JP6542544B2

JP6542544B2 - モータの軸名称を認識する数値制御システム

Info

Publication number: JP6542544B2
Application number: JP2015034750A
Authority: JP
Inventors: 邦孝小槇
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-02-25
Also published as: JP2016157279A

Description

本発明は、数値制御システムに関し、特に軸名称とモータおよびアンプの正しい組み合わせを認識することが可能な数値制御システムに関する。

数値制御装置と、軸毎に軸名称が決まっているモータ、アンプの組み合わせからなる数値制御システムにおいては、軸毎にＸ，Ｙ，Ｚ等の軸名称を割り振り、軸に移動を指令する場合、この軸名称毎に移動場所や速度を指令する。

それぞれの軸名称には、その軸名称の軸を駆動するための、モータおよびアンプの組み合わせが存在するが、通常、モータとアンプの組み合わせはケーブルの配線状況によって決定され、更にそれぞれの組み合わせに、数値制御装置側で軸名称を割り振っている。

図１２は、従来の数値制御システムの構成図である。数値制御装置１０は、軸名称Ｘ，Ｙ，Ｚが割り付けられた軸に対する移動指令を算出して、該当するサーボモータを駆動するサーボアンプに対応するアンプ番号のインタフェースに対して移動指令を送出し、該当するサーボモータに対応するモータ番号のインタフェースからのフィードバックを受信して、サーボモータの制御を行う。

アンプ番号、モータ番号は、それぞれ数値制御装置１０がサーボアンプ、サーボモータを特定するためのインデックスであり、典型的には、アンプあるいはモータとの通信バッファにおいて特定のアンプ、モータとの通信領域に付けられたインデックスである。例えば、図１２に示すように、通信バッファ中のアンプ番号１に書いたデータは、サーボアンプ＃１にだけ送出され、通信バッファ中のモータ番号２から読んだデータは、サーボモータ＃２から送信されたデータである。

軸名称とアンプ番号、モータ番号との組み合わせは、予め与えられており、オペレータがパラメータとして設定した値が、電源オンの度にロードされる。図１３は、図１２に示した数値制御装置１０上にロードされる軸名称とアンプ番号およびモータ番号の組み合わせを示しており、数値制御装置１０では、上記の組み合わせに基づいて軸制御を行う。
数値制御システムによっては、フィードバックがサーボモータを駆動するサーボアンプを経由して数値制御装置に届くものもある。

なお、モータとアンプの組み合わせに関連する従来技術として、例えば特許文献１では、サーボアンプとモータの識別コードを読み、お互いが適合関係でなければ、不適合を出力する技術が開示されている。

特許第２９２１７０７号公報

前述のように、モータとアンプの組み合わせは、その間のケーブルの配線状況によって決定されているが、ケーブル配線や設定を間違えたままで軸に対して移動指令を行なった場合、思わぬ軸が動いて危険である。また、モータとアンプの間のケーブルは時に複数の軸をまとめて配置される場合があり、間違いが発生し易く、配線の通りの設定ができるシステム、あるいは配線の間違いを指摘できるシステムが望まれている。

配線の間違いを指摘できるシステムとしては特許文献１に開示される従来技術があるが、当該文献に記載の手法では、お互いが適合関係でないサーボアンプとモータの場合には不適合を出力することは可能であっても、適合関係にあるサーボアンプとモータの組み合わせであれば、結合を間違えても不適合にはならず、上記課題の根本的な解決にはならない。

