JP5687302B2 - 負荷駆動制御装置及び負荷駆動制御方法 - Google Patents

負荷駆動制御装置及び負荷駆動制御方法 Download PDF

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この発明は、例えば被加工品である第一物品と、加工工具である第二物品とを移送するために、少なくとも第１軸モータと第２軸モータによる二軸連携駆動制御が行われる負荷駆動制御装置及び負荷駆動制御方法に関し、特に協働するプログラマブルコントローラ又は設定表示ユニットなどの制御ユニットから制御データが書き込みされる多軸パルス出力ユニットを用いた負荷駆動制御装置及び負荷駆動制御方法に関するものである。
初期位置が異なる第一物品と第二物品とが所定時刻に同一目標位置に到達又は通過する関係になるように多軸連携制御を行うためには、一般には二軸補間制御機能を有する位置決め制御装置が使用される。特許文献１には、簡易的な直線補間を行うことができるモーションコントロールシステム（負荷駆動制御システム）が開示されている。特許文献１によれば、各軸の移動開始時刻および各軸の移動時間を同じにすることで、軸毎に異なる移動量、軸毎に異なる加速度、減速度であっても、各軸の移動が同時に終了する位置決めを実現させている。
特開２００８-３１０６５２号公報
特許文献１では、補間制御機能を持たない安価なシステム構成によって、多軸間の連携制御を行うことができる。しかし、特許文献１では、同時タイミングで各軸のサーボアンプが動作をスタートすること、各軸の移動時間が同じであることを前提としており、各軸が異なる時刻に動作スタートされた場合、或いは各軸の移動時間が異なる場合、各軸を共通の目標位置へ到達または通過させることは難しい。また、２軸での連携制御を想定した場合、一方の軸の目標移動量と他方の軸の目標移動量とが大幅に相違している場合には、長距離側が異常に高速度となったり、短距離側が異常に低速度となって、効率のよいバランスのとれた移動速度にすることができない問題がある。また、任意の初期位置から移動開始して、所定の移動速度比率（例えば同一速度）で目標位置を通過させたい用途には適用できない問題点がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、互いに異なる初期位置から、それぞれに適した移動速度によって、同一時刻に共通の目標位置に到達又は通過させるよう、多軸間の連携制御が行える負荷駆動制御装置および方法を得ることを目的とする。
また、複数のモータ駆動ユニット（例えばサーボアンプ）に対して、移動速度と移動距離に関する設定データを送信する必要がなく、一方の駆動軸側から他方の駆動軸側に対して制御信号の交信を行うことができる負荷駆動制御装置および方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１軸モータを駆動する第１軸駆動ユニットと、第２軸モータを駆動する第２軸駆動ユニットと、第１軸駆動ユニットおよび第２軸駆動ユニットを駆動制御する多軸パルス出力ユニットと、多軸パルス出力ユニットを制御する制御ユニットとを備え、第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御装置であって、前記多軸パルス出力ユニットは、前記第１物品の第１初期位置から目標位置までへの第１の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第１物品の第１の設定速度に比例した周波数とを有する第１軸駆動パルスを発生して、前記第１軸駆動ユニットを駆動する第１軸パルス出力回路と、前記第２物品の第２初期位置から目標位置までへの第２の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第２物品の第２の設定速度に比例した周波数とを有する第２軸駆動パルスを発生して、前記第２軸駆動ユニットを駆動する第２軸パルス出力回路と、前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動に関する物理量であって、前記待ち合わせ制御を実行させるための物理量をバイアス物理量として計数する計数部と、前記先行駆動軸を始動し、その後前記計数部がバイアス物理量を計数終了した時点で前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御するコントローラとを備えることを特徴とする。
この発明によれば、計数部によって各軸間の連携駆動を実現できるとともに、互いに異なる初期位置から、それぞれに適した移動速度によって、同一時刻に共通の目標位置に到達又は通過させるよう、多軸間の連携制御をおこなうことができる。
図１は、この発明の実施形態１の負荷駆動制御装置の全体構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態１の動作を説明するためのタイムチャートである。 図３は、実施形態１の動作を説明するためのタイムチャートである。 図４は、実施形態１の動作を説明するためのフローチャートである。 図５は、実施形態１の動作を説明するためのフローチャートである。 図６は、この発明の実施形態２の負荷駆動制御装置のの全体構成を示すブロック図である。 図７は、実施形態２の動作を説明するためのタイムチャートである。 図８は、実施形態２の動作を説明するためのタイムチャートである。 図９は、実施形態２の動作を説明するためのフローチャートである。 図１０は、実施形態２の動作を説明するためのフローチャートである。 図１１は、この発明の実施形態３の負荷駆動制御装置の全体構成を示すブロック図である。 図１２は、実施形態３の動作を説明するためのタイムチャートである。 図１３は、実施形態３の動作を説明するためのタイムチャートである。 図１４は、実施形態３の動作を説明するためのフローチャートである。 図１５は、実施形態３の動作を説明するためのフローチャートである。 図１６は、実施形態４を説明するための機能説明用のデータテーブルである。 図１７は、図１６に示すデータテーブル中の一部データのビット構成図である。 図１８は、個別運転モードに関する動作説明用のタイムチャートである。 図１９は、比較例の動作説明のための概念図である。
以下に、本発明にかかる負荷駆動制御装置及び負荷駆動制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
まず、比較例の二軸連携駆動制御について、図１９を用いて説明する。図１９（Ａ）は第一物品を初期位置Ａから目標位置Ｃへ移動させて停止し、第二物品を初期位置Ｂから共通の目標位置Ｃへ移動させて停止する二軸連携駆動制御を示すものである。第一物品の到達目標移動量（距離）をＬX、加減速の勾配を考慮した移動平均速度をＶxaとし、第二物品の到達目標移動量（距離）をＬY、加減速の勾配を考慮した移動平均速度をＶyaとした場合に、ＬX／Ｖxa＝ＬY/Ｖyaとなるように平均移動速度Ｖxa、Ｖyaを決定すれば、第一物品と第二物品を同時に移送開始した場合に、同一時刻に共通の目標位置Ｃに到達させることができることになる。
図１９（Ｂ）は第一物品を初期位置Ａから目標位置Ｃを経由して終点位置Ｄへ移動させて停止し、第二物品を初期位置Ｂから共通の目標位置Ｃを経由して終点位置Ｅへ移動させて停止する二軸連携駆動制御を示すものである。第一物品の通過目標移動量（距離）をＬX、加速勾配を考慮した移動平均速度をＶxaとし、第二物品の通過目標移動量（距離）をＬY、加速勾配を考慮した移動平均速度をＶyaとした場合に、ＬX／Ｖxa＝ＬY/Ｖyaとなるように平均移動速度Ｖxa・Ｖyaを決定すれば、第一物品と第二物品を同時に移送開始した場合に、同一時刻に共通の目標位置Ｃを通過させることができることになる。
しかしながら、比較例では、第一物品と第二物品を同時に移送開始しないと、同一時刻に共通の目標位置Ｃを通過させることができず、第一物品と第二物品とが異なる時刻に移送開始された場合、第一物品と第二物品を同一時刻に共通の目標位置Ｃを通過または到達させることは難しい。
実施の形態１．
以下、この発明の実施形態１の負荷駆動制御装置の構成を説明する。図１は、実施形態１の負荷駆動制御装置の全体構成を示すものである。
図１において、負荷駆動制御装置１００Ａは、例えば同一の制御盤内に設置され、相互にシリアル接続された制御ユニットとしてのプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２１０Ａと、多軸パルス出力ユニット（ＰＣＵ）３１０Ａによって構成されている。
ＰＬＣ２１０Ａは、第一のマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２００を中心として動作し、制御盤内外に設置された操作スイッチを含む入力センサ群１０１が接続される入力インタフェース回路２０１と、制御盤内外に設置された表示機器を含む電気負荷群１０２が接続される出力インタフェース回路２０２と、図示しないプログラムツールを介して制御プログラムが書込みされる例えばフラッシュメモリである不揮発性のプログラムメモリ（ＰＭＥＭ）２０３Ａと、制御盤の盤面に設置された設定表示ユニット４１０Ａがシリアル接続される直並列変換器２０４と、データレジスタＤを含み、補助リレーＭ、タイマＴ、カウンタＣで構成されるデバイスメモリ２０５と、ＰＣＵ３１０Ａとの間でバイトシリアルで高速通信を行うバスコントローラ２０９と、図示しない演算処理用のＲＡＭメモリとを有し、これらが相互にバス接続されて構成されている。
なお、入力センサ群１０１から入力インタフェース回路２０１を介して入力された開閉信号は、デバイスメモリの一種となる入力リレーＸとして、ＰＭＥＭ２０３Ａ内の制御プログラムの中に取り込まれるとともに、制御プログラムによって書込みされる。また、デバイスメモリの一種となる出力リレーＹの開閉信号は、出力インタフェース回路２０２を介して電気負荷群１０２を駆動する。また、設定表示ユニット４１０Ａは、図示しない操作キーによってデバイスメモリへの書込み操作を行い、デバイスメモリの動作状態や現在値を読出し表示するものである。なお、デバイスメモリ２０５のうち、データレジスタＤとビットメモリである補助リレーＭとの一部は、図示しない例えばリチウムバッテリによって停電保持されるようになっている。
ＰＣＵ３１０Ａは、図示しないマスクＲＯＭメモリに格納された所定の制御プログラムによって動作する第二のマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）３００を中心として動作し、ＰＬＣ２１０Ａ内のデータレジスタＤとの間で、互いにシリアル接続されたバスコントローラ２０９，３０９を介して制御データが転送されるバッファメモリ（ＢＦＭ）３０１と、制御盤内に設置された第１軸駆動ユニット１０４Ａを介して制御盤外の第１軸モータ１０５Ａを駆動する第１軸パルス出力回路３０４と、制御盤内に設置された第２軸駆動ユニット１０６Ａを介して制御盤外の第２軸モータ１０７Ａを駆動する第２軸パルス出力回路３０６と、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬX、又は第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYの発生回数を計数するパルスカウンタ３０８Ａと、バスコントローラ３０９と、図示しない演算処理用のＲＡＭとを有し、これらが互いにバス接続されて構成されている。なお、パルスカウンタ３０８Ａは、クロック信号発生器３０３から出力される定周期のクロックパルスＣＬＫの発生回数を計数することもできる。
図１に示された第１軸モータ１０５Ａと第２軸モータ１０７Ａは、一般にはステッピングモータ又はパルスモータと呼称されるものであって、給電１パルス当たり数度の角度運動を行い、二相パルス信号の位相差によって回転方向が決定されるようになっていて、実際に所定の角度運動が行われたかどうかは検出されないオープンループ制御用のモータとなっている。第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXと、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYはＡ相・Ｂ相の２相パルス信号であるか、あるいは一相パルス信号と回転方向を指示する指令信号によって構成されている。制御盤の盤面又は盤外に設けられた直接指令スイッチ群１０３Ａは、例えば直接始動指令信号ＳＴＤと非常停止指令信号ＥＳＰを発生して第二のマイクロプロセッサ３００に入力するようになっている。
第１軸パルス出力回路３０４内の図示しないワーキングレジスタには、バッファメモリ３０１に格納された制御データの一部である第一の目標移動量ＬXに対応した発生パルス数と、全体移動量ＬXfに対応した発生パルス数と、第一の設定速度Ｖxに対応したパルス周波数と、加減速度データとに基づいて、台形波形を生成するための関連データが格納され、図２（Ｂ）、図３（Ｃ）で後述する台形波形の速度パターンによる第１軸駆動パルスＰＬXを発生するようになっている。第２軸パルス出力回路３０６内の図示しないワーキングレジスタには、バッファメモリ３０１に格納された制御データの一部である第二の目標移動量ＬYに対応した発生パルス数と、全体移動量ＬYfに対応した発生パルス数と、第二の設定速度Ｖyに対応したパルス周波数と、加減速度データとに基づいて、台形波形を生成するための関連データが格納され、図２（Ｃ）、図３（Ｂ）で後述する台形波形の速度パターンによる第２軸駆動パルスＰＬYを発生するようになっている。パルスカウンタ３０８Ａ内の図示しないワーキングレジスタには、ＰＬＣ２１０Ａの第一のマイクロプロセッサ２００によって算出されてバッファメモリ３０１に転送された後述のバイアス移動量に対応したパルス数の初期設定値が格納されるようになっている。また、第二のマイクロプロセッサ３００と第１軸パルス出力回路３０４は、始動指令信号ＳＴX及び動作完了信号ＦXとを含む制御信号ＣＮＴを相互に交信し、第二のマイクロプロセッサ３００と第２軸パルス出力回路３０６は、始動指令信号ＳＴY及び動作完了信号ＦYとを含む制御信号ＣＮＴを相互に交信するようになっている。
第二のマイクロプロセッサ３００は、ＰＬＣ２１０Ａから連携始動指令ＳＴＣを受信するか、又はＰＣＵ３１０Ａに対して直接始動指令信号ＳＴＤを受信すると、第１軸パルス出力回路３０４に対して第１軸始動指令信号ＳＴXを供給するか、若しくは第２軸パルス出力回路３０６に対して第２軸始動指令信号ＳＴYを供給し、その結果、どちらか一方が先行始動されることになる。第二のマイクロプロセッサ３００は、パルスカウンタ３０８Ａに対して選択指令信号ＳＥＬを供給し、パルスカウンタ３０８Ａは選択指令信号ＳＥＬの内容に応じて、第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYを計数し、計数値が所定の初期設定値になった時点でバイアス移動完了信号ＦＢを発生する。その結果、第１軸モータ１０５Ａ又は第２軸モータ１０７Ａのどちらか他方が遅延始動されるようになっている。どちらを先行始動し、どちらをどれだけ遅れて後続始動するかについては、図２、図３によって後述する。なお、第１軸及び第２軸パルス出力回路３０４、３０６は、パルス出力部に図示しない可変リング長のリングカウンタを備え、当該リングカウンタの出力パルスによって出力論理が交互に反転し、可変設定されるリングカウンタのリング長によって出力パルスの周期が決定されるようになっている。
