JP6281114B2 - Motor control device and motor control system - Google Patents
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Description
本発明は、液晶搬送装置や工作機械などの産業装置に使用される、複数のモータ制御装置間で処理を分散する機能を備えたモータ制御システムに関する。 The present invention relates to a motor control system having a function of distributing processing among a plurality of motor control devices used in industrial apparatuses such as liquid crystal transfer devices and machine tools.
従来、液晶搬送装置などの産業装置において、図3に示すようなモータ制御システムの構成となっており、位置指令生成演算器、位置・速度制御器、トルク制御器の機能が有効となっているモータ制御装置をマスター軸とし、トルク制御器の機能のみが有効となっているスレーブ軸とし、マスター軸の位置・速度制御器の出力であるトルク指令を、マスター軸のトルク制御器とスレーブ軸のトルク制御器へ入力し、マスター軸と同期したトルクをスレーブ軸が出力可能とすることで、モータトルクを複数軸で分散する(アシストする)システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an industrial apparatus such as a liquid crystal transfer apparatus has a motor control system configuration as shown in FIG. The motor controller is the master axis, the slave axis is the only function of the torque controller, and the torque command that is the output of the master axis position / speed controller is sent to the master axis torque controller and the slave axis. There has been proposed a system that distributes (assists) motor torque on a plurality of axes by allowing a slave axis to output torque that is input to a torque controller and synchronized with a master axis (see, for example, Patent Document 1). .
また、マスター軸、スレーブ軸を同期通信器で接続し、マスター軸で検出したデータをマスター軸、スレーブ軸各々に入力するタイミングについて同期する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In addition, a method has been proposed in which a master axis and a slave axis are connected by a synchronous communication device, and data detected by the master axis is synchronized with respect to the timing at which the data is input to the master axis and the slave axis (see
解決しようとする問題点は、マスター軸での演算負荷に対し、スレーブ軸の演算負荷が軽いにも関わらず、モータ制御装置の機種数を削減することを目的に、スレーブ軸はマスター軸と同一のハードウェア、ソフトウェアを使用していることであり、このためスレーブ軸には必要とされる演算能力を超えたCPUが搭載されており、モータ制御装置を構成する材料費が高くなる課題があった。 The problem to be solved is that the slave axis is the same as the master axis for the purpose of reducing the number of models of the motor control device even though the calculation load on the slave axis is lighter than the calculation load on the master axis. As a result, the slave axis is equipped with a CPU that exceeds the required computing power, which increases the material cost of the motor controller. It was.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、モータ制御装置のマスター軸、スレーブ軸ともに材料費を削減し、産業装置自体のコストダウンを図るモータ制御システムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a motor control system that reduces the material cost of both the master axis and the slave axis of the motor control device and reduces the cost of the industrial device itself.