そこで本発明の目的は、軸名称とモータおよびアンプの正しい組み合わせを認識することが可能な数値制御システムを提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、それぞれ軸名称が付けられた複数の軸と、該複数の軸をそれぞれ駆動するサーボモータと、該サーボモータを駆動するサーボアンプと、前記サーボモータおよび前記サーボアンプの個体識別コードおよび軸名称を読み取る読み取り装置と、前記サーボモータおよび前記サーボアンプが接続され、それぞれのモータ番号およびアンプ番号と該番号に対応する軸名称を設定し、前記軸に対して移動指令を行う数値制御装置と、を備えた数値制御システムであって、前記サーボモータおよび前記サーボアンプは、表面にそれぞれの個体を特定するための個体識別コードと軸名称が記載された標識と、該個体識別コードを記憶した個体識別コード記憶手段とを備え、前記読み取り装置は、前記サーボモータおよび前記サーボアンプの表面に記載された前記個体識別コードと前記軸名称を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段が読取った個体識別コードと軸名称の組み合わせ情報を前記数値制御装置へ送信する送信手段と、を備え、前記数値制御装置は、前記サーボモータおよび前記サーボアンプから受信した個体識別コードに基づいて、モータ番号と前記サーボモータの個体識別コードとの組み合わせテーブル、およびアンプ番号と前記サーボアンプの個体識別コードとの組み合わせテーブルを生成し、前記読み取り装置から受信した前記サーボモータおよび前記サーボアンプの個体識別コードおよび軸名称と、前記モータ番号と前記サーボモータの個体識別コードとの組み合わせテーブル、および前記アンプ番号と前記サーボアンプの個体識別コードとの組み合わせテーブルとに基づいて、軸名称とモータ番号とサーボモータの個体識別コードの組み合わせテーブル、および軸名称とアンプ番号とサーボアンプの個体識別コードの組み合わせテーブルを生成する組み合わせテーブル生成手段を備える、ことを特徴とする数値制御システムである。

本願の請求項２に係る発明は、前記読み取り装置の個体識別コードを読み取るための読み取り手段はカメラである、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御システムである。

本願の請求項３に係る発明は、前記読み取り装置の軸名称を入力するための読み取り手段はカメラである、ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御システムである。

本願の請求項４に係る発明は、前記数値制御装置は、予め前記数値制御装置の設定領域に軸名称とモータ番号およびアンプ番号との組み合わせパラメータが設定されている場合において、組み合わせテーブル生成手段により、現在接続されている前記サーボモータおよびサーボアンプに関する、軸名称とモータ番号とサーボモータの個体識別コードの組み合わせテーブル、および軸名称とアンプ番号とサーボアンプの個体識別コードの組み合わせテーブルを作成し、該作成した組み合わせテーブルを前記予め設定されている軸名称とモータ番号およびアンプ番号との組み合わせパラメータとを照合して矛盾を検出する検出手段と前記検出手段が矛盾を検出した場合に警告を出力する警告手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御システムである。

本発明により、モータとアンプの組み合わせを数値制御装置が認識できるので、配線状況に応じてモータとアンプとの間の組み合わせテーブルを自動生成できる。また、配線の変更をチェックできる。

本発明の一実施形態における数値制御システムの要部ブロック図である。サーボアンプおよびサーボモータに貼付されるラベルを示す図である。アンプ番号とサーボアンプ個体識別コードの組み合わせテーブルを示す図である。モータ番号とサーボモータ個体識別コードの組み合わせテーブルを示す図である。軸名称とサーボアンプ個体識別コードの組み合わせ情報を示す図である。軸名称とサーボモータ個体識別コードの組み合わせ情報を示す図である。アンプ番号、軸名称、サーボアンプ個体識別コードの組み合わせテーブルを示す図である。モータ番号、軸名称、サーボモータ個体識別コードの組み合わせテーブルを示す図である。本発明の一実施形態における初期設定後の数値制御システムの要部ブロック図である。本発明の実施形態１の数値制御装置上で実行される初期設定処理のフローチャートである。本発明の実施形態２の数値制御装置上で実行される誤配線検出処理のフローチャートである。従来技術における数値制御システムの要部ブロック図である。従来技術における数値制御装置の軸名称、アンプ番号、モータ番号の組み合わせ情報を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
本発明では、数値制御装置と、軸毎に軸名称が決まっているモータ、アンプの組み合わせからなる数値制御システムにおいて、モータ、アンプ表面に記載された個体識別番号および軸名称と、モータおよびアンプに内蔵された個体識別番号の両方を数値制御装置に送信し、数値制御装置において軸名称とアンプ、モータの正しい組み合わせを認識させる。

