and the value is used to control the first servomotor.
The timer TIMER is updated by adding 1 to TIMER.

そして,サーボドライバ201は,自己のタイマに1msを
セットし,この1ms経過後にステップS044の処理が再開
されるようにする。
Then, the servo driver 201 sets 1 ms to its own timer, and the process of step S044 is restarted after the elapse of 1 ms.

これにより,第10図(f)に示したように,第1のサ
ーボドライバ201は4制御周期の間,自己の内部で第1
のサーボモータを制御する。
As a result, as shown in FIG. 10 (f), the first servo driver 201 internally stores the first servo driver 201 for four control cycles.
Control the servo motor.

一方,上記第1のサーボドライバ301の処理と並行し
て,ロボット制御部100は,第1の通信タイミングT1か
ら周期τ20経過後の次の通信タイミングT2で,第2のサ
ーボドライバ302に対して,4制御周期の間に第2のサー
ボモータを移動させるべき移動量を第2のサーボドライ
バ302に送出する(第8図(b),ステップS027〜S029,
第10図(b))。
On the other hand, in parallel with the processing of the first servo driver 301, the robot control unit 100 sends the second servo driver 302 to the second servo driver 302 at the next communication timing T2 after a period τ20 has elapsed from the first communication timing T1. , The amount of movement to move the second servomotor during the four control cycles is sent to the second servo driver 302 (FIG. 8B, steps S027 to S029,
(FIG. 10 (b)).

第2のサーボドライバ302の処理動作は第1のサーボ
ドライバの処理動作と同様である。
The processing operation of the second servo driver 302 is the same as the processing operation of the first servo driver.

以下,第3〜第4のサーボドライバに対しても,通信
タイミングをづらして,対応する移動量が送出され,各
サーボモータが受信した移動量を1制御周期当たりの移
動量に変換して,時分割的に対応するサーボモータを制
御していく。
Hereinafter, the corresponding movement amount is also sent to the third and fourth servo drivers based on the communication timing, and the movement amount received by each servomotor is converted into the movement amount per one control cycle. The corresponding servomotor is controlled in a time-sharing manner.

第10図(a)〜(f)に示したように,時点T1におい
て,ロボット制御部100の1制御周期τ20,すなわち,1ms
から制御量算出時間τ21および通信時間τ22の和を引い
た時間τ23が余裕の時間となる。時点T2〜T4において
は,移動量を算出しないので,通信時間τ22を引いた時
間が余裕の時間となる。したがって,この余裕時間を他
の処理にあてることができる。
As shown in FIGS. 10 (a) to 10 (f), at time T1, one control cycle τ20 of the robot controller 100, that is, 1 ms
A time τ23 obtained by subtracting the sum of the control amount calculation time τ21 and the communication time τ22 from the above becomes a margin time. In the period from time T2 to T4, since the movement amount is not calculated, the time obtained by subtracting the communication time τ22 is a sufficient time. Therefore, this extra time can be used for other processing.

各サーボモータは,各サーボドライバから1制御周期
ごとに従来と同様制御されている。
Each servo motor is controlled by each servo driver in each control cycle in the same manner as in the related art.

