JP4312562B2 - モーションコントローラシステムとモーション動作機能内蔵サーボ - Google Patents
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Description
本発明は、産業用機械（半導体製造装置、工作機械、射出成形機等）などに用いられるモーション動作機能内蔵サーボにおいて、複数が通信によって接続されているモーション動作機能内蔵サーボ及び複数のモーション動作機能内蔵サーボを備えるシステムに関する。
従来、産業用機械などに用いられるモーションコントローラは、上位装置によって複数が管理されており、各々のモーションコントローラの情報は、まず上位装置に集められ、それに基づいて上位装置が各モーションコントローラの動作を決定、各モーションコントローラに動作指令を出し、各モーションコントローラが動作指令に対する応答を上位装置に返すことによりコミュニケーションしていたのが一般的である。しかし、上位装置からの動作指令を待ってモーションコントローラが応答を返すのでは、上位装置が管理するモーションコントローラが増えるにつれ、特に管理されているモーションコントローラで不具合が発生した場合に上位装置が情報を受信するまでに時間がかかり、問題が生じる可能性があった。なお、上記技術に関連するものが特許文献１に開示されている。
特開２０００−１１２５１２号公報
本発明の目的は、上位装置からの動作指令に依らずに、モーション動作機能内蔵サーボがある出来事に応じて、他のモーション動作機能内蔵サーボに信号を送信することにより、状況に応じた動作を素早く実現するモーション動作機能内蔵サーボ及びそのシステムを提供することにある。
上記目的を達成する本発明の特徴は、モーション動作機能内蔵サーボにおいて、所定の時間間隔あるいは不定期で、ある出来事が発生したか否かを監視し、ある出来事が生じた場合、該出来事によって他のモーション動作機能内蔵サーボに信号を送信するか否かを判断し、信号を送信する場合、該出来事に基づいて送信する信号を決定することである。
すなわち、本発明は、ＭＰＵ、メモリ、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部、外部と信号を送受信できる通信部及び電力変換部を備えた複数のモーション動作機能内蔵サーボと、該モーション動作機能内蔵サーボを接続する通信線とを具備するモーションコントローラシステムにおいて、前記モーション動作機能内蔵サーボの少なくとも１つは、スレーブとして動作し、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らずに自己の状態を示す信号を他のモーション動作機能内蔵サーボに送信し、ある動作の最中に、他のモーション動作機能内蔵サーボから該モーション動作機能内蔵サーボの状態を示す信号を受信し、受信した信号の内容に基づいて動作の内容を変更するモーションコントローラシステムである。
また、本発明は、ＭＰＵと、メモリと、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部と、外部と信号を送受信できる通信部と、電力変換部とを備えたモーション動作機能内蔵サーボにおいて、ある動作の最中に、スレーブとして動作し、かつ、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らずに自己の状態を示す信号を送信する他のモーション動作機能内蔵サーボから該信号を受信し、受信した信号の内容に基づいて動作の内容を変更するモーション動作機能内蔵サーボである。
そして、本発明は、ある動作の最中に他のモーション動作機能内蔵サーボから該モーション動作機能内蔵サーボの状態を示す信号を受信し、受信した信号の内容に基づいて動作の内容を変更しないモーション動作機能内蔵サーボである。