上記課題を解決するために請求項1に記載のモータ制御装置は、上位装置と複数のモータ駆動装置を同期通信で接続する構成であり、前記モータ制御装置はCPUと同期通信器と保存器とを含み、前記CPUは、位置指令演算器と位置・速度制御器とトルク制御器と切替器とを有し、複数の前記モータ制御装置の中で、どの1つの前記モータ制御装置の前記位置指令演算器で演算するか、また、どの1つの前記モータ制御装置の前記位置・速度制御器で演算するかを、複数の前記モータ制御装置の各々の前記保存器に保存されている複数のパラメータ値に基づいて複数の前記CPUの各々の前記切替器で切り替え、複数の前記モータ制御装置は、各々の前記同期通信器を経由して、複数の前記CPUのうち、ある1つの前記CPUの前記位置指令演算器または前記位置・速度制御器の演算結果を別の前記CPUの前記位置・速度制御器または前記トルク制御器に出力し、また、前記パラメータ値の設定により、複数の前記モータ制御装置の前記トルク制御器を各々の前記モータ制御装置の前記演算結果の出力を遅延させ、前記トルク制御器への前記演算結果の入力タイミングを同期させることを特徴とする。
In order to solve the above problem, a motor control device according to
請求項1に記載のモータ制御装置によれば、マスター軸、スレーブ軸のモータ制御装置に搭載するCPUは、従来のものよりも演算能力の低いものに置き換えることが可能となり、CPUの単価を下げ、モータ制御装置の材料費を削減する。また、従来どおりマスター軸、スレーブ軸を同一のハードウェア、ソフトウェアで実現が可能なため、モータ制御装置の機種数を抑制でき、在庫削減が可能である。
According to the motor control device according to
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
実施の形態1は本発明の請求項1の基本構成を示す一例であり、図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
The first embodiment is an example showing the basic configuration of
上位装置131と複数のモータ制御装置121を同期通信で接続している。
The
モータ制御装置121は同期通信器101を備え、同期通信器101の出力z3の出力値を入力値とする位置指令演算器102、入力a1、入力a2、出力a1、出力a2の各入力と出力間の接続を切り替えることが可能な切替器A103を備え、切替器A103の入力a1には位置指令演算器102の出力値を入力し、切替器A103の入力a2には同期通信器101の出力z1の出力値を入力し、切替器A103の出力a1の出力値を同期通信器101の入力z1に入力し、切替器A103の出力a2の出力値を位置・速度制御器104に入力し、入力b1、入力b2、出力b1、出力b2の各入力と出力間の接続を切り替えることが可能な切替器B105を備え、切替器B105の入力b1には位置・速度制御器104の出力値を入力し、切替器B105の入力b2には同期通信器101の出力z2の出力値を入力し、切替器B105の出力b1の出力値を同期通信器101の入力z2に入力し、切替器B105の出力b2の出力値をトルク制御器106に入力し、位置指令演算器102、切替器A103、位置・速度制御器104、切替器B105、トルク制御器106で行われる演算をCPU122内で行い、トルク制御器106の出力値を入力値とするモータ制御器107を備え、切替器A103、切替器B105の各入力と出力間の接続を切り替える条件をパラメータ値A、パラメータ値Bで設定し、各パラメータ値を保存する保存器108を備えている。モータ制御器107はモータ123と接続し、モータ123に流れた電流、モータ123内の位置センサ情報等をトルク制御器106と位置・速度制御器104に入力し、フィードバック制御を行うことで、モータ123の動作を制御している。
The motor control device 121 includes a
モータ制御装置121のうち、切替器A103の入力a1を出力a1へ接続し、切替器B105の入力b2を出力b2へ接続したものをスレーブ軸のモータ制御装置121Xとし、切替器A103の入力a2を出力a2へ接続し、切替器B105の入力b1を出力b1と出力b2へ接続したものをマスター軸のモータ制御装置121Yとする。
Of the motor control device 121, the input a1 of the switch A103 is connected to the output a1, the input b2 of the switch B105 is connected to the output b2, and the slave shaft
次に図2も用い、具体的な演算データの流れ、伝送タイミングを記載する。 Next, FIG. 2 is also used to describe the specific calculation data flow and transmission timing.