＜実施形態１＞
図１は、本発明の一実施形態における数値制御システムの構成図である。初期状態では、軸名称とアンプ番号およびモータ番号との組み合わせが数値制御装置１０に設定されておらず、アンプ番号およびモータ番号と軸名称Ｘ，Ｙ，Ｚとの関連は不明である。ここでアンプ番号は、数値制御装置１０から見て特定のサーボアンプとのインタフェースの番号であり、同じくモータ番号は、数値制御装置１０から見て特定のサーボモータとのインタフェースの番号である。

本実施形態のサーボモータおよびサーボアンプには、図２（ａ）のような、それぞれの個体識別コードが２次元バーコード等の形態で書かれたラベルが貼付されている。作業者は、サーボアンプおよびサーボモータを数値制御システム１に実装する際に、該ラベルに対して、サーボアンプおよびサーボモータをそれぞれ実装した場所の軸名称を図２（ｂ）のように記入する。
また、本実施形態のサーボアンプおよびサーボモータの図示しないメモリには、それぞれのサーボアンプおよびサーボモータを識別可能な個体識別コードが記憶されている。

本実施形態の数値制御システム１において、数値制御装置１０の電源をオンにすると、まず、数値制御装置１０から接続されているサーボアンプおよびサーボモータに対して、個体識別コードを送信する要求が出力され、該要求に応答してサーボアンプ＃１〜＃３およびサーボモータ＃１〜＃３から数値制御装置１０に対して個体識別コードが送信される。数値制御装置１０は、受信したサーボアンプ＃１〜＃３およびサーボモータ＃１〜＃３の個体識別コードに基づいて、図３，図４に示すようなアンプとモータのインタフェース番号と個体識別コードの組み合わせテーブルを作成する。

次に、作業者がカメラ付きの読み取り装置２０を各サーボアンプおよび各サーボモータに貼付されているラベルに順次かざすことで、読み取り装置２０は、それぞれのラベルから軸名称を文字認識して読み取ると共に個体識別コードを読み取り、読取った軸名称と個体識別コードを組み合わせ情報として数値制御装置１０に送信する。

図１に示す数値制御システム１においては、読み取り装置２０をサーボアンプ＃１〜＃３にそれぞれ貼付けられたラベル、およびサーボモータ＃１〜＃３にそれぞれ貼付けられているラベルに順次かざすことで、サーボアンプ＃１〜＃３それぞれの軸名称とサーボアンプ個体識別コードの組み合わせ情報（図５）、およびサーボモータ＃１〜＃３それぞれの軸名称とサーボモータ個体識別コードの組み合わせ情報（図６）が、数値制御装置１０に送信される。

その後、数値制御装置１０では、サーボアンプおよびサーボモータから受信した個体識別コードに基づいて作成したインタフェース番号と個体識別コードの組み合わせテーブルと、読み取り装置２０から受信した組み合わせ情報とから、各サーボアンプおよび各サーボモータの個体識別コードと軸名称からなる軸名称とモータおよびアンプの組み合わせテーブルを作成する。

具体的には、図３のアンプ番号とサーボアンプ個体識別コードの組み合わせテーブルと、図５の軸名称とサーボアンプ個体識別コードの組み合わせ情報とを、サーボアンプ個体識別コードを基にして結合することで、図７に示す、アンプ番号、軸名称、サーボアンプ個体識別コードの組み合わせテーブルを作成し、また、図４のモータ番号とサーボモータ個体識別コードの組み合わせテーブルと、図６の軸名称とサーボモータ個体識別コードの組み合わせ情報とを、個体識別コードを基にして結合することで、図８に示す、モータ番号、軸名称、サーボモータ個体識別コードの組み合わせテーブルを作成する。

最後に、数値制御装置１０は、作成した組み合わせテーブルに基づいて、軸名称とアンプ番号およびモータ番号との組み合わせをパラメータとして設定する。
図９は、上記手順に基づいて作成したテーブルに基づいて初期設定された数値制御システムを示しており、このようにして設定された軸名称とアンプ番号およびモータ番号との組み合わせパラメータに基づいて、数値制御装置１０は各軸に対する指令を適切なアンプ番号のアンプに対して送出し、適切なモータ番号のモータからフィードバックを受けることができるようになる。