更に、本発明は、ＭＰＵと、メモリと、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部と、外部と信号を送受信できる通信部と、電力変換部とを備えたモーション動作機能内蔵サーボにおいて、スレーブとして動作し、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らず、ある動作の最中に生じた出来事に基づいて、自己の状態を示す信号を他のモーション動作機能内蔵サーボに送信するモーション動作機能内蔵サーボである。
また、本発明は、上記送信信号は、自己の状態の変化に基づいて決定されるモーション動作機能内蔵サーボである。
そして、本発明は、ＭＰＵと、メモリと、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部と、外部と信号を送受信できる通信部と、電力変換部とを備えたモーション動作機能内蔵サーボにおいて、スレーブとして動作し、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らずに自己の状態を示す信号を他のモーション動作機能内蔵サーボに送信し、ある動作の最中に自己の状態が変化したときに他のモーション動作機能内蔵サーボに信号を送信するか送信しないかの設定変更が可能であるモーション動作機能内蔵サーボである。
本発明によれば、上位装置からの動作指令に依らずに、モーション動作機能内蔵サーボがある出来事に応じて、他のモーション動作機能内蔵サーボに信号を送信することにより、状況に応じた動作を素早く実現するモーション動作機能内蔵サーボ及びそのシステムを提供できる。
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。図１は実施例のモーション動作機能内蔵サーボ（以下、「モーションコントローラ」という）を使用したシステム例である。１はシステムを管理する上位装置、２は上位装置と各モーションコントローラを接続する通信線、３，４、・・・、Ｎはスレーブとして動作するモーションコントローラ、３Ａ，４Ａ，・・・、ＮＡは該モーションコントローラそれぞれのＩ／Ｏ部である。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。図１は実施例のモーション動作機能内蔵サーボ（以下、「モーションコントローラ」という）を使用したシステム例である。１はシステムを管理する上位装置、２は上位装置と各モーションコントローラを接続する通信線、３，４、・・・、Ｎはスレーブとして動作するモーションコントローラ、３Ａ，４Ａ，・・・、ＮＡは該モーションコントローラそれぞれのＩ／Ｏ部である。
モーションコントローラ３は、Ｉ／Ｏ部３Ａから入力もしくは出力された信号３Ｂに基づいて、上位装置１からのリクエストに依らず、送信フレーム３Ｃを作成し、通信部３Ｄから該送信フレーム３Ｃを送信する。その際、Ｉ／Ｏ部３Ａからどの種類の信号３Ｂが入力されたか、またＩ／Ｏ部３Ａからどの種類の信号３Ｂが出力されたかが判別可能であり、信号３Ｂの種類によって、送信フレーム３Ｃの内容を変更することが可能であり、また通信部３Ｄから送信フレーム３Ｃの送信を実施するか実施しないかも選択可能である。
図２は本実施例のモーションコントローラ３の構成を示す。３１はＭＰＵ、３２はメモリ、３３は電力変換部、３Ａは外部からの信号を入力し、また外部に信号を出力するＩ／Ｏ部、３Ｄは外部からの信号を受信し、また外部に信号を送信する通信部、３ＢはＩ／Ｏ部３Ａより送受信される信号、３Ｃは通信部３Ｄより送信される送信フレームである。
実施例における送信フレーム３Ｃの送信手順の一例について、図３を用いて説明する。ＭＰＵ３１は、所定の時間間隔でＩ／Ｏ部３Ａに信号３Ｂが入力されたか、もしくは信号３Ｂが出力されたかを監視する。監視の方法としては、Ｉ／Ｏ部３Ａのデータを取得し、メモリ３２に保存する方法が一般的である。取得したデータとメモリ３２に保存されていた前回のデータを比較し、Ｉ／Ｏ部３Ａに状態変化がある場合に送信フレーム３Ｃの送信を行うか否かを決定するマスク処理を行う。その結果、送信すべきデータがある場合には、Ｉ／Ｏ部３Ａの変化の内容に応じて送信フレーム３Ｃを作成し、送信部３Ｄから送信する。Ｉ／Ｏ部３Ａに状態変化が無い場合、もしくはマスク処理後に送信すべきデータが無い場合には、送信フレーム３Ｃを作成せず、送信部３Ｄからも送信しない。