上記実施例においては,4軸のアーム駆動用に4個のサ
ーボモータを4制御周期τ2(第10図)ごとに移動量を
算出し,1制御周期τ20ごとに通信するようにしている
が,本発明の実施にあたっては,このように一定の周期
に限定されない。たとえば,基本的には,4制御周期で管
理するとしても,あるサーボモータは,ある条件では8
制御周期の間は等速度で駆動させてよい場合がある。ま
た,あるサーボモータは,ある条件では精密に4制御周
期だけ等速度で駆動させたい場合がある。このような状
態に対応させるため,ロボット制御部100は,第8図
(a)のステップS021において移動量を算出した場合,
上述した条件のもとに,ある時間におけるあるサーボド
ライバに対しては8制御周期分の移動量を一括して送出
し,他のサーボドライバに対しては4制御周期ごとに移
動量を送出するようにする。このため,ロボット制御部
100から各サーボドライバに対して,第11図に示したよ
うに,移動量だけでなく,その移動量に対応する制御周
期データをも送出するようにする。サーボドライバはこ
の制御周期データで受信した移動量を平均化して,1制御
周期あたりの移動量(単位移動量)を算出し,与えられ
た制御周期の間,単位移動量でサーボモータを制御する
ようにする。この場合も,通信時間が短縮される。
In the above embodiment, the movement amount of the four servomotors for driving the four-axis arm is calculated every four control periods τ2 (FIG. 10), and communication is performed every one control period τ20. The embodiment of the present invention is not limited to such a fixed period. For example, even if the control is basically performed in four control cycles, a certain servo motor may not be controlled under certain conditions.
There may be a case where driving at a constant speed may be performed during the control cycle. Further, there is a case where a certain servomotor is required to be driven at a constant speed for exactly four control cycles under certain conditions. In order to cope with such a state, the robot control unit 100 calculates the moving amount in step S021 of FIG.
Under the above-mentioned conditions, the moving amount for eight control periods is transmitted collectively to a certain servo driver at a certain time, and the moving amount is transmitted every four control periods to another servo driver. To do. Therefore, the robot controller
As shown in FIG. 11, not only the movement amount but also control cycle data corresponding to the movement amount is transmitted from 100 to each servo driver. The servo driver averages the amount of movement received in this control cycle data, calculates the amount of movement per control cycle (unit movement), and controls the servo motor with the unit movement during the given control cycle. To do. Also in this case, the communication time is reduced.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に述べたように,本発明によれば,モータおよび
モータで駆動される制御対象の慣性を考慮して複数の制
御周期あたりの制御量をまとめて算出し,かつ,各モー
タ制御部に対しては通信タイミングをづらし,各制御周
期における単位制御を各モータ制御部で行わせることに
より,通信時間を短縮することができ,この短縮した時
間に相当する時間を他の処理にあてることができるとい
う効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the control amounts for a plurality of control cycles are collectively calculated in consideration of the inertia of the motor and the control target driven by the motor, and In other words, the communication timing can be reduced, and the unit control in each control cycle can be performed by each motor control unit, so that the communication time can be reduced, and the time corresponding to the reduced time can be used for other processing. This has the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のモータ制御装置における主制御部のブ
ロック図, 第2図は本発明のモータ制御装置におけるモータ制御部
のブロック図, 第3図は本発明の主制御部の処理フローチャート, 第4図は本発明のモータ制御部の処理フローチャート, 第5図(a)〜(d)は本発明の主制御部の動作タイミ
ング図, 第6図(a)〜(e)は本発明のモータ制御部の動作タ
イミング図, 第7図は本発明が適用されるサーボモータ制御装置の構
成図, 第8図(a)〜(b)は第7図の本発明の実施例のロボ
ット制御部の動作処理フローチャート, 第9図は第7図の本発明の実施例のサーボドライバの動
作処理フローチャート, 第10図(a)〜(f)は本発明の実施例の動作タイミン
グ図, 第11図は本発明の他の実施例におけるロボット制御部か
らサーボドライバへ送出されるデータフォーマット図, 第12図は従来のロボット制御部の処理フローチャート, 第13図は従来のサーボドライバの処理フローチャート, 第14図(a)〜(e)は従来の動作タイミング図であ
る。 (符号の説明) 10……主制御部, 12……管理手段, 20,22〜24……制御量算出手段, 30,32〜34……通信手段, 50,52〜54……モータ制御部, 522……通信手段, 524……単位制御量算出手段, 526……制御手段。