また、第１軸及び第２軸パルス出力回路３０４、３０６は、自らの出力パルス数を計数して、台形波形の上昇完了時点や減少開始時点、パルス発生完了時点を決定する図示しないトータルパルスカウンタを備え、第二のマイクロプロセッサ３００と協働して、所定周波数で所定パルス数の第１軸及び第２軸駆動パルスＰＬX・ＰＬYを発生するようになっている。なお、データレジスタＤに格納される移動量や速度に関する単位は、例えばｍｍ、ｍ、μｍ、deg、ｍｍdeg、m/sec、m/min、ｒｐｍなどの補助単位を含む実用単位であるが、第１軸、第２軸パルス出力回路３０４、３０６やパルスカウンタ３０８Ａで扱う単位はパルス数又はパルス周波数Ｈzの単位となっている。従って、データレジスタＤには単位換算係数に関するデータが予め設定書込みされていて、第一のマイクロプロセッサ２００又は第二のマイクロプロセッサ３００は単位系の換算を行ったうえで、第二のマイクロプロセッサ３００によって第１軸、第２軸パルス出力回路３０４、３０６やパルスカウンタ３０８Ａ内のワーキングレジスタに必要とされる制御データを書込みするようになっている。また、後述するバイアス移動時間又はバイアス移動量の算定は第一のマイクロプロセッサ２００又は第二のマイクロプロセッサ３００によって行われるようになっている。
以下、図２、図３を参照して、実施形態１による負荷駆動制御装置１００Ａの動作を説明する。なお、図２は第１軸を基準軸として、第１軸を先行始動する場合の速度対時間特性であり、図３は第１軸を基準軸として、第２軸を先行始動する場合の速度対時間特性を示している。基準軸とは、後述の算式（１ａ）、算式（１ｂ）、算式（４ａ）、算式（４ｂ）において、符号が正となる軸のことを言う。図２（Ａ）は、第一のマイクロプロセッサ２００からデータレジスタＤを介してバッファメモリ３０１に送信された連携始動指令ＳＴＣ、又はＰＣＵ３１０Ａに直接入力された直接始動指令信号ＳＴＤの論理波形を示しており、時刻Ｔ１において論理レベルが「Ｈ」となり、所定時間をおいて論理レベル「Ｌ」に復帰するようになっている。図２（Ｂ）は、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの周波数特性を示しており、台形波形２０の頂上平坦部における周波数は第一の設定速度Ｖxに比例した値となっている。なお、台形波形２０の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α１と減速度β１によって決定される。
図２（Ｃ）は、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYの周波数特性を示しており、台形波形２１の頂上平坦部における周波数は第二の設定速度Ｖyに比例した値となっている。なお、台形波形２１の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α２と減速度β２によって決定され、この加減速度は第１軸とは異なる値を設定することができる。時刻Ｔ１は第１軸側が初期位置Ａから先行して移動開始する時刻、時刻Ｔ２は第２軸側が初期位置Ｂから遅延して移動開始する時刻、時刻Ｔ３は第１軸側と第２軸側とが共通の目標位置Ｃを通過する時刻である。第１軸側では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の間に第一の目標移動量ＬXの移動を完了し、予め設定されている全体移動量ＬXfに到達した時点で停止するようになっている。第２軸側では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に第二の目標移動量ＬYの移動を完了し、予め設定されている全体移動量ＬYfに到達した時点で停止するようになっている。
ここで、第一の目標移動量ＬXの移動期間における平均速度をＶxaとすると、Ｔ３−Ｔ１＝ＬX/Ｖxaの関係がある。また、第二の目標移動量ＬYの移動期間における平均速度をＶyaとすると、Ｔ３−Ｔ２＝ＬY/Ｖyaの関係がある。従って、第２軸の遅延始動時間であるバイアス移動時間Ｔbは（４ａ）式によって算出されることになる。
Ｔb＝Ｔ２−Ｔ１＝（Ｔ３−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２）
＝ＬX/Ｖxa−ＬY/Ｖya …（４ａ）
なお、第１軸と第２軸の立上り勾配が比較的急峻であって、平坦部の移行時間が長ければ、近似的には平均速度Ｖxa、Ｖyaによらないで式（１ａ）によって算出することもできる。
Ｔb＝ＬX/Ｖx−ＬY/Ｖy …（１ａ）
従って、パルスカウンタ３０８Ａが一定周期τcを持つクロックパルスＣＬＫを計数する場合であれば、パルスカウンタ３０８ＡにはＴb/τcの初期設定値が格納されることになる。
一方、バイアス移動時間Ｔbの期間における先行始動軸の移動量となるバイアス移動量Ｌbxは、加速度α１の影響を考慮しない場合には（２）式によって近似算出され、加速度α１の影響を考慮する場合には（５）式によって算出される。
Ｌbx＝Ｔb×Ｖx＝ＬX−ＬY（Ｖx/Ｖy） …（２）
Ｌbx＝Ｔb×Ｖx−０.５×Ｖｘ２/α１ …（５）
従って、パルスカウンタ３０８Ａが第１軸駆動パルスＰＬXを計数する場合であれば、駆動パルス１パルス当たりの移動量をΔＸとした場合、パルスカウンタ３０８ＡにはＬbx/ΔＸの初期設定値が格納されることになる。
図３（Ａ）は、第一のマイクロプロセッサ２００からデータレジスタＤを介してバッファメモリ３０１に送信された連携始動指令ＳＴＣ、又はＰＣＵ３１０Ａに直接入力された直接始動指令信号ＳＴＤの論理波形を示しており、時刻Ｔ１において論理レベルが「Ｈ」となり、所定時間をおいて論理レベル「Ｌ」に復帰するようになっている。図３（Ｂ）は、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYの周波数特性を示しており、台形波形３０の頂上平坦部における周波数は第２の設定速度Ｖyに比例した値となっている。なお、台形波形３０の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α２と減速度β２によって決定される。図３（Ｃ）は、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの周波数特性を示しており、台形波形３１の頂上平坦部における周波数は第一の設定速度Ｖxに比例した値となっている。なお、台形波形３１の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α１と減速度β１によって決定され、この加減速度は第２軸とは異なる値を設定することができる。
時刻Ｔ１は第２軸側が初期位置Ｂから先行して移動開始する時刻、時刻Ｔ２は第１軸側が初期位置Ａから遅延して移動開始する時刻、時刻Ｔ３は第１軸側と第２軸側とが共通の目標位置Ｃを通過する時刻である。第２軸側では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の間に第二の目標移動量ＬYの移動を完了し、予め設定されている全体移動量ＬYfに到達した時点で停止するようになっている。第１軸側では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に第一の目標移動量ＬXの移動を完了し、予め設定されている全体移動量ＬXfに到達した時点で停止するようになっている。ここで、第二の目標移動量ＬYの移動期間における平均速度をＶyaとすると、Ｔ３−Ｔ１＝ＬY/Ｖyaの関係がある。また、第一の目標移動量ＬXの移動期間における平均速度をＶxaとすると、Ｔ３−Ｔ２＝ＬX/Ｖxaの関係がある。従って、第１軸の遅延始動時間であるバイアス移動時間Ｔbは算式（４ｂ）によって算出されることになる。
Ｔb＝Ｔ２−Ｔ１＝（Ｔ３−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２）
＝ＬY/Ｖya−ＬX/Ｖxa …（４ｂ）
なお、第１軸と第２軸の立上り勾配が比較的急峻であって、平坦部の移行時間が長ければ、近似的には平均速度Ｖxa・Ｖyaによらないで算式（１ｂ）によって算出することもできる。
Ｔb＝ＬY/Ｖy−ＬX/Ｖx …（１b）
従って、パルスカウンタ３０８Ａが一定周期τcによるクロックパルスＣＬＫを計数する場合であれば、パルスカウンタ３０８ＡにはＴb/τcの初期設定値が格納されることになる。
一方、バイアス移動時間Ｔbの期間における先行始動軸の移動量となるバイアス移動量Ｌbyは、加速度α２の影響を考慮しない場合には（３）式によって近似算出され、加速度α２の影響を考慮する場合には（６）式によって算出される。
Ｌby＝Ｔb×Ｖy＝ＬY−ＬX（Ｖy/Ｖx） …（３）
Ｌby＝Ｔb×Ｖy−０.５×Ｖy２/α２ …（６）
従って、パルスカウンタ３０８Ａが第２軸駆動パルスＰＬYを計数する場合であれば、駆動パルス１パルス当たりの移動量をΔＹとし、パルスカウンタ３０８ＡにはＬby/ΔＹの初期設定値が格納されることになる。
なお、算式（１ａ）と算式（１ｂ）、算式（４ａ）と算式（４ｂ）は正負の符号が反対となっていて、絶対値としては同じ値となっているが、正か負かによって先行始動軸がどちらになるかが決定される。また、算式（４ａ）、算式（４ｂ）において、平均速度Ｖxa、Ｖyaは算式（７）と算式（８）によって算出されるものである。
但し、目標位置で停止しない実施形態１においては（１/β１）＝（１/β２）＝０となっている。
Ｖxa＝Ｖx/［１＋０.５×｛（１/α１）＋（１/β１）｝Ｖx２/ＬX ］ …（７）
Ｖya＝Ｖy/［１＋０.５×｛（１/α２）＋（１/β２）｝Ｖy２/ＬY ］ …（８）
また、加速度α１、α２が十分に大きいとした場合の算式（２）と算式（３）の値を比較すると、（９）式の関係が成立する。
Ｌby/Ｌbx＝［ＬY−ＬX（Ｖy/Ｖx）]/［ＬX−ＬY（Ｖx/Ｖy）]＝−Ｖy/Ｖx …（９）
従って、第１軸換算のバイアス移動量Ｌbxと第２軸換算のバイアス移動量Ｌbyとの比率の絶対値は、第一の設定速度Ｖxと第二の設定速度Ｖyとの比率に等しくなる。
次に、図４に従って、図１に示した負荷駆動制御装置１００Ａの動作を説明する。なお、図４はＰＬＣ２１０ＡとＰＣＵ３１０Ａ間における制御データの交信制御に関するものであって、図４の左側は第一のマイクロプロセッサ２００の制御動作、右側は第二のマイクロプロセッサ３００の制御動作を示している。この実施形態では、パルスカウンタ３０８Ａは第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYを計数し、バイアス移動量Ｌbx又はＬbyは第一のマイクロプロセッサ２００によって算出され、実用単位からパルス単位への換算も第一のマイクロプロセッサ２００によって行われるようになっている。
図４において、工程４００は、ＰＬＣ２１０Ａの第一のマイクロプロセッサ２００の制御動作の開始ステップである。続く工程４０１では、ＰＬＣ２１０Ａの制御動作の過程で、例えば設定表示ユニット４０１ＡによるデータレジスタＤの設定値が変更されて、バッファメモリ３０１への制御データの送信を行う転送指令が発生したか否かが判定される。この判定ステップで、送信要の場合は手順は工程４０２ｘへ移行され、転送指令が発生していないときは手順は工程４０４へ移行される。
工程４０２ｘでは、第１軸設定データとして予めデータレジスタＤに書込み設定しておいた第一の目標移動量ＬX、全体移動量ＬXf、第一の設定速度Ｖx、加速度α１、減速度β１の値が抽出される。続く工程４０２ｙでは、第２軸設定データとして予めデータレジスタＤに書込み設定しておいた第二の目標移動量ＬY、全体移動量ＬXf、第二の設定速度Ｖy、加速度α２、減速度β２の値が抽出される。続く工程４０３ａでは、工程４０２ｘ、工程４０２ｙで抽出された制御データから算式（１）又は算式（４）によってバイアス移動時間Ｔbが算出され、バイアス移動時間Ｔbが正の値であれば、算式（２）又は算式（５）によって第１軸換算のバイアス移動量Ｌbxが算出される。但し、バイアス移動時間Ｔbが負の値となったときには、算式（３）又は算式（６）によって第２軸換算のバイアス移動量Ｌbyが算出される。続く工程４０３ｂでは、工程４０２ｘ、工程４０２ｙ、工程４０３ａの設定データで適用された実用単位が、パルス単位に換算される。続く工程４０３ｃでは、工程４０３ｂでパルス単位に換算された制御データが、バッファメモリ３０１へ送信される。
続く工程４０４では、運転モードを決定するためのパラメータデータが送信される。例えばＰＣＵ３１０Ａ側の直接始動指令信号ＳＴＤを有効にするかどうか、或いは再始動指令を与えなくても一巡の制御動作を繰り返して実行する継続運転状態にするのか、一巡の動作完了で再始動指令が与えられるまで停止しているのかなどの運転モードを決定するためのパラメータデータが送信される。続く工程４０６では、始動指令の発生時期であるかどうかが判定され、発生時期であればYESの判定が行なわれて手順が工程４０７へ移行され、始動指令の発生禁止状態であればNOの判定が行なわれて手順は工程４０８へ移行される。工程４０７では、運転コマンドとして連携始動指令ＳＴＣがバッファメモリ３０１へ送信される。続く工程４０８では、バッファメモリ３０１から送信された第１軸動作中、第２軸動作中などの監視情報が受信される。続く動作終了工程４０９では、第一のマイクロプロセッサ２００は他の制御プログラムを実行し、所定時間以内には再度動作開始工程４００へ復帰して、工程４０１〜４０８の処理を繰返し実行する。
工程４１０はＰＣＵ３１０Ａの第二のマイクロプロセッサ３００の制御動作の開始ステップである。続く工程４１１では、第一のマイクロプロセッサ２００から制御データを受信したかどうかが判定され、受信すればYESの判定を行って手順が工程４１２へ移行され、受信していなければNOの判定を行って手順が工程４１４へ移行される。工程４１２では、工程４０２ｘ、工程４０２ｙ、工程４０３ａで設定され、工程４０３ｂで単位系の換算が行われた各制御データがバッファメモリ３０１に転送格納される。工程４１４では、工程４０４で送信された運転モード情報が受信されて、この運転モード情報がモード指令メモリに書込みされる。続く工程４１５では、工程４１２において第１軸換算のバイアス移動量Ｌbxが設定されていれば、第１軸が先行駆動軸として決定され、パルスカウンタ３０８Ａの計数入力として第１軸駆動パルスＰＬXが選択される。また、工程４１５では、工程４１２において第２軸換算のバイアス移動量Ｌbyが設定されていれば、第２軸が先行駆動軸として決定され、パルスカウンタ３０８Ａの計数入力として第２軸駆動パルスＰＬYが選択される。続く工程４１６ａでは、第１軸動作完了信号ＦX又は第２軸動作完了信号ＦYが発生したかどうかが判定され、いずれかが発生していればYESの判定を行って手順は工程４１６ｂへ移行され、いずれも発生していなければNOの判定を行って手順は工程４１７ｂへ移行される。但し、運転開始の初期状態では第１軸動作完了信号ＦX及び第２軸動作完了信号ＦYは共に完了状態となっていて、工程４１６ｂへ移行するようになっている。