図１０は、本実施形態の数値制御装置１０上で実行される初期設定処理のフローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］インタフェースを介して、サーボアンプ、およびサーボモータに対して個体識別コードの送信を要求する。
●［ステップＳＡ０２］ステップＳＡ０１で要求した個体識別コードが受信されたか否かを判定する、受信された場合には受信した情報に基づいて、サーボアンプとサーボアンプのインタフェース番号と個体識別コードの組み合わせテーブルを作成し、ステップＳＡ０３へ進み、受信されていない場合には本受信ステップを繰り返す。

●［ステップＳＡ０３］読み取り装置に対して、個体識別コードと軸名称の組み合わせ情報の送信を要求する。
●［ステップＳＡ０４］ステップＳＡ０３で要求した個体識別コードと軸名称の組み合わせ情報が全サーボアンプおよび全サーボモータについて受信されたか否かを判定する、受信された場合にはステップＳＡ０５へ進み、受信されていない場合には本受信ステップを繰り返す。

●［ステップＳＡ０５］ステップＳＡ０２で作成されたサーボアンプに関する組み合わせテーブルと、ステップＳＡ０４で受信されたサーボアンプに関する組み合わせ情報に基づいて、アンプ番号、軸名称およびサーボアンプの個体識別コードの組み合わせテーブルを作成する。
●［ステップＳＡ０６］ステップＳＡ０２で作成されたサーボモータに関する組み合わせテーブルと、ステップＳＡ０４で受信されたサーボモータに関する組み合わせ情報に基づいて、モータ番号、軸名称およびサーボモータの個体識別コードの組み合わせテーブルを作成する。

＜実施形態２＞
実施形態１では、作業者の簡単な操作により数値制御装置に対して軸名称と、モータおよびアンプの正しい組み合わせを認識させる例を示したが、本実施形態では、配線の変更などを行った際に誤配線を検出する例を示す。

本実施形態の数値制御システムは、実施形態１と同様の構成を備えている。
ここで、数値制御装置１０のメモリ上に設けられた設定領域には、出荷時において予め軸名称とアンプ番号およびモータ番号との組み合わせがパラメータとして設定されているか、または実施形態１の初期設定処理の手順を経て初期設定が行われ、既に軸名称とアンプ番号およびモータ番号との組み合わせがパラメータとして設定されており、その後、数値制御装置１０に接続されているアンプおよびモータの配線の接続状況を変更した場合を想定する。

配線の接続状況を変更後、本実施形態の数値制御装置１０の電源を再投入した際に、オペレータが操作盤などを操作して誤配線のチェックを指令すると、数値制御装置１０は実施形態１における初期設定時の手順と同様の手順を経て現在の配線接続状況に基づいた組み合わせテーブルを作成して、既に設定されている軸名称とアンプ番号およびモータ番号との組み合わせパラメータと内容に食い違いが無いかを検出する。そして、食い違いが検出された場合に結合の間違いである旨アラームなどにより出力することで、誤配線を防止することができるようになる。

図１１は、本実施形態の数値制御装置１０上で実行される誤配線検出処理のフローチャートである。
●［ステップＳＢ０１］軸名称とアンプ番号およびモータ番号の組み合わせパラメータを設定領域から読み出す。
●［ステップＳＢ０２］ステップＳＢ０１の読み出しにおいて、設定領域に軸名称とアンプ番号およびモータ番号の組み合わせパラメータが設定されていたか、即ち初期設定がされていたか否かを判定する。初期設定がされている場合にはステップＳＢ０４へ進み、初期設定がされていなかった場合にはステップＳＢ０３へ進む。