図４は状態変化を認識するか認識しないかを決定するマスク処理に用いるマスクテーブルの一例を示す。マスクテーブルの各ビットは、モーションコントローラ３のＩ／Ｏ部３Ａを介して入出力される信号３Ｂの種類を表しており、マスクテーブルの各ビットが１のときは、対応する信号に状態変化があった場合に送信フレーム３Ｃを作成し、送信部３Ｄから送信する。一方、マスクテーブルの各ビットが０のときは、対応する信号に状態変化があった場合でも、送信フレーム３Ｃを作成せず、送信部３Ｄからも送信しない。例えば、図４に示すマスクテーブルのＢｉｔ０（入力信号ＳＯＮに対応）が０のとき、入力信号ＳＯＮに変化（ＯＮからＯＦＦ、もしくはＯＦＦからＯＮ）が生じても、その変化を認識させないため、送信フレーム３Ｃを作成せず、送信部３Ｄからも送信しない。同様に、例えば入力信号ＭＯＤの状態変化によって送信フレーム３Ｃを送信したくない場合、マスクテーブルのＢｉｔ２を０にしておけば良い。
図５は、本実施例のモーションコントローラを用いたシステムの一例であるＸＹＺプロッタを示す。Ｘ軸駆動用モーションコントローラＮ＋１、Ｙ軸駆動用モーションコントローラＮ＋２、Ｚ軸駆動用モーションコントローラＮ＋３は通信線Ｎ＋６で接続されている。Ｘ軸駆動用モーションコントローラＮ＋１と、Ｙ軸駆動用モーションコントローラＮ＋２の動作に従い、プロッタペンＮ＋４が作業台Ｎ＋５上に軌跡を描く。この場合、Ｚ軸駆動用モーションコントローラＮ＋３は停止中である。ここで、例えばＸ軸駆動用モーションコントローラＮ＋１に異常が発生した場合、マスクテーブルのＢｉｔ１４（ＡＬＭ信号：アラーム発生時に出力される）を１にしておけば、ＡＬＭ信号発生という状態変化が認識され、Ｘ軸駆動用モーションコントローラＮ＋１は、動作を停止し、送信フレーム３Ｃを作成し、送信部３Ｄから送信する。送信された送信フレーム３Ｃは、Ｙ軸駆動用モーションコントローラＮ＋２とＺ軸駆動用モーションコントローラＮ＋３に受信され、送信フレーム３Ｃの受信によりＹ軸駆動用モージョンコントローラＮ＋２は動作を停止、Ｚ軸駆動用モーションコントローラＮ＋３が動作を開始、上昇することにより、プロッタペンＮ＋４を作業台Ｎ＋５から離し、所定の位置にて停止させることができる。
図６は、本実施例のモーションコントローラを使用した一例であるＸＹＺプロッタで、異常発生時にＺ軸を上昇させ、所定位置に停止させた例を示す。本実施例により、Ｘ軸駆動用モーションコントローラＮ＋１の異常発生から時間をかけずに、Ｙｌ軸駆動用モーションコントローラＮ＋２を停止させ、Ｚ軸駆動用モーションコントローラＮ＋３を所定位置に停止させることができる。
図７は、本実施例によるモーションコントローラを用いたシステムの一例である６軸駆動輪を示す。駆動用モーションコントローラＮ＋７〜Ｎ＋１２は駆動輪Ｎ＋１３〜Ｎ＋１８をそれぞれ駆動し、通信線Ｎ＋１９で接続されている。通常は駆動用モーションコントローラＮ＋７〜Ｎ＋１２を動作させるが、例えば駆動用モーションコントローラＮ＋７にて異常発生した場合、駆動輪Ｎ＋１３を停止させ、送信フレーム３Ｃを作成し、送信部３Ｄから送信する。送信フレーム３Ｃを受信した駆動用モーションコントローラＮ＋８は、駆動輪Ｎ＋１４を停止させ、駆動用モーションコントローラＮ＋９〜Ｎ＋１２は、送信フレーム受信前より、例えば１．５倍のトルクを出すことにより、駆動用モーションコントローラＮ＋７の異常発生によるトルクの低下を補うことが可能である。本実施例により、駆動用モーションコントローラＮ＋７〜Ｎ＋１２を備えた台車Ｎ＋２０は、駆動輪Ｎ＋１４の停止および駆動輪Ｎ＋１５〜Ｎ＋１８のトルク増加という動作により、異常発生による駆動輪Ｎ＋１３の能力低下を補完可能である。
１ 上位装置
２ 通信線
３〜Ｎ モーション動作機能内蔵サーボ
Ｎ＋１ Ｘ軸駆動用モーション動作機能内蔵サーボ
Ｎ＋２ Ｙ軸駆動用モーション動作機能内蔵サーボ
Ｎ＋３ Ｚ軸駆動用モーション動作機能内蔵サーボ
Ｎ＋４ プロッタペン
Ｎ＋５ 作業台
Ｎ＋６ 通信線