工程４１６ｂでは、第１軸動作完了信号ＦX又は第２軸動作完了信号ＦYが発生している側の第１軸パルス出力回路３０４又は第２軸パルス出力回路３０６内のワーキングレジスタと、パルスカウンタ３０８Ａ内のワーキングレジスタに対して関連データが転送され、転送された側の動作完了信号ＦX又はＦYがリセットされる。続く工程４１６ｃでは、第１軸動作完了信号ＦX及び第２軸動作完了信号ＦYは共にリセットされたかどうかが判定され、未完了であればNOの判定を行って工程４１６ａへ手順が移行され、完了であればYESの判定を行って手順が工程４１７ｂへ移行される。工程４１７ｂでは、工程４０７による連携始動指令ＳＴＣを受信するか、又は工程４１７ａによって直接始動指令信号ＳＴＤが発生した場合に、工程４１５で決定された先行始動軸に対して始動指令信号ＳＴX又はＳＴYが発生されて、第１軸パルス出力回路３０４又は第２軸パルス出力回路３０６がパルス出力動作を開始する。続く工程４１７ｃでは、パルスカウンタ３０８Ａが生成するバイアス移動完了信号ＦＢが発生したかどうかが判定され、未発生であればNOの判定を行って手順を動作終了工程４１９へ移行する。その後、手順は再び動作開始工程４１０に復帰され、工程４１７ｃによる判定動作を繰返し、その判定がYESになると、手順は工程４１８ａへ移行される。
工程４１８ａでは、遅延始動軸に対し始動指令信号ＳＴY又はＳＴXが出力され、これにより第１軸パルス出力回路３０４及び第２軸パルス出力回路３０６の両方がパルス出力動作を行う状態となる。続く工程４１８ｃでは、工程４１８ｂにおいて第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸動作完了信号ＦX、又は第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸動作完了信号ＦYを受信したことによって一連の制御動作が完了したことがＰＬＣ２１０Ａに対して報告される。続く動作終了工程４１９では、第二のマイクロプロセッサ２００は他の制御プログラムを実行し、所定時間以内には再度動作開始工程４１０へ復帰して、工程４１１〜４１８ｃの処理を繰返し実行する。なお、ＰＬＣ２１０Ａへの報告情報としては、第１軸パルス出力回路３０４に対して始動指令信号ＳＴXを与えてから、第１軸パルス出力回路３０４が第１軸動作完了信号ＦXを発生するまでの期間は第１軸駆動中とし、第２軸パルス出力回路３０６に対して始動指令信号ＳＴYを与えてから、第２軸パルス出力回路３０６が第２軸動作完了信号ＦYを発生するまでの期間は第２軸駆動中として報告することもできる。
次に、第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とパルスカウンタ３０８Ａの動作を詳細に説明する。なお、図５はハードウエアで構成された第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とパルスカウンタ３０８Ａの論理動作を説明する等価フローチャートとなっている。図５において、工程５００ａにおいて電源が投入されると、ＰＣＵ３１０Ａの論理回路部は工程５００ｂにおいて論理動作を開始する。続く工程５０１では、始動指令信号ＳＴX又はＳＴYのどちらか一方が発生したかどうかを判定し、発生すればYESの判定を行って手順が工程５０２へ移行され、未発生であればNOの判定を行って手順を工程５０１へ復帰させる。工程５０２では、工程５０１の判定が第１軸の始動指令信号ＳＴXの発生であればYESの判定を行って手順を工程５０３ｘへ移行させ、第２軸の始動指令信号ＳＴYの発生であればNOの判定を行って手順を工程５１３ｙへ移行させる。
工程５０３ｘでは、第１軸パルス出力回路３０４は第１軸駆動パルスＰＬXを発生開始し、続く工程５０４では、パルスカウンタ３０８Ａが第１軸駆動パルスＰＬXを計数する。続く工程５０５では、パルスカウンタ３０８Ａの現在値が、パルスカウンタ３０８Ａに予め設定されているバイアス移動量Ｌbxに対応したバイアスパルス数に達したかどうかを判定し、未達であればNOの判定を行って手順を工程５２０へ移行し、到達であればYESの判定を行って工程５０６ｙへ移行する。工程５０６ｙでは、第１軸パルス出力回路３０４は第１軸駆動パルスＰＬXを継続発生するとともに、第２軸パルス出力回路３０６が第２軸駆動パルスＰＬYを発生開始して、手順を工程５２０へ移行する。工程５１３ｙでは、第２軸パルス出力回路３０６が第２軸駆動パルスＰＬYを発生開始し、続く工程５１４ではパルスカウンタ３０８Ａが第２軸駆動パルスＰＬYを計数する。続く工程５１５は、パルスカウンタ３０８Ａの現在値が、パルスカウンタ３０８Ａに予め設定されているバイアス移動量Ｌbyに対応したバイアスパルス数に達したかどうかを判定し、未達であればNOの判定を行って手順を工程５２０へ移行し、到達であればYESの判定を行って手順を工程５１６ｘへ移行する。工程５１６ｘでは、第２軸パルス出力回路３０６は第２軸駆動パルスＰＬYを継続発生するとともに、第１軸パルス出力回路３０４が第１軸駆動パルスＰＬXを発生開始して手順を工程５２０へ移行する。
工程５２０では、第１軸パルス出力回路３０４が、予め設定されている全体移動量ＬXfに対応したパルス数の第１軸駆動パルスＰＬXの発生が完了したか、又は非常停止指令信号ＥＳＰが入力されたかどうかを判定し、未完了又は非常停止でなければNOの判定を行って手順を工程５２１ａへ移行し、完了又は非常停止であればYESの判定を行って手順を工程５２１ｂへ移行する。工程５２１ａでは、第１軸駆動パルスＰＬXの発生を継続して手順を工程５２２へ移行し、工程５２１ｂでは第１軸駆動パルスＰＬXの発生を停止し、第１軸動作完了信号ＦXを発生して手順を工程５２２へ移行する。工程５２２では、第２軸パルス出力回路３０６が、予め設定されている全体移動量ＬYfに対応したパルス数の第２軸駆動パルスＰＬYの発生が完了したか、又は非常停止指令信号ＥＳＰが入力されたかどうかを判定し、未完了又は非常停止でなければNOの判定を行って手順を工程５２３ａへ移行し、完了又は非常停止であればYESの判定を行って手順を工程５２３ｂへ移行する。工程５２３ａでは第２軸パルス出力回路３０６が第２軸駆動パルスＰＬYの発生を継続して手順を工程５０２へ移行し、工程５２３ｂでは、第２軸パルス出力回路３０６が第２軸駆動パルスＰＬYの発生を停止し、第２軸動作完了信号ＦYを発生して手順工程５２４へ移行する。
工程５２４では、非常停止指令信号ＥＳＰが発生しているかどうかを判定し、指令発生であればYESの判定を行って手順を工程５０１へ復帰させ、発生していなければNOの判定を行って手順を工程５２５へ移行させる。工程５２５では、バッファメモリ３０１に格納された運転コマンドが継続運転指令であるかどうかを判定し、継続運転モードであればYESの判定を行って手順を工程５２６へ移行し、継続運転モードでなければ手順を工程５０１へ復帰させて再始動指令信号が入力されるのを待機する。工程５２６では、継続運転モードが選択されている場合であって、第１軸駆動パルスＰＬX及び第２軸駆動パルスＰＬYの発生完了に伴って、図示しない再始動遅延時間の計時用タイマが休止時間を計測し、所定の第１軸又は第２軸の再始動遅延時間ＴＳ１又はＴＳ２が経過するとYESの判定を行って工程５０２へ移行して自動的に再始動を開始し、未経過のときはNOの判定を行って工程５２４へ復帰する。
以上の説明では、先行始動軸は第１軸又は第２軸が自動的に選択されるようになっているが、予め基準軸を定めておいて、例えば基準軸とされた第１軸に対してのみ始動指令信号を発生し、バイアス移動量が正であれば第１軸を先行始動し、バイアス移動量が負であれば第２軸を先行始動するようなルールにしておくことも可能である。以上の説明では、バイアス移動量はＰＬＣ２１０Ａ側で算出するものとしたが、調整運転によって適度なバイアス移動量を人為的に探索して手動設定することも可能であり、この場合、調整運転速度を実用運転速度に比べて所定の減率速度で運転すると探索が容易となる。なお、算式（２）及び算式（３）で示すとおり、第一の設定速度Ｖxと第二の設定速度Ｖyとの比率が一定となるように調整運転と実用運転の減率速度を定めれば、バイアス移動量は変化しないので容易に調整運転が行えることになる。
以上の説明では、制御データに関する単位系の換算はＰＬＣ２１０Ａ側で行われていて、単位換算係数はＰＣＵ３１０Ａ側には送信されていないが、仮に単位換算係数を送信しても、これが参考情報であってＰＣＵ３１０Ａ側で単位系の換算処理が不要であることを運転モードデータとして併送しておくことも可能である。また、以上の説明では、制御データの単位系の換算処理とバイアス移動量の算出、設定をＰＬＣ２１０Ａ側で行うようにしたが、これをＰＣＵ３１０Ａ側で行うことも可能である。但し、どちらでも自由に選択できるようにしておく必要性はなく、例えばＰＣＵ側で単位系換算とバイアス移動量の算出を行うものと決めておけばよい。また、以上の説明では、ＰＣＵ３１０Ａは第１軸と第２軸の二軸負荷に対応するものとなっている。しかし、更に１軸分が付加されて、相互に連携動作を行うようにすることも可能である。
また、負荷駆動制御装置１００Ａでは、移動量増減モードが可能である。移動量増減モードとは、図１９に示したように、第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とを同時に動作開始させて、第１軸パルス出力回路３０４と前記第２軸パルス出力回路３０６および第２軸パルス出力回路３０６から第１軸駆動パルスＰＬXおよび第２軸駆動パルスＰＬYを同時に発生させたときに、所定時間後に共通の目標位置Ｃを通過する第１軸側および第２軸側の初期位置Ａ、Ｂを基準位置として設定後、一方の軸の移動量の増減を可能とするモードである。
移動量増量モードにおいては、基準位置Ａ、Ｂに対し一方の軸の移動量が増量設定された場合に、増量された軸側の増量移動量ΔＬxx又はΔＬyyがバイアス移動量Ｌbとして設定される。例えば、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第１軸の移動量がΔＬxxだけ増量された場合、先行駆動軸は第１軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬxxとなる。同様に、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第２軸の移動量がΔＬyyだけ増量された場合、先行駆動軸は第２軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬyyとなる。従って、増量移動量分の移動完了所要時間は移動速度によって変化するが、先行駆動軸の駆動パルスを計数することによって正確に増量移動量の移動完了時点を特定することができるとともに、低速試運転調整を行ったのちに共通比率による高速運転に切換えても、調整誤差が発生せず、初期調整を容易に行うことができる。
移動量減量モードにおいては、基準位置Ａ、Ｂに対し一方の軸の移動量が減量設定された場合に、減量された一方の軸側の増量移動量ΔＬxx又はΔＬyyを、他方の軸側の等価増量移動量ΔＬyy＝ΔＬxx×（Ｖy/Ｖx）又はΔＬxx＝ΔＬyy×（Ｖy/Ｖx）に換算した値が、先行始動軸に対するバイアス移動量Ｌbとして設定される。例えば、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第１軸の移動量がΔＬxxだけ減量された場合、先行駆動軸は第２軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬxx×（Ｖy/Ｖx）となる。同様に、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第２軸の移動量がΔＬyyだけ増量された場合、先行駆動軸は第１軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬyy×（Ｖy/Ｖx）となる。従って、減量移動量の移動待機完了所要時間は移動速度によって変化するが、先行駆動軸の駆動パルスを計数することによって正確に移動待機完了時点を特定することができるとともに、低速試運転調整を行ったのちに共通比率による高速運転に切換えても、調整誤差が発生せず、初期調整を容易に行うことができる。
このように実施形態１においては、第１軸モータ１０５Ａは第一物品を初期位置Ａから移送開始するとともに、第２軸モータ１０７Ａは第二物品を初期位置Ｂから移送開始して、第一物品の注目点と第２物品の注目点とを同一時刻に共通の目標位置Ｃを通過する関係にパルスカウンタ３０８Ａの初期設定値を設定し、パルスカウンタ３０８Ａは、第１軸駆動パルスＰＬX又は前記第２軸駆動パルスＰＬYのうち、先行始動された方のいずれか一方の駆動パルスを計数し、当該計数値が初期設定値に到達したときに、第１軸パルス出力回路３０４又は第２軸パルス出力回路３０６の他方が、一方よりも遅れて駆動パルスを発生開始するようにしているので、パルスカウンタ３０８Ａによって各軸間の連携駆動を実現できるとともに、互いに異なる初期位置から、それぞれに適した移動速度によって、同一時刻に共通の目標位置に到達又は通過させるよう、多軸間の連携制御をおこなうことができる。
また、この実施形態１においては、ＰＬＣはＰＣＵに転送する制御データに関し、実用単位からパルス単位に換算する換算係数を備えていて、実用単位からパルス単位への換算はＰＬＣ側又はＰＣＵ側で行われ、バイアス移動量Ｌb又はバイアス移動時間Ｔbに関する設定値はＰＬＣ又はＰＣＵ側で算定されるようになっているので、目標移動量、設定速度、バイアス移動量の設定変更は、取扱い性に優れた実用単位で行うことができるので、設定変更操作が容易となる。
また、第一の設定速度Ｖxと第２の設定速度Ｖyに関する加速度と減速度が設定されている場合、平均速度Ｖxa、Ｖyaを用いてバイアス移動量を算出するためのバイアス移動時間を求めるようにすれば、設定された目標移動量と設定速度と加減速勾配とに対応して、より適正なバイアス移動量が算出されるので、実機調整運転が容易となって、調整作業の能率が更に向上する。また、調整運転が行われると、予め設定されている所定の減速比により、第１軸及び第２軸の設定目標速度を同率低減してから連携運転が開始されるようになっているので、低速運転によって手軽に誤差調整を行って、バイアス移動量の補正を行うことができる。
実施の形態２．
以下、この発明の実施形態２の負荷駆動制御装置の構成を説明する。図６は、実施形態１の負荷駆動制御装置の全体構成を示すものである。なお、図６においては、図１との相違点を中心にしてその構成を説明する。なお、図６と図１との主な相違点としては、パルスカウンタ３０８Ｂの計数入力がクロックパルスＣＬＫとなっていること、設定表示ユニット４１０Ｂと、第１軸、第２軸モータ１０５Ｂ、１０７Ｂと、第１軸、第２軸駆動ユニット１０４Ｂ、１０６Ｂとして異なる形式のものが適用されていることなどがある。また、実施形態２では、単位系の換算とバイアス移動量に関する算定はＰＣＵ３１０Ｂ側で行われるようになっているとともに、第１軸、第２軸モータ１０５Ｂ、１０７Ｂは目標位置において停止するようになっている。