上位装置131の同期通信器133より通信データがモータ制御装置121Xに送信され、通信データは位置指令演算器102に対する起動指令、目標位置、目標速度等であり、これらの値はモータ制御装置121Xの同期通信器101の出力Z3に設定され、位置指令演算器102に入力される。位置指令演算器102は位置指令値(制御演算周期間の位置移動量)を生成し、位置指令値は切替器A103を経由して同期通信器101の入力z1に入力される。この位置指令値は通信データに加算され、モータ制御装置121Yの同期通信器101の出力z1に設定される。
Communication data is transmitted from the
モータ制御装置121Yの同期通信器101の出力z1から切替器A103を経由して位置・速度制御器104に入力する。位置・速度制御器104の演算結果であるトルク指令値は切替器B105を経由して同期通信器101の入力z2に入力する。この時点では切替器B105の出力b2は出力することを一時保留する。保留する期間は保存器108から入力されたパラメータ値Cで決定される。同期通信器101の入力z2に入力されたトルク指令値は通信データに加算され、モータ制御装置121Xの同期通信器101の出力z2に設定され、切替器B105を経由してトルク制御器106に入力される。このモータ制御装置121Xのトルク制御器106にトルク指令値が入力されるタイミングにて、モータ制御装置121Yのトルク制御器106にトルク指令値が同期して入力されるように前記パラメータ値Cを設定する。
The output z1 of the
図2に示したタイミングの場合、モータ制御装置121Yの位置・速度制御器104で生成されたトルク指令値はトルク制御器106の演算(1)では使用されず、演算(2)で使用されればよく、トルク制御器106の演算1回分保留するように前記パラメータ値Cを設定しておく。 In the case of the timing shown in FIG. 2, the torque command value generated by the position / speed controller 104 of the motor controller 121Y is not used in the calculation (1) of the torque controller 106, but is used in the calculation (2). The parameter value C is set so that the torque controller 106 holds the calculation once.
この構成とすることで、マスター軸、スレーブ軸のトルク指令が同時に反映されることとなり、同期した制御が可能となる。 With this configuration, the torque commands of the master axis and slave axis are reflected simultaneously, and synchronized control is possible.
また、図2からもわかるようにマスター軸のCPU122で位置指令演算を行う処理時間はないものの、スレーブ軸のCPU122の空き時間を活用し、マスター軸の位置指令演算を行うことが可能となる。 Further, as can be seen from FIG. 2, although there is no processing time for the master axis CPU 122 to perform the position command calculation, the idle time of the slave axis CPU 122 can be utilized to perform the master axis position command calculation.
さらに、切替器A103、切替器B105の設定を可変としたことで、マスター軸、スレーブ軸を同一のハードウェア、ソフトウェアで実現が可能となる。 Furthermore, since the setting of the switch A103 and the switch B105 is made variable, the master axis and the slave axis can be realized with the same hardware and software.
本発明のモータ制御装置およびモータ制御システムは、複数のモータ制御装置を同期通信器で接続し、モータを協調制御する液晶搬送装置などの産業装置に有用である。 The motor control device and the motor control system of the present invention are useful for industrial devices such as a liquid crystal transport device in which a plurality of motor control devices are connected by a synchronous communication device and cooperatively control the motor.
101 同期通信器(上位装置に搭載)
102 位置指令演算器
103 切替器A
104 位置・速度制御器
105 切替器B
106 トルク制御器
107 モータ制御器
108 保存器
121、121X、121Y モータ制御装置
122 CPU(モータ制御装置に搭載)
123 モータ
131 上位装置
132 CPU(上位装置に搭載)
133 同期通信器(上位装置に搭載)
101 Synchronous communication device (installed in host device)
102
104 Position /
106 Torque
123
133 Synchronous communication device (installed in host device)
Claims (2)
前記モータ制御装置はCPUと同期通信器と保存器とを含み、
前記CPUは、
位置指令演算器と位置・速度制御器とトルク制御器と切替器とを有し、
複数の前記モータ制御装置の中で、どの1つの前記モータ制御装置の前記位置指令演算器で演算するか、また、どの1つの前記モータ制御装置の前記位置・速度制御器で演算するかを、複数の前記モータ制御装置の各々の前記保存器に保存されている複数のパラメータ値に基づいて複数の前記CPUの各々の前記切替器で切り替え、
複数の前記モータ制御装置は、各々の前記同期通信器を経由して、複数の前記CPUのうち、ある1つの前記CPUの前記位置指令演算器または前記位置・速度制御器の演算結果を別の前記CPUの前記位置・速度制御器または前記トルク制御器に出力し、
また、前記パラメータ値の設定により、複数の前記モータ制御装置の前記トルク制御器を各々の前記モータ制御装置の前記演算結果の出力を遅延させ、前記トルク制御器への前記演算結果の入力タイミングを同期させることを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device that operates by connecting a host device and a plurality of motor control devices through synchronous communication,
The motor control device includes a CPU, a synchronous communication device, and a storage device,
The CPU
A position command calculator, a position / speed controller, a torque controller, and a switch;
Among the plurality of motor control devices, which one of the motor control devices calculates with the position command calculator, and which one of the motor control devices calculates with the position / speed controller, Based on a plurality of parameter values stored in each of the storage units of the plurality of motor control devices, the switching unit of each of the plurality of CPUs is switched,
The plurality of motor control devices, through each of the synchronous communication devices, output the calculation results of the position command calculator or the position / speed controller of one of the CPUs to another Output to the position / speed controller or the torque controller of the CPU ,
Further, by setting the parameter value, the torque controllers of the plurality of motor control devices delay the output of the calculation results of the motor control devices, and the input timing of the calculation results to the torque controller is set. A motor control device that is synchronized.