●［ステップＳＢ０３］図１０に示したフローチャートを実行し、軸名称・モータ・アンプの組み合わせテーブルを作成する。そして、作成した組み合わせテーブルに基づく軸名称とアンプ番号およびモータ番号の組み合わせパラメータを設定領域に書込み、ステップＳＢ０８へ進む。
●［ステップＳＢ０４］作業者による操作盤からの入力などに基づいて、誤配線チェックを行うか否かを判定する。誤配線チェックを行う場合にはステップＳＢ０５へ進み、行わない場合にはステップＳＢ０８へ進む。

●［ステップＳＢ０５］図１０に示したフローチャートを実行し、軸名称・モータ・アンプの組み合わせテーブルを作成する。
●［ステップＳＢ０６］ステップＳＢ０１で読み出した組み合わせパラメータと、ステップＳＢ０５で作成した組み合わせテーブルに矛盾が無いか否かを判定する。矛盾がない場合にはステップＳＢ０８へ進み、矛盾がある場合にはステップＳＢ０７へ進む。

●［ステップＳＢ０７］作業者に対して警告表示するなどのアラーム処理を実行する。
●［ステップＳＢ０８］現在設定されている組み合わせパラメータに基づいて運転を開始する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
なお、上記で説明した図においては数値制御装置とサーボアンプ、サーボモータが一対一に接続されているが、これらの接続には様々なタイプがあり、上記の接続が全てシリアルバスになって、デイジーチェーン状に接続されているものも存在しているが、内容的には同じである。

１数値制御システム
１０数値制御装置
２０読み取り装置

Claims

それぞれ軸名称が付けられた複数の軸と、該複数の軸をそれぞれ駆動するサーボモータと、該サーボモータを駆動するサーボアンプと、前記サーボモータおよび前記サーボアンプの個体識別コードおよび軸名称を読み取る読み取り装置と、前記サーボモータおよび前記サーボアンプが接続され、それぞれのモータ番号およびアンプ番号と該番号に対応する軸名称を設定し、前記軸に対して移動指令を行う数値制御装置と、を備えた数値制御システムであって、
前記サーボモータおよび前記サーボアンプは、
表面にそれぞれの個体を特定するための個体識別コードと軸名称が記載された標識と、
該個体識別コードを記憶した個体識別コード記憶手段とを備え、
前記読み取り装置は、
前記サーボモータおよび前記サーボアンプの表面に記載された前記個体識別コードと前記軸名称を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段が読取った個体識別コードと軸名称の組み合わせ情報を前記数値制御装置へ送信する送信手段と、を備え、
前記数値制御装置は、
前記サーボモータおよび前記サーボアンプから受信した個体識別コードに基づいて、モータ番号と前記サーボモータの個体識別コードとの組み合わせテーブル、およびアンプ番号と前記サーボアンプの個体識別コードとの組み合わせテーブルを生成し、前記読み取り装置から受信した前記サーボモータおよび前記サーボアンプの個体識別コードおよび軸名称と、前記モータ番号と前記サーボモータの個体識別コードとの組み合わせテーブル、および前記アンプ番号と前記サーボアンプの個体識別コードとの組み合わせテーブルとに基づいて、軸名称とモータ番号とサーボモータの個体識別コードの組み合わせテーブル、および軸名称とアンプ番号とサーボアンプの個体識別コードの組み合わせテーブルを生成する組み合わせテーブル生成手段を備える、
ことを特徴とする数値制御システム。
前記読み取り装置の個体識別コードを読み取るための読み取り手段はカメラである、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御システム。
前記読み取り装置の軸名称を入力するための読み取り手段はカメラである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御システム。
前記数値制御装置は、
予め前記数値制御装置の設定領域に軸名称とモータ番号およびアンプ番号との組み合わせパラメータが設定されている場合において、組み合わせテーブル生成手段により、現在接続されている前記サーボモータおよびサーボアンプに関する、軸名称とモータ番号とサーボモータの個体識別コードの組み合わせテーブル、および軸名称とアンプ番号とサーボアンプの個体識別コードの組み合わせテーブルを作成し、該作成した組み合わせテーブルを前記予め設定されている軸名称とモータ番号およびアンプ番号との組み合わせパラメータとを照合して矛盾を検出する検出手段と、
前記検出手段が矛盾を検出した場合に警告を出力する警告手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御システム。