FIG. 1 is a block diagram of a main control unit in the motor control device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a motor control unit in the motor control device of the present invention, FIG. 3 is a processing flowchart of the main control unit of the present invention, FIG. 4 is a processing flowchart of the motor control unit of the present invention, FIGS. 5 (a) to (d) are operation timing diagrams of the main control unit of the present invention, and FIGS. 6 (a) to (e) are the present invention. FIG. 7 is a configuration diagram of a servo motor control device to which the present invention is applied, and FIGS. 8A and 8B are robot control units of the embodiment of the present invention shown in FIG. 9 is an operation processing flowchart of the servo driver according to the embodiment of the present invention in FIG. 7, FIG. 10 (a) to FIG. 10 (f) are operation timing diagrams of the embodiment of the present invention, FIG. Is the robot controller in another embodiment of the present invention? Diagram of data format sent to servo driver, FIG. 12 is a processing flowchart of a conventional robot controller, FIG. 13 is a processing flowchart of a conventional servo driver, and FIGS. 14 (a) to (e) are conventional operation timings FIG. (Explanation of symbols) 10: Main control unit, 12: Management means, 20, 22 to 24: Control amount calculation means, 30, 32 to 34: Communication means, 50, 52 to 54: Motor control unit , 522 ... communication means, 524 ... unit control amount calculation means, 526 ... control means.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のモータをそれぞれ周期的に制御する
複数のモータ制御部と,各々のモータの制御量を算出し
算出された制御量を通信経路を介して対応するモータ制
御部に周期的に送出して前記複数のモータを総合的に制
御する主制御部からなるモータ制御装置において, 主制御部が 各々のモータに対する制御周期の複数の周期の間にモー
タを制御すべき制御量を算出する制御量算出手段と, 該制御量算出手段からの各々のモータに対する制御量を
それぞれ異なる通信タイミングで対応するモータ制御部
に通信経路を介して送出する通信手段とを有し, モータ制御部の各々が, 前記主制御部の通信手段から対応する制御量を受信する
通信手段と, 受信した制御量から対応するモータを各制御周期ごとに
制御すべき単位制御量を算出する単位制御量算出手段
と, 各制御周期ごとに前記単位制御量に基づいて対応するモ
ータを駆動制御する制御手段と有する ことを特徴とするモータ制御装置。
A plurality of motor control units for periodically controlling the plurality of motors, and a control amount calculated for each motor, and the calculated control amount is periodically transmitted to a corresponding motor control unit via a communication path. A motor control device comprising a main control unit for controlling the plurality of motors by transmitting the control signals to the motors, wherein the main control unit calculates a control amount to control the motors during a plurality of control cycles for each motor. Control amount calculating means for transmitting the control amount for each motor from the control amount calculating means to the corresponding motor control unit at a different communication timing via a communication path. A communication unit for receiving a corresponding control amount from the communication unit of the main control unit; and a unit control amount for controlling the corresponding motor in each control cycle from the received control amount. Position control amount calculating means and the motor controller, characterized in that it comprises a control means for driving and controlling the corresponding motor on the basis of the unit control amount for each control cycle.
【請求項2】複数のモータをそれぞれ周期的に制御する
複数のモータ制御部と,各々のモータの制御量を算出し
算出された制御量を通信経路を介して対応するモータ制
御部に周期的に送出して前記複数のモータを総合的に制
御する主制御部を用いてモータを制御する方法におい
て, 各々のモータについて制御周期の複数の周期の間にモー
タを制御する制御量を周期的に算出する制御量算出段階
と, 各々のモータに対する算出された制御量をそれぞれ異な
る通信タイミングで対応するモータ制御部に通信経路を
介して送出する段階と, 前記制御量を受信し,受信した制御量から対応するモー
タを各制御周期ごとに制御すべき単位制御量を算出する
単位制御量算出手段と, 各制御周期ごとに前記単位制御量に基づいて対応するモ
ータを駆動制御する制御段階と 有することを特徴とするモータ制御方法。
A plurality of motor control units for periodically controlling the plurality of motors, and a control amount calculated for each motor, and the calculated control amount is periodically transmitted to a corresponding motor control unit via a communication path. And controlling the motors using the main control unit that controls the plurality of motors comprehensively by controlling the motors during a plurality of control cycles for each motor. Calculating the control amount to be calculated; transmitting the calculated control amount for each motor to the corresponding motor control unit at a different communication timing via a communication path; receiving the control amount and receiving the received control amount A unit control amount calculating means for calculating a unit control amount for controlling the corresponding motor in each control cycle, and driving control of the corresponding motor based on the unit control amount in each control cycle A motor control method comprising:
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