図６において、負荷駆動制御装置１００Ｂは、例えば同一の制御盤内に設置され、相互にシリアル接続されたＰＬＣ２１０ＢとＰＣＵ３１０Ｂによって構成されている。ＰＬＣ２１０Ｂは、プログラムメモリ２０３Ｂと協働する第一のマイクロプロセッサ２００を中心として動作し、図１と同様に、入力センサ群１０１と電気負荷群１０２が接続されているとともに、データレジスタＤを含むデバイスメモリ２０５と、ＰＣＵ３１０Ｂとの間でバイトシリアルで高速通信を行うバスコントローラ２０９と、図示しない演算処理用のＲＡＭメモリとが相互にバス接続されている。
制御盤の盤面に設置された設定表示ユニット４１０Ｂにおいては、データレジスタＤに書込み設定される制御データのうち、オペレータによって設定される特定の制御データについて、例えば書込みされるデータレジスタＤの番号を選択するロータリスイッチの出力と、設定値を増減するための手動パルス発生器の出力とが入力インタフェース回路２０１を介して入力され、選択されたデータレジスタＤの現在値を表示する数値表示器が出力インタフェース回路２０２を介して接続されている。ＰＣＵ３１０Ｂは、図１と同様に、第二のマイクロプロセッサ３００を中心として動作し、ＰＬＣ２１０Ｂ内のデータレジスタＤとの間で、互いにシリアル接続されたバスコントローラ２０９、３０９を介して制御データが転送されるバッファメモリ３０１と、第１軸駆動ユニット１０４Ｂを介して第１軸モータ１０５Ｂを駆動する第１軸パルス出力回路３０４と、第２軸駆動ユニット１０６Ｂを介し第２軸モータ１０７Ｂを駆動する第２軸パルス出力回路３０６と、パルスカウンタ３０８Ｂを備えている。パルスカウンタ３０８Ｂはクロック信号発生器３０３による定周期のクロックパルスＣＬＫの発生回数を計数するようになっている。但し、パルスカウンタ３０８Ｂによって第１軸駆動パルスＰＬX、又は第２軸駆動パルスＰＬYを計数するようにしてもよい。
なお、図６に示された第１軸モータ１０５Ｂと第２軸モータ１０７Ｂは、一般にはサーボモータと呼称されるものであって、モータ軸にはモータの回転角度を検出するための回転センサＥＣが内蔵されている。サーボアンプである第１軸駆動ユニット１０４Ｂは、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの発生数と、第１軸モータ１０５Ｂに設けられた回転センサＥＣによる検出パルスの発生数の偏差パルス数を算出し、偏差パルス数が所定の許容範囲以下となるように第１軸モータ１０５Ｂを駆動し、偏差パルス数が大きいときには高速駆動するようになっている。第２軸駆動ユニット１０６Ｂについても同様である。なお、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXと、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYとは、図１と同様に、Ａ相・Ｂ相の２相パルス信号であるか、あるいは一相パルス信号と回転方向を指示する指令信号によって構成されている。また、制御盤の盤面又は盤外に設けられた直接指令スイッチ群１０３Ｂは、例えば直接始動指令信号ＳＴＤと非常停止指令信号ＥＳＰを発生して第二のマイクロプロセッサ３００に入力する。
第１軸パルス出力回路３０４内の図示しないワーキングレジスタには、バッファメモリ３０１に格納された制御データの一部である第一の目標移動量ＬXに対応した発生パルス数と、第一の設定速度Ｖxに対応したパルス周波数と、加減速度データとに基づいて、台形波形を生成するための関連データが格納され、図７（Ｂ）、図８（Ｃ）で後述する台形波形の速度パターンによる第１軸駆動パルスＰＬXを発生するようになっている。第２軸パルス出力回路３０６内の図示しないワーキングレジスタには、バッファメモリ３０１に格納された制御データの一部である第二の目標移動量ＬYに対応した発生パルス数と、第二の設定速度Ｖyに対応したパルス周波数と、加減速度データとに基づいて、台形波形を生成するための関連データが格納され、図７（Ｃ）、図８（Ｂ）で後述する台形波形の速度パターンによる第２軸駆動パルスＰＬYを発生するようになっている。
パルスカウンタ３０８Ｂ内の図示しないワーキングレジスタには、第一のマイクロプロセッサ２００からバッファメモリ３０１に転送された設定データに基づいて第二のマイクロプロセッサ３００によって算出された後述のバイアス移動時間に対応したパルス数の初期設定値が格納されるようになっている。また、第二のマイクロプロセッサ３００と第１軸パルス出力回路３０４は、始動指令信号ＳＴX及び動作完了信号ＦXとを含む制御信号ＣＮＴを相互に交信し、第二のマイクロプロセッサ３００と第２軸パルス出力回路３０６は、始動指令信号ＳＴY及び動作完了信号ＦYとを含む制御信号ＣＮＴを相互に交信するようになっている。
第二のマイクロプロセッサ３００は、ＰＬＣ２１０Ｂから連携始動指令ＳＴＣを受信するか、又はＰＣＵ３１０Ｂに対する直接始動指令信号ＳＴＤを受信すると、第１軸パルス出力回路３０４に対して第１軸始動指令信号ＳＴXを供給するか、若しくは、第２軸パルス出力回路３０６に対して第２軸始動指令信号ＳＴYを供給し、その結果、どちらか一方が先行始動されることになる。第二のマイクロプロセッサ３００は、パルスカウンタ３０８Ｂに対して選択指令信号ＳＥＬを供給し、パルスカウンタ３０８Ｂは選択指令信号ＳＥＬの内容に応じて、クロックパルスＣＬＫの発生パルス数を計数し、計数値が所定の初期設定値になった時点でバイアス移動完了信号ＦＢを発生する。その結果、第１軸モータ１０５Ｂ又は第２軸モータ１０７Ｂのどちらか他方が遅延始動されるようになっている。どちらを先行始動し、どちらをどれだけ遅れて後続始動するかについては図７、図８を用いて後述する。
以下、図７、図８を参照して、実施形態２による負荷駆動制御装置１００Ｂの動作を説明する。なお、図７は第１軸を基準軸として、第１軸を先行始動する場合の速度対時間特性であり、図８は第１軸を基準軸として、第２軸を先行始動する場合の速度対時間特性となっている。図７（Ａ）は、第一のマイクロプロセッサ２００からデータレジスタＤを介してバッファメモリ３０１に送信された連携始動指令ＳＴＣ、又はＰＣＵ３１０Ｂに直接入力された直接始動指令信号ＳＴＤの論理波形を示しており、時刻Ｔ１において論理レベルが「Ｈ」となり、所定時間をおいて論理レベル「Ｌ」に復帰するようになっている。図７（Ｂ）は、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの周波数特性を示しており、台形波形７００の頂上平坦部における周波数は第一の設定速度Ｖxに比例した値となっている。なお、台形波形７００の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α１と減速度β１によって決定されるようになっている。また、この実施形態では、継続運転モードを選択しているときであれば、移動完了後所定の再始動遅延時間ＴＳ１をおいて自動的に再始動されるようになっている。
図７（Ｃ）は、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYの周波数特性を示しており、台形波形７０１の頂上平坦部における周波数は第二の設定速度Ｖyに比例した値となっている。なお、台形波形７０１の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α２と減速度β２によって決定されるようになっていて、この加減速度は第１軸とは異なる値を設定することができるようになっている。時刻Ｔ１は第１軸側が初期位置Ａから先行して移動開始する時刻、時刻Ｔ２は第２軸側が初期位置Ｂから遅延して移動開始する時刻、時刻Ｔ３は第１軸側と第２軸側とが共通の目標位置Ｃに到達する時刻である。第１軸側では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の間に第一の目標移動量ＬXの移動を完了して停止するようになっている。第２軸側では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に第二の目標移動量ＬYの移動を完了して停止するようになっている。
ここで、第一の目標移動量ＬXの移動期間における平均速度をＶxaとすると、Ｔ３−Ｔ１＝ＬX/Ｖxaの関係がある。また、第二の目標移動量ＬYの移動期間における平均速度をＶyaとすると、Ｔ３−Ｔ２＝ＬY/Ｖyaの関係がある。
従って、第２軸の遅延始動時間であるバイアス移動時間Ｔbは（４ａ）式によって算出されることになる。
Ｔb＝Ｔ２−Ｔ１＝（Ｔ３−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２）
＝ＬX/Ｖxa−ＬY/Ｖya …（４ａ）
なお、第１軸と第２軸の立上り勾配が比較的急峻であって、平坦部の移行時間が長ければ、近似的には平均速度Ｖxa・Ｖyaによらないで算式（１ａ）によって算出することもできる。
Ｔb＝ＬX/Ｖx−ＬY/Ｖy …（１ａ）
従って、パルスカウンタ３０８Ｂが一定周期τcによるクロックパルスＣＬＫを計数する場合であれば、パルスカウンタ３０８ＢにはＴb/τcの初期設定値が格納されることになる。
図８（Ａ）は、第一のマイクロプロセッサ２００からデータレジスタＤを介してバッファメモリ３０１に送信された連携始動指令ＳＴＣ、又はＰＣＵ３１０Ｂに直接入力された直接始動指令信号ＳＴＤの論理波形を示しており、時刻Ｔ１において論理レベルが「Ｈ」となり、所定時間をおいて論理レベル「Ｌ」に復帰するようになっている。図８（Ｂ）は、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYの周波数特性を示しており、台形波形８００の頂上平坦部における周波数は第２の設定速度Ｖyに比例した値となっている。なお、台形波形８００の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α２と減速度β２によって決定されるようになっている。 また、この実施形態では継続運転モードを選択しているときであれば、移動完了後所定の再始動遅延時間ＴＳ２をおいて自動的に再始動されるようになっている。図８（Ｃ）は、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの周波数特性を示しており、台形波形８０１の頂上平坦部における周波数は第一の設定速度Ｖxに比例した値となっている。なお、台形波形８０１の立上り勾配と立下り勾配とは、バッファメモリ３０１に送信された所定の加速度α１と減速度β１によって決定されるようになっていて、この加減速度は第２軸とは異なる値を設定することができるようになっている。
時刻Ｔ１は第２軸側が初期位置Ｂから先行して移動開始する時刻、時刻Ｔ２は第１軸側が初期位置Ａから遅延して移動開始する時刻、時刻Ｔ３は第１軸側と第２軸側とが共通の目標位置Ｃに到達する時刻である。第２軸側では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の間に第二の目標移動量ＬYの移動を完了して停止するようになっている。第１軸側では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に第一の目標移動量ＬXの移動を完了して停止するようになっている。
ここで、第二の目標移動量ＬYの移動期間における平均速度をＶyaとすると、Ｔ３−Ｔ１＝ＬY/Ｖyaの関係がある。また、第一の目標移動量ＬXの移動期間における平均速度をＶxaとすると、Ｔ３−Ｔ２＝ＬX/Ｖxaの関係がある。従って、第１軸の遅延始動時間であるバイアス移動時間Ｔbは（４b）式によって算出されることになる。
Ｔb＝Ｔ２−Ｔ１＝（Ｔ３−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２）
＝ＬY/Ｖya−ＬX/Ｖxa …（４ｂ）
なお、第１軸と第２軸の立上り勾配が比較的急峻であって、平坦部の移行時間が長ければ、近似的には平均速度Ｖxa・Ｖyaによらないで算式（１b）によって算出することもできる。
Ｔb＝ＬY/Ｖy−ＬX/Ｖx …（１ｂ）
従って、パルスカウンタ３０８Ａが一定周期τcによるクロックパルスＣＬＫを計数する場合であれば、パルスカウンタ３０８ＡにはＴb/τcの初期設定値が格納されることになる。
なお、算式（１ａ）と算式（１ｂ）、算式（４ａ）と算式（４ｂ）は正負の符号が反対となっていて、絶対値としては同じ値となっているが、正か負かによって先行始動軸がどちらになるかが決定される。なお、算式（４ａ）又は算式（４ｂ）において、平均速度Ｖxa・Ｖyaは算式（７）と算式（８）によって算出されるものである。
Ｖxa＝Ｖx/［１＋０.５×｛（１/α１）＋（１/β１）｝Ｖx２/ＬX ］ …（７）
Ｖya＝Ｖy/［１＋０.５×｛（１/α２）＋（１/β２）｝Ｖy２/ＬY ］ …（８）
また、図２、図３の速度パターンと比較した場合、図２、図３における第一の全体移動量ＬXfを第一の目標移動量ＬXと等しい値に設定し、第二の全体移動量ＬYfを第二の目標移動量ＬYと等しい値に設定したものが、図７、図８の速度パターンとなっている。
次に、図９に従って、図６に示した負荷駆動制御装置１００Ｂの動作を説明する。なお、図９の説明では図４に示したフローチャートとの相違点を中心にして、その作用動作を説明する。なお、図９における４００番台の符号は図４と同じ内容であり、図４とは異なる部分である９００番台の符号について説明する。また、図９はＰＬＣ２１０ＢとＰＣＵ３１０Ｂ間における制御データの交信制御に関するものであって、図９の左列は第一のマイクロプロセッサ２００の制御動作、右列は第二のマイクロプロセッサ３００の制御動作を示している。この実施形態では、パルスカウンタ３０８Ｂはクロック信号発生器３０３が発生するクロックパルスＣＬＫを計数し、バイアス移動時間Ｔbは第二のマイクロプロセッサ３００によって算出され、実用単位からパルス単位への換算も第二のマイクロプロセッサ３００によって行われるようになっている。
図９において、工程４０１に続く工程９０２ｘでは、第１軸設定データとして予めデータレジスタＤに書込み設定しておいた第一の目標移動量ＬX、第一の設定速度Ｖx、加速度α１、減速度β１、再始動遅延時間ＴＳ１の値が抽出される。続く工程９０２ｙでは、第２軸設定データとして予めデータレジスタＤに書込み設定しておいた第二の目標移動量ＬY、第二の設定速度Ｖy、加速度α２、減速度β２、再始動遅延時間ＴＳ２の値が抽出される。続く工程９０３ａでは、予めデータレジスタＤに設定しておいたバイアス移動量に関する補正バイアス移動量ΔＬX又はΔＬYの値が抽出される。続く工程９０３ｂでは、予めデータレジスタＤに書込み設定しておいた実用単位系からパルス単位系に換算するための単位換算係数が抽出される。続く工程４０３ｃでは、工程９０２ｘから工程９０３ｂで抽出された制御データが、バッファメモリ３０１へ送信される。
