JP3645668B2

JP3645668B2 - モータ制御装置

Info

Publication number: JP3645668B2
Application number: JP23619696A
Authority: JP
Inventors: 正俊寺西; 三郎久保田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JPH1083215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多軸構成に配設された複数種類のモータを１つの数値制御装置で制御することを可能としたモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来の装置、設備では多数のモータが用いられる多軸構成は珍しくなく、使用するモータの種類も駆動対象に応じて複数種類のモータが採用される。複数種類のモータを駆動制御するには、モータの種類にそれぞれ対応する数値制御装置を用いて駆動制御する必要がある。その例を図５に従来構成として示す。図５は複数種類の複数のモータを駆動制御する構成のブロック図で、２台のＡＣサーボモータ５１、５２と、２台のパルスモータ５３、５４を制御する構成を示している。
【０００３】
図５において、ＡＣサーボモータ５１、５２の出力軸には、それぞれエンコーダ５５、５６が取り付けられ、それぞれＡＣサーボモータ駆動装置５７、５８が接続されている。ＡＣサーボモータ駆動装置５７、５８は、ＡＣサーボモータ用数値制御装置５９からの位置指令と前記各エンコーダ５５、５６からの帰還データに基づき、それぞれＡＣサーボモータ５１、５２の位置制御を行う。ＡＣサーボモータ用数値制御装置５９と各ＡＣサーボモータ駆動装置５７、５８とを接続する信号線６４、６５は専用化されており、この信号線６４、６５を通して各ＡＣサーボモータ５１、５２を駆動制御するのに必要な位置指令、サーボゲイン等の特有のパラメータが伝送される。
【０００４】
一方、パルスモータ５３、５４には、それぞれパルスモータ駆動装置６１、６２が接続され、パルスモータ用数値制御装置６３からのパルス指令に基づき、それぞれのパルスモータ５３、５４を位置制御する。パルスモータ用数値制御装置６３と各パルスモータ駆動装置６１、６２とを接続する信号線６６、６７は専用化されており、この信号線６６、６７を通してパルスモータ５３、５４を駆動制御するのに必要なパルス指令、方向信号等の特有のパラメータが伝送される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成に示したように、複数種類のモータを混在させて駆動する場合には、モータの種類に対応する種類の数値制御装置が必要となり、モータの種類が増すほどに数値制御装置の数が増し、コストアップの要因となっていた。また、一度システムアップした後に、モータの種類を変えると、数値制御装置も交換する必要があり、交換作業が煩雑になる問題もあった。
【０００６】
また、数値制御装置とモータ駆動装置とを接続する信号線は、数値制御装置から各モータ駆動装置に直接接続されるため、１つの数値制御装置で複数のモータを制御するときには、モータの軸数分の信号線接続用のコネクタが数値制御装置側に必要で、モータ数に比例してコネクタ面積が増加する。１つのコネクタで接続可能なモータ数には限界があり、モータ数を増やした多軸化装置の構成が困難となる課題もあった。
【０００７】
本発明は、従来構成の問題点を解決すべく創案されたもので、異なる種類の複数のモータを１つの数値制御装置で制御できるモータ制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るモータ制御装置は、複数種類のモータの駆動をそれぞれに制御する複数のモータ駆動装置と、前記複数のモータ駆動装置を制御する１つの数値制御装置と、前記数値制御装置及び前記複数のモータ駆動装置にそれぞれ設けられたデータ通信のための送信部及び受信部と、前記数値制御装置から複数のモータ駆動装置を連ねてそれぞれの前記送信部から受信部へと連鎖的に接続する通信ケーブルと、前記複数のモータ駆動装置のそれぞれに設定されたアドレスデータを記憶するアドレスデータ記憶部と、前記数値制御装置及び前記複数のモータ駆動装置からの発信データに前記アドレスデータを付すアドレスデータ付与手段と、前記数値制御装置から発信される前記発信データの構造を前記モータの種類に応じて変換する初期処理手段とを具備してなることを特徴とする。
ことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、数値制御装置から出力される個々のモータを制御するための指令データは、数値制御装置の送信部から各モータ駆動装置に共通の通信ケーブルに送信される。この指令データにはアドレスデータが付されると共に、指令データは該当するモータ駆動装置に必要なデータ構造にして送信される。送信データは連鎖的に接続された通信ケーブルで次々とモータ駆動装置に伝送されるので、アドレスが一致したモータ駆動装置が指令データを取得して、指令データに基づくモータ駆動制御を実行する。モータ駆動装置から発信される返信データにもアドレスデータが付されるので、共通の通信ケーブルを伝送されてきたデータからでも数値制御装置は発信先のモータ駆動装置を識別することができる。また、数値制御装置からの問い合わせ命令に対してモータ駆動装置から返信されたモータ種別データに応じて指令データ構造を変換する初期処理手段を設けたので、モータ駆動装置からの返信データからモータの種類を識別することができ、初期動作においてＡＣサーボモータ駆動装置またはパルスモータ駆動装置のようなモータ種別の自動識別がなされるので、１つの数値制御装置で多数のモータを制御することが可能となり、また、システム変更等によってモータの種類を変更した場合にも自動識別されるので、モータの置換作業を容易に実施できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。ここでは、多軸構成に配設されたＡＣサーボモータＳ₁、Ｓ₂……と、パルスモータＰ_n-1、Ｐ_nとを１つの数値制御装置で制御する構成を示している。尚、前記ＡＣサーボモータＳ₁、Ｓ₂……及びパルスモータＰ_n-1、Ｐ_nに添記された添字符号は、多軸構成されたモータの図１に示す軸番号を示す数字で、軸番号を特定するとき以外は、ＡＣサーボモータＳ、パルスモータＰと以下に記載する。また、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１において、各ＡＣサーボモータＳ₁、Ｓ₂……には、それぞれエンコーダ５が取り付けられ、それぞれにＡＣサーボモータ駆動装置３が接続されている。
【００１５】
また、各パルスモータＰ_n-1、Ｐ_nには、それぞれパルスモータ駆動装置４が接続されている。モータ制御装置１は、１つの数値制御装置２と、各ＡＣサーボモータ駆動装置３、３……と、各パルスモータ駆動装置４、４との間を通信ケーブル６で連鎖接続して、数値制御装置２と各ＡＣサーボモータ駆動装置３、３……及び各パルスモータ駆動装置４、４との間で、モータ駆動制御のための指令データの送受信や返信データの送受信などのデータの授受ができるように構成されている。
【００１６】
前記ＡＣサーボモータ駆動装置３は、ＡＣサーボモータＳを駆動制御するサーボモータ制御部１０と、モータ種別データやアドレスデータを記憶するサーボモータ記憶部（アドレスデータ記憶部）１１と、通信ケーブル６からの通信データを受信する受信部１２と、通信ケーブル６に通信データを発信する送信部１３と、受信データに対するアドレス照合や発信データへのアドレス付与の動作を行う入出力部（アドレスデータ付与手段）１４とを備えて構成されている。
【００１７】
また、前記パルスモータ駆動装置４は、パルスモータＰを駆動制御するパルスモータ制御部１６と、モータ種別データやアドレスデータを記憶するパルスモータ記憶部（アドレスデータ記憶部）１７と、通信ケーブル６から通信データを受信する受信部１２と、通信ケーブル６に通信データを送信する送信部１３と、受信データに対するアドレス照合や発信データへのアドレス付与の動作を行う入出力部１４とを備えて構成されている。
【００１８】
更に、前記数値制御装置２は、位置指令値やパルス指令値を演算すると共に、モータ駆動状態やエラー状態を監視して次の動作処理のための命令を発行する演算部７と、演算部７からの指令値や命令を通信ケーブル６に出力するデータ送信部８と、各ＡＣサーボモータ駆動装置３、３……及び各パルスモータ駆動装置４、４から送信されたデータを受信するデータ受信部９と、発信データに送信先のアドレスデータを付与するデータ入出力部１５と、初期動作時にＡＣサーボモータ駆動装置３またはパルスモータ駆動装置４から送信されてくる返信データに含まれるモータ種別データから以降の指令データのデータ構造をモータ種別に適合させるデータ変換部（初期処理手段）１８とを備えて構成されている。
【００１９】