Ｎ＋７〜Ｎ＋１２ 駆動用モーション動作機能内蔵サーボ
Ｎ＋１３＋Ｎ＋１８ 駆動輪
Ｎ＋１９ 通信線
Ｎ＋２０ 台車
３Ａ〜ＮＡ Ｉ／Ｏ部
３Ｂ〜ＮＢ 入出力信号
３Ｃ〜ＮＣ 送信フレーム
３Ｄ〜ＮＤ 通信部
３１ ＭＰＵ
３２ メモリ
３３ 電力変換部
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３３ 電力変換部
Claims (6)
- ＭＰＵ、メモリ、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部、外部と信号を送受信できる通信部及び電力変換部を備えた複数のモーション動作機能内蔵サーボと、該モーション動作機能内蔵サーボを接続する通信線とを具備するモーションコントローラシステムにおいて、
前記モーション動作機能内蔵サーボの少なくとも１つは、スレーブとして動作し、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らずに自己の状態を示す信号を他のモーション動作機能内蔵サーボに送信し、ある動作の最中に、他のモーション動作機能内蔵サーボから該モーション動作機能内蔵サーボの状態を示す信号を受信し、受信した信号の内容に基づいて動作の内容を変更することを特徴とするモーションコントローラシステム。 - ＭＰＵと、メモリと、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部と、外部と信号を送受信できる通信部と、電力変換部とを備えたモーション動作機能内蔵サーボにおいて、
ある動作の最中に、スレーブとして動作し、かつ、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らずに自己の状態を示す信号を送信する他のモーション動作機能内蔵サーボから該信号を受信し、受信した信号の内容に基づいて動作の内容を変更することを特徴とするモーション動作機能内蔵サーボ。 - 請求項２記載のモーション動作機能内蔵サーボにおいて、
ある動作の最中に他のモーション動作機能内蔵サーボから該モーション動作機能内蔵サーボの状態を示す信号を受信し、受信した信号の内容に基づいて動作の内容を変更しないことを特徴とするモーション動作機能内蔵サーボ。 - ＭＰＵと、メモリと、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部と、外部と信号を送受信できる通信部と、電力変換部とを備えたモーション動作機能内蔵サーボにおいて、
スレーブとして動作し、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らず、ある動作の最中に生じた出来事に基づいて、自己の状態を示す信号を他のモーション動作機能内蔵サーボに送信することを特徴とするモーション動作機能内蔵サーボ。 - 請求項４記載のモーション動作機能内蔵サーボにおいて、
上記送信信号は、自己の状態の変化に基づいて決定されることを特徴とするモーション動作機能内蔵サーボ。 - ＭＰＵと、メモリと、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏ部と、外部と信号を送受信できる通信部と、電力変換部とを備えたモーション動作機能内蔵サーボにおいて、
スレーブとして動作し、モーションコントローラシステムを管理する上位機器に依らずに自己の状態を示す信号を他のモーション動作機能内蔵サーボに送信し、ある動作の最中に自己の状態が変化したときに他のモーション動作機能内蔵サーボに信号を送信するか送信しないかの設定変更が可能であることを特徴とするモーション動作機能内蔵サーボ。
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| CN110488767B (zh) * | 2018-05-14 | 2021-09-28 | 上海新微技术研发中心有限公司 | 机台控制装置及机台控制方法 |
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