工程４１１の判定がYESであったときに移行される工程９１２では、工程９０２ｘ、工程９０２ｙ、工程９０３ａ、工程９０３ｂで抽出され、工程４０３ｃで送信された制御データがバッファメモリ３０１に転送格納される。続く工程９１３ａでは、工程９１２で設定された補正バイアス移動量ΔＬX又はΔＬYを含む制御データから算式（１ｃ）又は算式（４ｃ）によってバイアス移動時間Ｔbが算出されて、バッファメモリ３０１に書込まれる。
Ｔb＝（ＬX＋ΔＬX)/Ｖx−（ＬY＋ΔＬY)/Ｖy …（１ｃ）
Ｔb＝（ＬX＋ΔＬX)/Ｖxa−（ＬY＋ΔＬY)/Ｖya …（４ｃ）
但し、算式（４ｃ）における平均速度Ｖxa・Ｖyaは、算式（７）と、算式（８）を用いて算出する。
続く工程９１３ｂでは、工程９０３ｂで抽出された単位系換算係数を用いて工程９１２、工程９１３ａで設定された各制御データの単位がパルス単位系に換算され、換算された値がバッファメモリ３０１の他のアドレス領域に書込まれる。工程４１１の判定がNOであったとき、又は工程９１３ｂに続いて移行する工程４１４では、工程４０４で送信された運転モード情報を受信して、モード指令メモリに書込みする。続く工程９１５では、工程９１３ａで算出されたバイアス移動時間が正であれば第１軸が先行駆動軸として決定され、負であれば第２軸が先行駆動軸として決定される。続く工程４１６ａ、工程４１６ｂ、工程４１６ｃではパルス単位に換算された関連データが第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とパルスカウンタ３０８Ｂのワーキングレジスタに転送書込みされる。
次に、図１０を用いて、実施形態２における第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とパルスカウンタ３０８Ｂの動作を詳細に説明する。なお、図１０の説明では図５に示したフローチャートとの相違点を中心にして、その作用動作を説明する。また、図１０における５００番台の符号は図５と同じ内容であり、図５とは異なる部分である１５００番台の符号について説明する。図１０において、工程５０３ｘに続く工程１５０４Ｃでは、パルスカウンタ３０８Ｂは第１軸駆動パルスＰＬXに代わってクロックパルスＣＬＫを計数する。また、工程５１３ｙに続く工程１５１４Ｃでは、パルスカウンタ３０８Ｂは第２軸駆動パルスＰＬYに代わってクロックパルスＣＬＫを計数する。
以上の説明では、パルスカウンタ３０８ＢはクロックパルスＣＬＫを計数するものとしたが、これに代わって第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYを計数するようにしてもよいし、第１軸駆動ユニット１０４Ｂ又は第２軸駆動ユニット１０６Ｂであるサーボアンプから得られる回転センサＥＣの回転角検出信号である第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYを使用するようにしてもよい。検出パルスを用いた場合には、駆動軸の実際の回転角が検出されているので、過負荷時のモータの回転不足或いは脱調による制御誤差の発生を防止したり、異常検出を行うことができるようになる。この実施形態では、制御データの単位系の換算処理とバイアス移動量の算出・設定をＰＣＵ３１０Ｂ側で行うようにしたが、ＰＬＣ２１０Ｂ側で行うことも可能である。但し、ＰＣＵ３１０Ｂ側で行うようにすれば、ユーザはバイアス移動量の算出に関する制御プログラムを作成する必要がなく、取扱性が向上する特徴がある。
この実施形態２の負荷駆動制御装置１００Ｂにおいても、移動量増減モードが可能である。この実施形態２では、パルスカウンタ３０８Ｂは、第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYによって第１軸および第２軸のうちの一方が先行始動されてから定周期のクロックパルスＣＬＫの計数を開始して、先行始動軸の移動量がパルスカウンタ３０８Ｂで設定された初期設定値であるバイアス移動時間Ｔbになった時点で他方の駆動パルスを発生開始するようになっている。このため、実施形態２の移動量増減モードでは、第１軸の設定速度をＶxとし、第２軸の設定速度をＶyとして、両軸を同時に動作開始させたときに、所定時間後に共通の目標位置Ｃに到来する相互の初期位置Ａ、Ｂを基準位置として設定後、当該基準位置よりも第１軸又は第２軸側でバイアス移動量ΔＬxx、ΔＬyyだけ増減設定した場合に、バイアス移動時間Ｔbは、目標移動量が増減された側の駆動軸の設定速度Ｖx又はＶyと、バイアス移動量の増減分ΔＬxx、ΔＬyyを参照して設定される。すなわち、第１軸側が増減された場合は、Ｔｂ＝ΔＬxx/Ｖxとして算出され、第２軸側が増減された場合は、Ｔｂ＝ΔＬyy/Ｖyとして算出される。そして、目標移動量が増量された駆動軸はバイアス移動時間Ｔbによる先行始動が行われ、目標移動量が減量された駆動軸はバイアス移動時間Ｔbによる遅延始動が行われるようになっている。
例えば、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第１軸の移動量がΔＬxxだけ増量された場合、先行駆動軸は第１軸側となり、バイアス移動時間Ｔｂ＝ΔＬxx/Ｖxとなる。同様に、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第１軸の移動量がΔＬyyだけ減量された場合、先行駆動軸は第２軸側となり、バイアス移動時間Ｔｂ＝ΔＬxx/Ｖxとなる。また、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第２軸の移動量がΔＬxxだけ増量された場合、先行駆動軸は第２軸側となり、バイアス移動時間Ｔｂ＝ΔＬyy/Ｖyとなる。同様に、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第２軸の移動量がΔＬyyだけ減量された場合、先行駆動軸は第１軸側となり、バイアス移動時間Ｔｂ＝ΔＬyy/Ｖyとなる。
このように実施形態２の移動量増減モードでは、先行始動軸と遅延始動軸との間の遅延駆動時間であるバイアス移動時間が設定されたパルスカウンタは、定周期のクロック信号を計数するようになっており、このバイアス移動時間は目標移動量が増減された側の駆動軸の設定速度、移動距離を参照して設定されるようになっている。従って、増量又は減量された移動量の移動完了所要時間又は待機所要時間は移動速度によって変化するが、バイアス移動時間は移動距離に換算して設定されているので、正確に増量移動量の移動完了時点又は減量移動量の移動待機時点を特定することができるとともに、低速試運転調整を行ったのちに共通比率による高速運転に切換えても調整誤差が発生せず、初期調整を容易に行うことができる。また、移動待機を行う期間に、先行始動軸の駆動パルスではなくクロックパルスを計数するようになっているので、相手軸の速度とは無関係に換算された待機移動量となるバイアス移動時間を設定することができる。
このように実施の形態２によれば、第１軸モータ１０５Ｂは第一物品を初期位置Ａから移送開始するとともに、第２軸モータ１０７Ｂは第二物品を初期位置Ｂから移送開始して、第一物品の注目点と第２物品の注目点とを同一時刻に共通の目標位置Ｃを通過する関係にパルスカウンタ３０８Ｂの初期設定値を設定し、第１軸パルス出力回路３０４又は第２軸パルス出力回路３０６の一方が駆動パルスを発生した時点でパルスカウンタ３０８Ｂは、動作開始し、その後パルスカウンタ３０８Ｂは、クロック信号ＣＬＫを計数し、当該計数値が初期設定値に到達したときに、第１軸パルス出力回路３０４又は第２軸パルス出力回路３０６の他方が、一方よりも遅れて駆動パルスを発生開始するようにしているので、パルスカウンタ３０８Ｂによって各軸間の連携駆動を実現できるとともに、互いに異なる初期位置から、それぞれに適した移動速度によって、同一時刻に共通の目標位置に到達又は通過させるよう、多軸間の連携制御をおこなうことができる。また、移動待機を行う期間に、先行始動軸の駆動パルスではなくクロックパルスを計数するようになっているので、相手軸の速度とは無関係に換算された待機移動量となるバイアス移動時間を設定することができる。
また、この実施形態２においては、ＰＬＣはＰＣＵに転送する制御データに関し、実用単位からパルス単位に換算する換算係数を備えていて、実用単位からパルス単位への換算はＰＬＣ側又はＰＣＵ側で行われ、バイアス移動量Ｌb又はバイアス移動時間Ｔbに関する設定値はＰＬＣ又はＰＣＵ側で算定されるようになっているので、目標移動量、設定速度、バイアス移動量の設定変更は、取扱い性に優れた実用単位で行うことができるので、設定変更操作が容易となる。
また、実施形態２では、工程９０３ａにおいて、補正バイアス移動量ΔＬX・ΔＬYを設定可能としており、この補正バイアス移動量ΔＬX・ΔＬYを第１軸又は第２軸換算のバイアス移動量Ｌbx・Ｌbyに対して代数加算できるようになっている。従って、実機調整運転において、共通目標位置への到達又は通過時刻を微量調整したり、意図的に微小な時刻差を与えたい場合、或いは加減速期間を含む実機の平均速度と設定速度との相違による計算誤差がある場合には、補正バイアス移動量を代数加算して微調整することによって、調整作業の能率が更に向上する。なお、実施形態１、実施形態３においても、補正バイアス移動量ΔＬX・ΔＬYを設定可能としてもよい。
実施の形態３．
以下、この発明の実施形態３の負荷駆動制御装置の構成を説明する。図１１は、実施形態３の負荷駆動制御装置の全体構成を示すものである。なお、図１１においては、図１との相違点を中心にしてその構成を説明する。なお、図１１における図１のものとの主な相違点としては、パルスカウンタ３０８Ｃの計数入力として第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYに代わって、第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYが選択使用されていることと、ＰＣＵ３１０Ｃを制御する制御ユニットとしての設定表示ユニット４１０ＣはＰＬＣ２１０Ｃを経由しないでＰＣＵ３１０Ｃに直接接続されていることである。また、第１軸、第２軸モータ１０５Ｃ・１０７Ｃと第１軸、第２軸駆動ユニット１０４Ｃ・１０６Ｃも異なる形式のものが適用されている。また、この実施形態３では、単位系の換算とバイアス移動量に関する算定は、設定表示ユニット４１０Ｃ側で行われるようになっているとともに、第１軸、第２軸モータ１０５Ｃ、１０７Ｃは目標位置を通過して、外部センサからの停止指令によって停止するようになっている。
図１１において、負荷駆動制御装置１００Ｃは、例えば同一の制御盤内に設置され、相互にシリアル接続された設定表示ユニット４１０ＣとＰＣＵ３１０Ｃによって構成されていて、設定表示ユニット４１０Ｃは、ＰＣＵ３１０Ｃに対して始動・停止指令などの制御信号を供給することができるようになっている。制御盤の盤面に設置された設定表示ユニット４１０Ｃは、第三のマイクロプロセッサ４００と、図示しないプログラムツールによってユーザが作成した制御プログラムが書込まれたプログラムメモリ４０３Ｃと、データレジスタ４０１と、設定操作キー４０５と、表示器４０６と、バスコントローラ４０９とが、互いにバス接続されて構成されている。ＰＣＵ３１０Ｃは、図１の場合と同様に第二のマイクロプロセッサ３００を中心として動作し、設定表示ユニット４１０Ｃ内のデータレジスタ４０１との間で、互いにシリアル接続されたバスコントローラ４０９、３０９を介して制御データが転送されるバッファメモリ３０１と、第１軸駆動ユニット１０４Ｃを介して第１軸モータ１０５Ｃを駆動する第１軸パルス出力回路３０４と、第２軸駆動ユニット１０６Ｃを介し第２軸モータ１０７Ｃを駆動する第２軸パルス出力回路３０６と、パルスカウンタ３０８Ｃとを備えている。パルスカウンタ３０８Ｃは、第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYを計数するように、選択指令信号ＳＥＬによって選択することができるようになっている。但し、パルスカウンタ３０８Ｃによって第１軸駆動パルスＰＬX、又は第２軸駆動パルスＰＬYを計数するようにしてもよいし、クロック信号ＣＬＫを計数するようにしてもよい。
なお、図１１で示された第１軸モータ１０５Ｃと第２軸モータ１０７Ｃは、汎用のインダクションモータであって、モータ軸にはモータの回転角度を検出するための回転センサＥＣが連結されている。可変速駆動用のインバータである第１軸駆動ユニット１０４Ｃは、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの発生数と、第１軸モータ１０５Ｃに設けられた回転センサＥＣによる検出パルスの発生数の偏差パルス数を算出し、偏差パルス数が所定の許容範囲以下となるように第１軸モータ１０５Ｃを駆動し、偏差パルス数が大きいときには高速駆動するようになっている。第２軸駆動ユニット１０６Ｃについても同様である。なお、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXと、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYとは、図１の場合と同様にＡ相・Ｂ相の２相パルス信号であるか、一相パルス信号と回転方向を指示する指令信号によって構成されている。
また、制御盤の盤面又は盤外に設けられた直接指令スイッチ群１０３Ｃは、例えば直接始動指令信号ＳＴＤと非常停止指令信号ＥＳＰと第１軸停止指令信号ＳＰ１と第２軸停止指令信号ＳＰ２を発生して第二のマイクロプロセッサ３００に入力するようになっている。但し、これらの入力信号はＰＬＣ２１０Ｃを経由して入力するようにしてもよい。第１軸パルス出力回路３０４内の図示しないワーキングレジスタには、バッファメモリ３０１に格納された制御データの一部である第一の目標移動量ＬXに対応した発生パルス数と、第一の設定速度Ｖxに対応したパルス周波数と、加減速度データとに基づいて、台形波形を生成するための関連データが格納され、図１２（Ｂ）、図１３（Ｃ）で後述する台形波形の速度パターンによる第１軸駆動パルスＰＬXを発生するようになっている。第２軸パルス出力回路３０６内の図示しないワーキングレジスタには、バッファメモリ３０１に格納された制御データの一部である第二の目標移動量ＬYに対応した発生パルス数と、第二の設定速度Ｖyに対応したパルス周波数と、加減速度データとに基づいて、台形波形を生成するための関連データが格納され、図１２（Ｃ）、図１３（Ｂ）で後述する台形波形の速度パターンによる第２軸駆動パルスＰＬYを発生するようになっている。