上記構成において、数値制御装置２の演算部７から出力される指令値や命令は、データ入出力部１５により送信先のアドレスデータが付与され、データ送信部８から通信ケーブル６に発信される。通信ケーブル６は各ＡＣサーボモータ駆動装置３、３……から各パルスモータ駆動装置４、４それぞれの受信部１２、送信部１３を連鎖的に接続しているので、数値制御装置２からの発信データは、１軸目のＡＣサーボモータ駆動装置３から２軸目……ｎ−１軸目、ｎ軸目のパルスモータ駆動装置４へと連鎖的に伝送される。各ＡＣサーボモータ駆動装置３、３……及び各パルスモータ駆動装置４、４は、受信部１２が受信した指令データに対して、入出力部１４において指令データに付与されたアドレスデータと、サーボモータ記憶部１１またはパルスモータ記憶部１７が記憶する自軸の軸アドレスとが一致するか否かを判断して、一致すれば取得し、一致しなければ受信したデータをそのまま送信部１３から次の軸へ送信する。
【００２０】
ＡＣサーボモータ駆動装置３は、サーボモータ制御部１０により取得した指令データの中の位置指令値と、エンコーダ５から出力される位置信号から算出される位置データとが一致するようにＡＣサーボモータＳをフィードバック制御する。パルスモータ駆動装置４は、パルスモータ制御部１６により取得した指令データの中のパルス指令値に従ってパルスモータＰを駆動制御する。
【００２１】
数値制御装置２からＡＣサーボモータ駆動装置３またはパルスモータ駆動装置４に状態を問い合わせる命令が発行されたときには、それぞれのＡＣサーボモータ駆動装置３またはパルスモータ駆動装置４は、送信部１３からモータ駆動状態データにアドレスデータを付した返信データを通信ケーブル６に送信し、この返信データは通信ケーブル６から数値制御装置２のデータ受信部８で受信されるので、モータ駆動状態データは演算部７で処理される。
【００２２】
上記のように、通信ケーブル６は送信受信兼用で用いられ、更に、複数軸で兼用で用いられるため、送信データと受信データとの衝突、複数軸のデータの衝突が発生する可能性がある。このようなデータの衝突を避けるため、全てのＡＣサーボモータ駆動装置３及びパルスモータ駆動装置４との交信を行うときには、送受信の手順に従って交信が実行される。この送受信の手順について、図２を参照して説明する。
【００２３】
図２は送受信手順を示す説明図である。図２において、数値制御装置２はアドレスデータ（Ａ１）を付した１軸目指令データ２０をデータ送信部８から通信ケーブル６に発信する。１軸目指令データ２０を受信したＡＣサーボモータ駆動装置３は、アドレスデータ（Ａ１）を付した返信データ２１を通信ケーブル６に発信する。続いて、数値制御装置２はアドレスデータ（Ａ２）を付した２軸目指令データ２２をデータ送信部８から通信ケーブル６に発信する。２軸目指令データ２２を受信したＡＣサーボモータ駆動装置３は、アドレスデータ（Ａ２）を付した返信データ２３を通信ケーブル６に発信する。このような手順で１軸目、２軸目……ｎ軸目と送受信を繰り返し、ｎ軸目の送受信が終了すると、再び１軸目からの送受信を開始する。
【００２４】
上記のように送受信の手順が設定されているため、１ラインに連鎖接続された通信ケーブル６を送受信兼用、複数軸兼用で用いても、データの衝突を生じるようなことがない。このように、１つの数値制御装置２で多数のモータを制御するデータ授受ラインが１ラインの通信ケーブル６で接続されるので、ライン接続が極めて簡易となり、接続のためのコネクタ面積も小さなもので対応できる。また、数値制御装置２で制御するモータの数を増減させるようなシステム変更を行うときにも、数値制御装置２のコネクタを増設する必要がない。
【００２５】
次に、モータの種類を自動識別する初期処理について、図３及び図４を参照して説明する。図３はＡＣサーボモータＳ₁（１軸目）を対象とした場合、図４はパルスモータＰ_n（ｎ軸目）を対象とした場合の初期処理の手順を示す説明図である。
【００２６】
図３において、新設、増設や変更等によってモータＳ₁及びＡＣサーボモータ駆動装置３が新たに配設されたとした場合、その電源投入時等の初期時に、数値制御装置２はＡＣサーボモータ駆動装置３に対してモータ種別問い合わせ命令を初期時指令データとして発行する。モータ種別問い合わせ命令を受信したＡＣサーボモータ駆動装置３は、サーボモータ記憶部１１に記憶されているＡＣサーボモータを表すモータ種別データを初期時返信データとして返信する。この初期時返信データを受信した数値制御装置２は、データ変換部１８により初期時返信データからモータ種別データを読み取り、指令データのデータ構造をＡＣサーボモータ専用データ構造に変換する。この処理により、アドレスデータ（Ａ１）に対する以降の通常時指令データは、同図に示すように指令値としてサーボゲイン、位置指令を含んだ構造として送信される。
【００２７】