前記モータ制御装置はCPUと同期通信器と保存器とを含み、
前記CPUは、
位置指令演算器と切替器Aと位置・速度制御器と切替器Bとトルク制御器とを有し、
前記位置指令演算器の出力を、前記切替器Aの切り替えにより、この切替器Aを有する前記モータ制御装置または他の前記モータ制御装置の前記位置・速度制御器へ入力し、
前記位置・速度制御器の出力を、前記切替器Bの切り替えにより、この切替器Bを有する前記モータ制御装置および他の前記モータ制御装置の前記トルク制御器へ入力し、
前記切替器Aと前記切替器Bとの切り替え、および、複数の前記モータ制御装置がマスター軸かスレーブ軸かの設定を、前記保存器に保存されている複数のパラメータ値により設定し、
前記モータ制御装置は、各々の前記同期通信器を経由して、マスター軸もしくはスレーブ
軸いずれかの前記モータ制御装置の前記CPUのうち、前記マスター軸の前記CPUの前記位置指令演算器または前記位置・速度制御器の演算結果を前記スレーブ軸の前記CPUの前記位置・速度制御器または前記トルク制御器に出力するか、前記スレーブ軸の前記CPUの前記位置指令演算器または前記位置・速度制御器の演算結果を前記マスター軸の前記CPUの前記位置・速度制御器または前記トルク制御器に出力するかの少なくとも一方を行い、前記パラメータ値の設定により、前記マスター軸と前記スレーブ軸との前記トルク制御器への前記演算結果の入力タイミングを同期させることを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that operates by connecting a host device and a plurality of motor control devices through synchronous communication,
The motor control device includes a CPU, a synchronous communication device, and a storage device,
The CPU
A position command calculator, a switch A, a position / speed controller, a switch B, and a torque controller;
The output of the position command calculator is input to the position / speed controller of the motor control device having the switch A or another motor control device by switching the switch A,
The output of the position / speed controller is input to the torque controller of the motor control device having the switch B and the other motor control device by switching the switch B,
Switching between the switch A and the switch B, and setting whether the plurality of motor control devices are master axes or slave axes are set by a plurality of parameter values stored in the storage unit,
The motor control device is connected to the master axis or slave via each synchronous communication device.
Among the CPUs of the motor control device for any of the axes, the position command calculator of the CPU of the master axis or the calculation result of the position / speed controller of the CPU is used as the position / speed controller of the CPU of the slave axis . Or output to the torque controller, or the calculation result of the position command calculator or the position / speed controller of the CPU of the slave axis is the position / speed controller or the torque control of the CPU of the master axis. A motor control device that synchronizes the input timing of the calculation result to the torque controller of the master axis and the slave axis by setting at least one of the output to the controller and setting the parameter value .
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