パルスカウンタ３０８Ｃ内の図示しないワーキングレジスタには、第三のマイクロプロセッサ４００によって算出されてバッファメモリ３０１に転送された後述のバイアス移動量に対応したパルス数の初期設定値が格納されるようになっている。また、第二のマイクロプロセッサ３００と第１軸パルス出力回路３０４は、始動指令信号ＳＴX及び動作完了信号ＦXとを含む制御信号ＣＮＴを相互に交信し、第二のマイクロプロセッサ３００と第２軸パルス出力回路３０６は、始動指令信号ＳＴY及び動作完了信号ＦYとを含む制御信号ＣＮＴを相互に交信するようになっている。第二のマイクロプロセッサ３００は、設定表示ユニット４１０Ｃから連携始動指令ＳＴＣを受信するか、又は多ＰＣＵ３１０Ｃに対して直接始動指令信号ＳＴＤを受信すると、第１軸パルス出力回路３０４に対して第１軸始動指令信号ＳＴXを供給するか、若しくは第２軸パルス出力回路３０６に対して第２軸始動指令信号ＳＴYを供給し、その結果、どちらか一方が先行始動されることになる。第二のマイクロプロセッサ３００は、パルスカウンタ３０８Ｃに対して選択指令信号ＳＥＬを供給し、パルスカウンタ３０８Ｃは選択指令信号ＳＥＬの内容に応じて、第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥY、若しくはクロックパルスＣＬＫの発生パルス数を計数し、計数値が所定の初期設定値になった時点でバイアス移動完了信号ＦＢを発生する。その結果、第１軸モータ１０５Ｃ又は第２軸モータ１０７Ｃのどちらか他方が遅延始動されるようになっている。どちらを先行始動し、どちらをどれだけ遅れて後続始動するかについては図１２、図１３によって後述する。
以下、図１２、図１３を用いて実施形態３の負荷駆動制御装置１００Ｃの動作を説明する。なお、図１２は第１軸を基準軸として、第１軸を先行始動する場合の速度対時間特性であり、図１３は第１軸を基準軸として、第２軸を先行始動する場合の速度対時間特性である。図１２（Ａ）は、第三のマイクロプロセッサ４００からデータレジスタ４０１を介してバッファメモリ３０１に送信された連携始動指令ＳＴＣ、又はＰＣＵ３１０Ｃに直接入力された直接始動指令信号ＳＴＤの論理波形を示しており、時刻Ｔ１において論理レベルが「Ｈ」となり、所定時間をおいて論理レベル「Ｌ」に復帰するようになっている。また、第１軸停止指令信号ＳＰ１と第２軸停止指令信号ＳＰ２とは、ＰＣＵ３１０Ｃに直接入力された信号であって、停止指令発生時に一時的に論理レベルが「Ｈ」となっている。図１２（Ｂ）は、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの周波数特性を示しており、台形波形１２００の頂上平坦部における周波数は第一の設定速度Ｖxに比例した値となっている。
なお、この実施形態では、第１軸駆動パルスＰＬXは第１軸停止指令信号ＳＰ１が発生してから、所定の遅延停止移動量ＬXDを移動した時点で停止するようになっている。また、台形波形１２００の立上り勾配と立下り勾配となる加速度α１と減速度β１及び遅延停止移動量ＬXDは、バッファメモリ３０１に送信された制御データによって決定されるようになっている。図１２（Ｃ）は、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYの周波数特性を示しており、台形波形１２０１の頂上平坦部における周波数は第二の設定速度Ｖyに比例した値となっている。なお、この実施形態では第２軸駆動パルスＰＬYは第２軸停止指令信号ＳＰ２が発生してから、所定の遅延停止移動量ＬYDを移動した時点で停止するようになっている。また、台形波形１２０１の立上り勾配と立下り勾配となる加速度α２と減速度β２及び遅延停止移動量ＬYDは、バッファメモリ３０１に送信された制御データによって決定されるようになっていて、この加減速度は第１軸とは異なる値を設定することができるようになっている。時刻Ｔ１は第１軸側が初期位置Ａから先行して移動開始する時刻、時刻Ｔ２は第２軸側が初期位置Ｂから遅延して移動開始する時刻、時刻Ｔ３は第１軸側と第２軸側とが共通の目標位置Ｃを通過する時刻である。第１軸側では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の間に第一の目標移動量ＬXの移動を完了し、第２軸側では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に第二の目標移動量ＬYの移動を完了し、同一時刻Ｔ３において共通の目標位置Ｃを通過するようになっている。この場合、第２軸を遅延始動するためのバイアス移動時間Ｔb、又はバイアス移動量Ｌbの概念は実施形態１、実施形態２において説明したとおりである。
図１３（Ａ）は、第三のマイクロプロセッサ４００からデータレジスタ４０１を介してバッファメモリ３０１に送信された連携始動指令ＳＴＣ、又はＰＣＵ３１０Ｃに直接入力された直接始動指令信号ＳＴＤの論理波形を示しており、時刻Ｔ１において論理レベルが「Ｈ」となり、所定時間をおいて論理レベル「Ｌ」に復帰するようになっている。また、第１軸停止指令信号ＳＰ１と第２軸停止指令信号ＳＰ２とは、ＰＣＵ３１０Ｃに直接入力された信号であって、停止指令発生時に一時的に論理レベルが「Ｈ」となっている。図１３（Ｂ）は、第２軸パルス出力回路３０６が発生する第２軸駆動パルスＰＬYの周波数特性を示しており、台形波形１３００の頂上平坦部における周波数は第２の設定速度Ｖyに比例した値となっている。なお、この実施形態では第２軸駆動パルスＰＬYは第２軸停止指令信号ＳＰ２が発生してから、所定の遅延停止移動量ＬYDを移動した時点で停止するようになっている。また、台形波形１３００の立上り勾配と立下り勾配となる加速度α２と減速度β２及び遅延停止移動量ＬYDは、バッファメモリ３０１に送信された制御データによって決定されるようになっている。
図１３（Ｃ）は、第１軸パルス出力回路３０４が発生する第１軸駆動パルスＰＬXの周波数特性を示しており、台形波形１３０１の頂上平坦部における周波数は第一の設定速度Ｖxに比例した値となっている。なお、この実施形態では第１軸駆動パルスＰＬXは第１軸停止指令信号SP１が発生してから、所定の遅延停止移動量ＬXDを移動した時点で停止するようになっている。また、台形波形１３０１の立上り勾配と立下り勾配となる加速度α１と減速度β１及び遅延停止移動量ＬXDは、バッファメモリ３０１に送信された制御データによって決定されるようになっていて、この加減速度は第２軸とは異なる値を設定することができるようになっている。時刻Ｔ１は第２軸側が初期位置Ｂから先行して移動開始する時刻、時刻Ｔ２は第１軸側が初期位置Ａから遅延して移動開始する時刻、時刻Ｔ３は第１軸側と第２軸側とが共通の目標位置Ｃを通過する時刻である。第２軸側では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の間に第二の目標移動量ＬYの移動を完了し、第１軸側では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に第一の目標移動量ＬXの移動を完了して、同一時刻Ｔ３において共通の目標位置Ｃを通過するようになっている。この場合、第２軸を先行始動するためのバイアス移動時間Ｔb、又はバイアス移動量Ｌbの概念は実施形態１、実施形態２において説明したとおりである。
次に、図１４に従って、図１１に示した負荷駆動制御装置１００Ｃの動作を説明する。なお、図１４の説明では図４に示したフローチャートとの相違点を中心にして、その作用動作を説明する。図１４における４００番台の符号は図４と同じ内容であり、図４とは異なる１４００番台の符号を付した部分の動作について説明する。また、図１４は設定表示ユニット４１０ＣとＰＣＵ３１０Ｃ間における制御データの交信制御に関するものであって、図１４の左列は第三のマイクロプロセッサ４００の制御動作、右列は第二のマイクロプロセッサ３００の制御動作を示している。この実施形態３ではパルスカウンタ３０８Ｃは、第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYを計数し、バイアス移動量Ｌbは第三のマイクロプロセッサ４００によって算出され、実用単位からパルス単位への換算も第三のマイクロプロセッサ４００によって行われる。
図１４において、工程４０１に続く工程１４０２ｘでは、第１軸設定データとして、予めデータレジスタ４０１に書込み設定しておいた第一の目標移動量ＬX、第一の設定速度Ｖx、加速度α１、減速度β１、第一の遅延停止移動量ＬXDの値が抽出される。続く工程１４０２ｙでは、第２軸設定データとして予めデータレジスタ４０１に書込み設定しておいた第二の目標移動量ＬY、第一の設定速度Ｖy、加速度α２、減速度β２、第二の遅延停止移動量ＬYDの値が抽出される。続く工程４０３ａでは、工程１４０２ｘと工程１４０２ｙで抽出された制御データによって、バイアス移動量Ｌb又はバイアス移動時間Ｔbが算出される。
工程４１１に続く工程１４１２では、工程１４０２ｘと工程１４０２ｙと工程４０３ａで抽出され、工程４０３ｂで単位系の換算処理が行われてから工程４０３ｃで送信された制御データがバッファメモリ３０１に転送格納される。工程４１１がNOの判定であったとき、又は工程１４１２に続く工程４１４では、工程４０４で送信された運転モード情報を受信して、モード指令メモリに書込みする。続く工程４１５では、工程１４１２でバッファメモリ３０１に格納されたバイアス移動量Ｌbが第１軸のバイアス移動量Ｌbxであれば第１軸が先行駆動軸として決定され、第２軸のバイアス移動量Ｌbyであれば第２軸が先行駆動軸として決定される。続く工程４１６ａ、工程４１６ｂ、工程４１６ｃではパルス単位に換算された関連データを第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とがパルスカウンタ３０８Ｂのワーキングレジスタに転送書込みされる。
次に、図１５を用いて、実施形態３における第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とパルスカウンタ３０８Ｃの動作を詳細に説明する。なお、図１５の説明では図５に示したフローチャートとの相違点を中心にして、その作用動作を説明する。図１５における５００番台の符号は図５と同じ内容であり、図５とは異なる１５００番台の符号の部分の動作について説明する。図１５において、工程５０３ｘに続く工程１５０４Ｅでは、パルスカウンタ３０８Ｃは第１軸駆動パルスＰＬXに代わって第１軸検出パルスＰＥXを計数する。また、工程５１３ｙに続く工程１５１４Ｅでは、パルスカウンタ３０８Ｃは第２軸駆動パルスＰＬYに代わって第２軸検出パルスＰＥYを計数する。
以上の説明では、パルスカウンタ３０８Ｃは第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYを計数するものとしたが、これに代わって第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYを計数するようにしてもよいし、クロックパルスＣＬＫを計数するようにしてもよい。しかし、第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYを用いた場合には、駆動軸の実際の回転角が検出されているので、過負荷時のモータの回転不足或いは脱調による制御誤差の発生を防止したり、異常検出を行うことができるようになる。以上の説明では、制御データの単位系の換算処理とバイアス移動量の算出・設定を設定表示ユニット４１０Ｃ側で行うようにしたが、これをＰＣＵ３１０Ｃ側で行うことも可能である。なお、この実施形態では、ＰＬＣとはバス接続されていないので、互換性のない既存設備の改修や製造メーカの異なるＰＬＣと協調して全体制御を行うのに適している。
また、負荷駆動制御装置１００Ｃでも、移動量増減モードが可能である。この実施形態３では、第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYのうち先行始動された一方の検出パルスを計数して、先行始動軸の移動量がパルスカウンタ３０８Ｃで設定された初期設定値であるバイアス移動量Ｌbになった時点で、他方の駆動パルスを発生開始するようになっている。このため、実施形態３の移動量増減モードでは、図１９に示したように、第１軸パルス出力回路３０４と前記第２軸パルス出力回路３０６とを同時に動作開始させたときに、所定時間後に共通の目標位置Ｃに到来する第１軸側および第２軸側の初期位置Ａ、Ｂを基準位置として設定後、一方の軸の移動量の増減を可能とする。
実施の形態３の移動量増量モードにおいては、基準位置Ａ、Ｂに対し一方の軸の移動量が増量設定された場合に、増量された軸側の増量移動量ΔＬxx又はΔＬyyがバイアス移動量Ｌbとして設定される。例えば、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第１軸の移動量がΔＬxxだけ増量された場合、先行駆動軸は第１軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬxxとなる。同様に、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第２軸の移動量がΔＬyyだけ増量された場合、先行駆動軸は第２軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬyyとなる。従って、増量移動量分の移動完了所要時間は移動速度によって変化するが、先行駆動軸の検出パルスを計数することによって正確に増量移動量の移動完了時点を特定することができるとともに、低速試運転調整を行ったのちに共通比率による高速運転に切換えても、調整誤差が発生せず、初期調整を容易に行うことができる。
移動量減量モードにおいては、基準位置Ａ、Ｂに対し一方の軸の移動量が減量設定された場合に、減量された一方の軸側の増量移動量ΔＬxx又はΔＬyyを、他方の軸側の等価増量移動量ΔＬyy＝ΔＬxx×（Ｖy/Ｖx）又はΔＬxx＝ΔＬyy×（Ｖy/Ｖx）に換算した値が、先行始動軸に対するバイアス移動量Ｌbとして設定される。例えば、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第１軸の移動量がΔＬxxだけ減量された場合、先行駆動軸は第２軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬxx×（Ｖy/Ｖx）となる。同様に、図１９の初期位置Ａ、Ｂに対し、第２軸の移動量がΔＬyyだけ増量された場合、先行駆動軸は第１軸側となり、バイアス移動量Ｌb＝ΔＬyy×（Ｖy/Ｖx）となる。従って、減量移動量の移動待機完了所要時間は移動速度によって変化するが、先行駆動軸の検出パルスを計数することによって正確に移動待機完了時点を特定することができるとともに、低速試運転調整を行ったのちに共通比率による高速運転に切換えても、調整誤差が発生せず、初期調整を容易に行うことができる。
このように実施形態３においては、第１軸モータ１０５Ｃは第一物品を初期位置Ａから移送開始するとともに、第２軸モータ１０７Ｃは第二物品を初期位置Ｂから移送開始して、第一物品の注目点と第２物品の注目点とを同一時刻に共通の目標位置Ｃを通過する関係にパルスカウンタ３０８Ｃの初期設定値を設定し、パルスカウンタ３０８Ｃは、第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYのうち、先行始動された方のいずれか一方の検出パルスを計数し、当該計数値が初期設定値に到達したときに、第１軸パルス出力回路３０４又は第２軸パルス出力回路３０６の他方が、一方よりも遅れて駆動パルスを発生開始するようにしているので、パルスカウンタによって各軸間の連携駆動を実現できるとともに、互いに異なる初期位置から、それぞれに適した移動速度によって、同一時刻に共通の目標位置に到達又は通過させるよう、多軸間の連携制御をおこなうことができる。