図４において、パルスモータＰ_n及びパルスモータ駆動装置４の場合も、電源投入時等の初期時に、数値制御装置２はパルスモータ駆動装置４に対してモータ種別問い合わせ命令を初期時指令データとして発行する。モータ種別問い合わせ命令を受信したパルスモータ駆動装置４は、パルスモータ記憶部１５に記憶されているパルスモータを表すモータ種別データを初期時返信データとして返信する。この初期時返信データを受信した数値制御装置２は、データ変換部１８により初期時返信データからモータ種別データを読み取り、指令データのデータ構造をパルスモータ専用データ構造に変換する。この処理により、アドレスデータ（Ａｎ）に対する以降野通常時指令データは、同図に示すように指令値としてパルス指令、回転方向を含んだ構造として送信される。
【００２８】
上記のように、初期動作においてＡＣサーボモータ駆動装置３またはパルスモータ駆動装置４のようなモータ種別の自動識別がなされるので、１つの数値制御装置２で多数のモータを制御することが可能となり、また、システム変更等によってモータの種類を変更した場合にも自動識別されるので、モータの置換作業を容易に実施できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、数値制御装置から出力される個々のモータを制御するための指令データは、数値制御装置の送信部から各モータ駆動装置に共通の通信ケーブルに送信される。この指令データにはアドレスデータが付されると共に、指令データは該当するモータ駆動装置に必要なデータ構造になって送信されるので、送信データは連鎖的に接続された通信ケーブルで次々とモータ駆動装置に伝送され、アドレスが一致したモータ駆動装置が指令データを取得して、指令データに基づくモータ駆動を実行する。モータ駆動装置から発信される返信データにもアドレスデータが付されるので、共通の通信ケーブルを伝送されてきたデータからでも数値制御装置は発信先のモータ駆動装置を識別することができる。このように、１つの数値制御装置で多数のモータを制御するデータ授受ラインが１ラインの通信ケーブルで接続されるので、ライン接続が極めて簡易となり、接続のためのコネクタ面積も小さなもので対応できる。また、数値制御装置で制御するモータの数を増減させるようなシステム変更を行うときにも、数値制御装置のコネクタを増設する必要がない。数値制御装置からの問い合わせ命令に対してモータ駆動装置から返信されたモータ種別データにより指令データ構造を変換する初期処理手段を設けたので、モータ駆動装置からの返信データからモータの種類を識別することができ、初期動作においてＡＣサーボモータ駆動装置またはパルスモータ駆動装置のようなモータ種別の自動識別がなされるので、１つの数値制御装置で多数のモータを制御することが可能となり、また、システム変更等によってモータの種類を変更した場合にも自動識別されるので、モータの置換作業を容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記モータ制御装置によるデータ通信の手順を示す説明図である。
【図３】上記モータ制御装置によるＡＣサーボモータ駆動装置に対する初期処理の手順を示す説明図である。
【図４】上記モータ制御装置によるパルスモータ駆動装置に対する初期処理の手順を示す説明図である。
【図５】従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１モータ制御装置
２数値制御装置
３ＡＣサーボモータ駆動装置
４パルスモータ駆動装置
６通信ケーブル
７演算部
８データ送信部
９データ受信部
１１サーボモータ記憶部（アドレスデータ記憶部）
１２受信部
１３送信部
１４入出力部（アドレスデータ付与手段）
１５データ入出力部（アドレスデータ付与手段）
１７パルスモータ記憶部（アドレスデータ記憶部）
１８データ変換部（初期処理手段）
ＳＡＣサーボモータ
Ｐパルスモータ

Claims

複数種類のモータの駆動をそれぞれに制御する複数のモータ駆動装置と、前記複数のモータ駆動装置を制御する１つの数値制御装置と、前記数値制御装置及び前記複数のモータ駆動装置にそれぞれ設けられたデータ通信のための送信部及び受信部と、前記数値制御装置から複数のモータ駆動装置を連ねてそれぞれの前記送信部から受信部へと連鎖的に接続する通信ケーブルと、前記複数のモータ駆動装置のそれぞれに設定されたアドレスデータを記憶するアドレスデータ記憶部と、前記数値制御装置及び前記複数のモータ駆動装置からの発信データに前記アドレスデータを付すアドレスデータ付与手段と、前記数値制御装置から発信される前記発信データの構造を前記モータの種類に応じて変換する初期処理手段とを具備してなることを特徴とするモータ制御装置。