また、この実施形態３においては、ＰＬＣはＰＣＵに転送する制御データに関し、実用単位からパルス単位に換算する換算係数を備えていて、実用単位からパルス単位への換算はＰＬＣ側又はＰＣＵ側で行われ、バイアス移動量Ｌb又はバイアス移動時間Ｔbに関する設定値はＰＬＣ又はＰＣＵ側で算定されるようになっているので、目標移動量、設定速度、バイアス移動量の設定変更は、取扱い性に優れた実用単位で行うことができるので、設定変更操作が容易となる。
実施の形態４．
以下、この発明の実施形態４について説明する。図１６は、負荷駆動制御装置に関連する機能説明用のデータテーブルを示すものである。図１７は、一部データのビット構成を示すものである。図１８は、単独運転モードにおける動作説明用のタイムチャートである。
図１６（Ａ）はＰＬＣ２１０Ａ、２１０Ｂ又は設定表示ユニット４１０ＣのデータレジスタからＰＣＵ３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃのバッファメモリ３０１に送信される制御データの一覧を示したものであり、図１６（Ｂ）はバッファメモリ３０１からデータレジスタに返信する報告データの一覧を示している。図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）において、左列の番号１〜７３はバッファメモリ３０１のアドレス番号に相当している。特に、番号１〜１３、４１〜５３、３５、３６、５５、５６のアドレスに格納されているデータは実用単位系のデータであり、番号２１〜３３、６１〜７３、３７、３８、５７、５８のアドレスに格納されているデータはパルス単位系のデータであり、その他のアドレスに格納されているデータは単位系とは無関係のデータとなっている。
図１７で後述するとおり、運転モードとして個別運転モードと連携運転モードの選択が行えるようになっており、それぞれの運転モードにおいて適用可能なデータは白丸印又は黒丸印が付されている。なお、白丸印のものは両方の運転モードで適用され、黒丸印のものは個別運転モードおよび連携運転モードのどちらか一方で適用されるデータである。連携運転モードで適用される様々な制御データについては、図２、図３、図７、図８、図１２、図１３によって全て説明されているものである。個別運転モードで適用される様々な制御データについては、図１８によって後述する。図１６で示したデータテーブルでは、実用単位系とパルス単位系のバッファメモリ領域が設けられている。従って、ＰＬＣ又は設定表示ユニットから送信される制御データが実用単位系であれば、先ずは実用単位系のテーブルに書込みし、続いてＰＣＵ側でこれをパルス単位系に変換してパルス単位系のテーブルに追加格納しておくことができる。また、図１６（Ｂ）における現在位置や現在速度はパルス単位系のものを、実用単位系に逆変換してＰＬＣ又は設定表示ユニットに返信報告することができる。
図１７は図１６における番号１４の運転モードと、番号１５の運転コマンドの詳細を示したものであり、各制御データはｂ０〜ｂ１５の１６ビットによって構成されている。図１７（Ａ）において、番号１４のバッファメモリは、最下位４ビットの論理構成によって、個別運転モードであるか連携運転モードであるかを指定するようになっている。続く下位４ビットによってパルスカウンタの計数入力が、第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYであるか、或いは第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYであるか、若しくはクロックパルスＣＬＫであるかを選択指定するようになっている。続く上位４ビットによって、制御データが実用単位系であるかパルス単位系であるかを識別指定するようになっている。最上位４ビットでは、連携運転モードにおいて調整運転を行うときの減速比が数値データとして書込みされている。
図１７（Ｂ）において、番号１５のバッファメモリは、最下位４ビットの論理構成によって、個別運転モードにおいて第１軸の正転始動又は逆転始動指令を発生したり、第２軸の正転始動又は逆転始動指令を発生したりすることができるようになっている。続く下位４ビットでは、ＰＣＵ３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃに入力される直接始動指令信号ＳＴＤによる始動指令を有効にするかどうかを選択するようになっている。続く上位４ビットでは、一旦始動指令を発生すると、その後は始動指令を発生しなくても継続的に同じ動作を繰り返して実行する継続運転を許可するかどうかを選択するようになっている。最上位４ビットでは、連携運転モードにおいて実働連携始動指令ＳＴＣを発生したり、調整運転のための連携始動指令信号を発生することができるようになっており、調整運転時の減速比率は運転モードの最上位４ビットによって指定されている。
図１６及び図１７で示された様々な制御データのうち、オペレータが設定変更しない固定の制御データについては、ＰＬＣ又は設定表示ユニット内のプログラムメモリによってプログラムされている制御データが使用される。しかし、オペレータが設定変更を行う制御データについては、ＰＬＣ２１０Ａ、２１０Ｂ側に接続された設定表示ユニット４１０Ａ、４１０Ｂ又はＰＣＵユニット３１０Ｃに直接接続された設定表示ユニット４１０Ｃの操作によって適時に制御データや運転モードの変更を行ったり、運転コマンドを発生するようになっている。
以下に、個別運転モードの一例に関する動作説明用のタイムチャートである図１８について説明する。図１８（Ａ）において、台形波形１７００は図１７（Ｂ）の最下位４ビットにおける第１軸又は第２軸の正転始動指令が発生したことによって、図１６（Ａ）の番号２〜５又は番号４２〜４５で設定された全体移動量ＬXf・ＬYfと、設定速度Ｖx・Ｖyと、加速度α１・α２と、減速度β１・β２とに対し設定された各制御データによって生成された時刻対速度パターンとなっている。また、台形波形１７０１は、図１７（Ｂ）の最下位４ビットにおける第１軸又は第２軸の逆転始動指令が発生したことによって、図１６（Ａ）の番号４、５、８、９又は番号４４、４５、４８、４９で設定された逆転移動量と、逆転速度と、加速度α１・α２と、減速度β１・β２に対し設定された各制御データによって生成された時刻対速度パターンとなっている。なお、速度設定データは正の値であれば正転、負の値であれば逆転するようになっているが、正転と逆転との関係は実機の動作方向によって決定されるものである。また、２番、４２番の全体移動量や８番、４８番の逆転移動量はＦＦＦＦの設定を行うと無制限に運転継続することになるが、図１２、図１３で示したように停止指令信号ＳＰ１、ＳＰ２と６番、４６番の遅延停止移動量ＬXD・ＬYDを用いて停止することもできる。
図１８（Ｂ）において、台形波形１７０２は、図１７（Ｂ）の上位４ビットによって継続運転許可モードを選択し、最下位４ビットにおける第１軸又は第２軸の正転始動指令が発生したことによって、図１６（Ａ）の番号２〜５又は番号４２〜４５で設定された全体移動量ＬXf・ＬYfと、設定速度Ｖx・Ｖyと、加速度α１・α２と、減速度β１・β２に対し設定された各制御データによって生成された時刻対速度パターンとなっている。また、台形波形１７０３は、図１７（Ｂ）の最下位４ビットにおける第１軸又は第２軸の逆転始動指令が発生したことによって、図１６（Ａ）の番号４、５、８、９又は番号４４、４５、４８、４９で設定された逆転移動量と、逆転速度と、加速度α１・α２と、減速度β１・β２に対して設定された各制御データによって生成された時刻対速度パターンとなっている。台形波形１７０２と台形波形１７０３との間の停止期間は図１６（Ａ）の番号７又は番号４７で設定された再始動遅延時間ＴＳ１、ＴＳ２が適用されている。
以上の説明では、連携運転モードにおいて第１軸の初期位置Ａと第２軸の初期位置Ｂに対する原点復帰動作については論及しなかったが、個別運転モードではこの原点復帰制御も行うことができるようになっている。なお、原点復帰制御では低速と微速の２段階速度パターンが形成され、原点復帰開始指令に基づいて低速運転が開始し、近点ドグスイッチが作動したことによって減速を開始して微速運転に移行し、やがてモータ軸に設けられた回転センサが発生するゼロ相信号の発生回数が所定回数となったときにモータ駆動を停止するものであって、ＰＣＵ内には回転センサの１回転当たり１回のパルスを発生するゼロ相信号の発生回数を計数するカウンタが追加されている。
このように、実施形態４では、ＰＬＣ又は設定表示ユニットによってＰＣＵ内のバッファメモリ３０１に転送される制御データはカウンタモード選択指令データを含んでおり、カウンタモード選択指令データでは、パルスカウンタが、第１軸駆動パルスＰＬX又は第２軸駆動パルスＰＬYのいずれか一方、或いは第１軸検出パルスＰＥX又は第２軸検出パルスＰＥYのいずれか一方である移動量を計数するものであるか、若しくはクロックパルスＣＬＫを計数するものであるかを選択可能としている。従って、基準移動量に対して常に増量設定変更が行われる用途では駆動パルス計数方式又は検出パルス計数方式が有利であり、基準移動量に対して増量又は減量設定変更の両方が行われる用途では、クロックパルス計数方式のほうが設定操作が容易であり、用途に応じた計数方式を採用することが可能である。
また、実施形態４では、ＰＬＣ又は設定表示ユニットによってＰＣＵ内のバッファメモリ３０１に転送される制御データは個別運転モード選択指令データを含んでおり、個別運転モード選択指令データでは、パルスカウンタによる時差始動機能を無効にして、第１軸パルス出力回路３０４と第２軸パルス出力回路３０６とを個別に駆動制御することを選択可能としている。従って、複数軸の駆動制御を行う用途において、一軸専用のパルス出力ユニットを２台使用するのに比べて有利であり、小型・安価な負荷駆動制御装置を提供することができる。
また、実施形態４では、ＰＬＣ又は設定表示ユニットによってＰＣＵ内のバッファメモリ３０１に転送される制御データは、各駆動軸のそれぞれについて、目標移動量と設定速度に関する１対のデータに加えて、継続運転モード選択指令データと、再始動遅延時間データと、交代使用される目標移動量と設定速度に関する他の１対のデータを含むようになっており、継続運転モード選択指令データによって継続運転モードが指令されると、再始動遅延時間データに基づく遅延時間を挟んで、目標移動量と速度に関する組み合わせデータが交互に選択されて、異なる目標移動量と速度での継続運転が行われるようになっている。このように、継続運転モードが選択されると、２種類の目標移動量と設定速度による運転を交互に繰り返すようになっているので、正転と逆転、又は低速と高速などの多様な運転パターンで継続運転が行えるとともに、パルス出力回路に対する制御データの入れ替えは、再始動遅延時間帯を用いて手軽に行うことができる。
以上のように、本発明にかかる負荷駆動制御装置及び負荷駆動制御方法は、第一物品と第二物品とを移送するために、少なくとも第１軸モータと第２軸モータによる二軸連携駆動制御が行われる用途に有用である。
１００Ａ〜１００Ｃ 負荷駆動制御装置、１０４Ａ〜１０４Ｃ 第１軸駆動ユニット、１０５Ａ〜１０５Ｃ 第１軸モータ、１０６Ａ〜１０６Ｃ 第２軸駆動ユニット、１０７Ａ〜１０７Ｃ 第２軸モータ、２００ 第一のマイクロプロセッサ、２０３Ａ，２０３Ｂ プログラムメモリ、２１０Ａ〜２１０Ｃ プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ)、３００ 第二のマイクロプロセッサ、３０１ バッファメモリ、３０４ 第１軸パルス出力回路、３０６ 第２軸パルス出力回路、３０８Ａ〜３０８Ｃ パルスカウンタ、３１０Ａ〜３１０Ｃ 多軸パルス出力ユニット（ＰＣＵ)、４００ 第三のマイクロプロセッサ、４０１ データレジスタ、４０３Ｃ プログラムメモリ、４０５ 設定操作キー、４０６ 表示器、４１０Ａ〜４１０Ｃ 設定表示ユニット（ＤＰＵ)、α１，α２ 第１軸・第２軸加速度、β１，β２ 第１軸・第２軸減速度、ＣＬＫ クロックパルス、Ｄ データレジスタ、ΔＬX，ΔＬY 補正バイアス移動量、ＥＣ 回転センサ、Ｌb バイアス移動量、Ｌbx，Ｌby 第１軸・第２軸バイアス移動量、ＬX 第一の目標移動量、ＬY 第二の目標移動量、ＰＥX 第１軸検出パルス、ＰＥY 第２軸検出パルス、ＰＬX 第１軸駆動パルス、ＰＬY 第２軸駆動パルス、Ｔb バイアス移動時間、Ｖx 第一の設定速度、Ｖxa 第一の平均速度、Ｖy 第二の設定速度、Ｖya 第二の平均速度。

Claims (17)

  1. 第１軸モータを駆動する第１軸駆動ユニットと、第２軸モータを駆動する第２軸駆動ユニットと、第１軸駆動ユニットおよび第２軸駆動ユニットを駆動制御する多軸パルス出力ユニットと、多軸パルス出力ユニットを制御する制御ユニットとを備え、第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御装置であって、
    前記多軸パルス出力ユニットは、
    前記第１物品の第１初期位置から目標位置までへの第１の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第１物品の第１の設定速度に比例した周波数とを有する第１軸駆動パルスを発生して、前記第１軸駆動ユニットを駆動する第１軸パルス出力回路と、
    前記第２物品の第２初期位置から目標位置までへの第２の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第２物品の第２の設定速度に比例した周波数とを有する第２軸駆動パルスを発生して、前記第２軸駆動ユニットを駆動する第２軸パルス出力回路と、
    前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動量を、前記待ち合わせ制御を実行させるためのバイアス移動量として計数する計数部と、
    前記先行駆動軸を始動し、その後前記計数部が前記バイアス移動量を計数終了した時点で前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御するコントローラと、
    を備えることを特徴とする負荷駆動制御装置。
  2. 前記計数部は、前記バイアス移動量が初期値として設定されるパルスカウンタであることを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
  3. 前記コントローラは、先行駆動軸の始動後、前記パルスカウンタが第１軸パルス出力回路から出力される第１軸駆動パルスおよび第２軸パルス出力回路から出力される第２軸駆動パルスのうち先行駆動軸に対応する一方の駆動パルスを計数して、先行駆動軸の移動量が前記パルスカウンタで設定された前記初期値になった時点で、他方の駆動パルスを発生開始させるよう、第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御することを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動制御装置。
  4. 前記コントローラは、先行駆動軸の始動後、前記パルスカウンタが第１軸検出パルスおよび第２軸検出パルスのうち先行駆動軸に対応する一方の検出パルスを計数して、先行駆動軸の移動量が前記パルスカウンタで設定された前記初期値になった時点で、他方の駆動軸の駆動パルスを発生開始させるよう、第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御することを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動制御装置。
  5. 前記コントローラは、前記第１軸パルス出力回路と前記第２軸パルス出力回路とを同時に動作開始させたときに、所定時間後に共通の目標位置に到来する第１軸および第２軸の初期位置を基準位置として設定後、該基準位置よりも一方の軸の移動量が増量設定された場合、増量された軸側の増量移動量分を前記バイアス移動量として設定することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
  6. 前記コントローラは、前記第１軸パルス出力回路と前記第２軸パルス出力回路とを同時に動作開始させたときに、所定時間後に共通の目標位置に到来する第１軸および第２軸の初期位置を基準位置として設定後、該基準位置よりも一方の軸の移動量が減量設定された場合、減量された軸側の減量移動量分を、他方の軸側の増量移動量に換算した値を前記バイアス移動量として設定することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
  7. 第１軸モータを駆動する第１軸駆動ユニットと、第２軸モータを駆動する第２軸駆動ユニットと、第１軸駆動ユニットおよび第２軸駆動ユニットを駆動制御する多軸パルス出力ユニットと、多軸パルス出力ユニットを制御する制御ユニットとを備え、第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御装置であって、
    前記多軸パルス出力ユニットは、
    前記第１物品の第１初期位置から目標位置までへの第１の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第１物品の第１の設定速度に比例した周波数とを有する第１軸駆動パルスを発生して、前記第１軸駆動ユニットを駆動する第１軸パルス出力回路と、
    前記第２物品の第２初期位置から目標位置までへの第２の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第２物品の第２の設定速度に比例した周波数とを有する第２軸駆動パルスを発生して、前記第２軸駆動ユニットを駆動する第２軸パルス出力回路と、
    前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動時間を、前記待ち合わせ制御を実行させるためのバイアス移動時間として計数する計数部と、
    前記先行駆動軸を始動し、その後前記計数部が前記バイアス移動時間を計数終了した時点で前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、前記第１軸パルス出力回路と前記第２軸パルス出力回路とを同時に動作開始させたときに、所定時間後に共通の目標位置に到来する第１軸および第２軸の初期位置を基準位置として設定後、該基準位置よりも一方の軸の移動量が増減設定された場合、増減された軸側の増減移動量および移動速度から導出される増減移動時間を前記バイアス移動時間として設定することを特徴とする負荷駆動制御装置。
  8. 前記計数部は、前記バイアス移動時間が初期値として設定されるパルスカウンタであり、
    前記コントローラは、先行駆動軸の始動後、前記パルスカウンタがクロック信号を計数して、先行駆動軸の移動時間が前記パルスカウンタで設定された前記初期値になった時点で、他方の駆動軸の駆動パルスを発生開始させるよう、第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御することを特徴とする請求項７に記載の負荷駆動制御装置。
  9. 前記多軸パルス出力ユニットのコントローラは、第１および第２の目標移動量、第１および第２の設定速度、バイアス移動量が実用単位系である場合には、第１軸および第２軸パルス出力回路で使用するパルス単位系に変換する単位変換部を有することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
  10. 前記制御ユニットは、第１および第２の目標移動量、第１および第２の設定速度、バイアス移動量が実用単位系である場合には、第１軸および第２軸パルス出力回路で使用するパルス単位系に変換する単位変換部を有し、単位変換部で変換した第１および第２の目標移動量、第１および第２の設定速度、バイアス移動量を前記多軸パルス出力ユニットに送信することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
  11. 第１軸モータを駆動する第１軸駆動ユニットと、第２軸モータを駆動する第２軸駆動ユニットと、第１軸駆動ユニットおよび第２軸駆動ユニットを駆動制御する多軸パルス出力ユニットと、多軸パルス出力ユニットを制御する制御ユニットとを備え、第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御装置であって、
    前記多軸パルス出力ユニットは、
    前記第１物品の第１初期位置から目標位置までへの第１の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第１物品の第１の設定速度に比例した周波数とを有する第１軸駆動パルスを発生して、前記第１軸駆動ユニットを駆動する第１軸パルス出力回路と、
    前記第２物品の第２初期位置から目標位置までへの第２の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第２物品の第２の設定速度に比例した周波数とを有する第２軸駆動パルスを発生して、前記第２軸駆動ユニットを駆動する第２軸パルス出力回路と、
    前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動に関する物理量であって、前記待ち合わせ制御を実行させるための物理量をバイアス物理量として計数する計数部と、
    前記先行駆動軸を始動し、その後前記計数部がバイアス物理量を計数終了した時点で前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、前記計数部に第１軸駆動パルスまたは第２軸駆動パルスを計数させる第１のモードと、前記計数部に第１軸検出パルスまたは第２軸検出パルスを計数させる第２のモードと、前記計数部にクロックパルスを計数させる第３のモードとを切替え可能であり、
    前記制御ユニットは、前記計数部が選択するモードを前記第１乃至第３のモードのなかから指定して前記多軸パルス出力ユニットに通知し、
    前記コントローラは、前記制御ユニットからの通知に基づいて前記計数部のモードを切り替えることを特徴とする負荷駆動制御装置。
  12. 前記コントローラは、第１軸モータおよび第２軸モータを連携して動作させて前記待ち合わせ制御を実行する連携運転モードと、前記待ち合わせ制御を無効にして第１軸モータまたは第２軸モータを個別に駆動する個別駆動モードとを選択可能であり、
    前記制御ユニットは、前記コントローラが選択するモードを前記連携運転モードおよび個別駆動モードのなかから指定して前記多軸パルス出力ユニットに通知し、
    前記コントローラは、前記制御ユニットからの通知に基づいて前記連携運転モードおよび個別駆動モードの何れか一方を選択することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
  13. 第１軸モータを駆動する第１軸駆動ユニットと、第２軸モータを駆動する第２軸駆動ユニットと、第１軸駆動ユニットおよび第２軸駆動ユニットを駆動制御する多軸パルス出力ユニットと、多軸パルス出力ユニットを制御する制御ユニットとを備え、第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御装置であって、
    前記多軸パルス出力ユニットは、
    前記第１物品の第１初期位置から目標位置までへの第１の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第１物品の第１の設定速度に比例した周波数とを有する第１軸駆動パルスを発生して、前記第１軸駆動ユニットを駆動する第１軸パルス出力回路と、
    前記第２物品の第２初期位置から目標位置までへの第２の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第２物品の第２の設定速度に比例した周波数とを有する第２軸駆動パルスを発生して、前記第２軸駆動ユニットを駆動する第２軸パルス出力回路と、
    前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動に関する物理量であって、前記待ち合わせ制御を実行させるための物理量をバイアス物理量として計数する計数部と、
    前記先行駆動軸を始動し、その後前記計数部がバイアス物理量を計数終了した時点で前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、第１軸モータおよび第２軸モータについての少なくとも２種類の目標移動量および設定速度を含む継続運転モード選択指令が前記制御ユニットから通知されると、２種類の目標移動量と設定速度による運転を交互に繰り返すことを特徴とする負荷駆動制御装置。
  14. 第１軸モータを駆動する第１軸駆動ユニットと、第２軸モータを駆動する第２軸駆動ユニットと、第１軸駆動ユニットおよび第２軸駆動ユニットを駆動制御する多軸パルス出力ユニットと、多軸パルス出力ユニットを制御する制御ユニットとを備え、第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御装置であって、
    前記多軸パルス出力ユニットは、
    前記第１物品の第１初期位置から目標位置までへの第１の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第１物品の第１の設定速度に比例した周波数とを有する第１軸駆動パルスを発生して、前記第１軸駆動ユニットを駆動する第１軸パルス出力回路と、
    前記第２物品の第２初期位置から目標位置までへの第２の目標移動量に比例した発生パルス数と前記第２物品の第２の設定速度に比例した周波数とを有する第２軸駆動パルスを発生して、前記第２軸駆動ユニットを駆動する第２軸パルス出力回路と、
    前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動に関する物理量であって、前記待ち合わせ制御を実行させるための物理量をバイアス物理量として計数する計数部と、
    前記先行駆動軸を始動し、その後前記計数部がバイアス物理量を計数終了した時点で前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸パルス出力回路および第２軸パルス出力回路を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記制御ユニットには、バイアス移動量の補正値が設定可能であることを特徴とする負荷駆動制御装置。
  15. 制御装置による制御によって第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御方法であって、
    制御装置は、
    設定された第１初期位置から前記目標位置に至る第１の目標移動量および第１の設定速度と、第２初期位置から前記目標位置に至る第２の目標移動量と第２の設定速度とに基づいて、前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動量を、前記待ち合わせ制御を実行させるためのバイアス移動量として算出する第１ステップと、
    前記先行駆動軸を始動するよう前記第１軸モータおよび第２軸モータを駆動制御するとともに、前記バイアス移動量の計数を開始する第２ステップと、
    前記バイアス移動量が計数終了された時点で、前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸モータおよび第２軸モータを駆動制御する第３ステップと、
    を実行することを特徴とする負荷駆動制御方法。
  16. 前記制御装置は、前記第１ステップにおいて、前記第１の設定速度と前記第２の設定速度に関する加速度と減速度が設定されている場合は、平均速度を用いて前記バイアス移動量を算出することを特徴とする請求項１５に記載の負荷駆動制御方法。
  17. 制御装置による制御によって第１軸モータによって第１物品を第１初期位置から移送開始するとともに、第２軸モータによって第２物品を第２初期位置から移送開始し、第１物品および第２物品を同一時刻に共通の目標位置に到達または通過させる待ち合わせ制御を実行するよう少なくとも２軸負荷の連携駆動制御を行う負荷駆動制御方法であって、
    制御装置は、
    設定された第１初期位置から前記目標位置に至る第１の目標移動量および第１の設定速度と、第２初期位置から前記目標位置に至る第２の目標移動量と第２の設定速度とに基づいて、前記第１軸および第２軸のうちの一方の先行駆動軸が始動されてから他方の遅延駆動軸が始動されるまでの先行駆動軸の移動に関する物理量であって、前記待ち合わせ制御を実行させるための物理量をバイアス物理量として算出する第１ステップと、
    前記先行駆動軸を始動するよう前記第１軸モータおよび第２軸モータを駆動制御するとともに、前記バイアス物理量の計数を開始する第２ステップと、
    前記バイアス物理量が計数終了された時点で、前記遅延駆動軸を始動するよう、前記第１軸モータおよび第２軸モータを駆動制御する第３ステップと、
    を実行し、
    前記制御装置は、前記第１ステップにおいて、調整運転時に使用される調整運転減速比に関するデータが設定された場合、前記第２ステップおよび第３ステップにおいて、先行駆動軸および遅延駆動軸の速度を同率の減速比で減速運転するように前記第１軸モータおよび第２軸モータを駆動制御することを特徴とする負荷駆動制御方法。
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