JP6773072B2 - Controls, systems and control methods - Google Patents
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Description
この発明は、制御装置に関し、より詳しくは、産業用コントローラの制御をする制御装置に関する。また、この発明は、そのような制御をするシステムおよび制御方法に関する。 The present invention relates to a control device, and more particularly to a control device that controls an industrial controller. The present invention also relates to a system and a control method for such control.
従来、この種の産業用コントローラとしては、例えば、特許文献1(特許第5029906号明細書)に開示されているように、電源ラインを含む内蔵バスを備える複数のユニットから構成され、内蔵バスには各ユニットの動作に必要な定格内の電流を供給するものが知られている。 Conventionally, as an industrial controller of this type, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Patent No. 5029906), the built-in bus is composed of a plurality of units including a built-in bus including a power supply line. Is known to supply a current within the rating required for the operation of each unit.
しかしながら、特許文献1(特許第5029906号明細書)に記載のものでは、各ユニットに接続された制御軸が多数同時に駆動される場合などには、各ユニットに流れる消費電流の和がバスの定格電流を超えるという問題がある。 However, in Patent Document 1 (Patent No. 5029906), when a large number of control shafts connected to each unit are driven at the same time, the sum of the current consumption flowing through each unit is the rating of the bus. There is a problem of exceeding the current.
なお、特許文献2(特許第6166530号明細書)に記載のものでは、ユニット間に外部電源を追加的に介挿して使用しているので、各ユニットに流れる消費電流の和を定格電流内に収めることはできるものの、配線工程数の増大やケーブル増により保守が煩雑になってしまう。 In the case described in Patent Document 2 (Patent No. 6166530), since an external power supply is additionally inserted between the units, the sum of the current consumption flowing through each unit is within the rated current. Although it can be accommodated, maintenance becomes complicated due to an increase in the number of wiring processes and an increase in cables.
そこで、この発明の課題は、各ユニットに流れる消費電流の和をバスの定格電流内に収めることができる制御装置、システムおよび制御方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device, a system, and a control method capable of keeping the sum of the current consumption flowing through each unit within the rated current of the bus.
上記課題を解決するため、この開示の制御装置は、
電源ユニットと、
この電源ユニットから延在するバスと、
上記電源ユニットに対して上記バスを介して接続されたCPUユニットと、
上記バスを介して上記CPUユニットよりも順次下流側に接続された複数の入出力ユニットと、を備え、
上記バスは、上記電源ユニットからの電源ライン、および、上記CPUユニットからの信号ラインを含み、
上記電源ユニットは、上記CPUユニットと上記複数の入出力ユニットに、上記バスの上記電源ラインを通して電流を供給し、
上記複数の入出力ユニットには、それぞれ制御軸が接続され、これらの制御軸に対して、予め定められたインタプリタ型プログラムに基づいて、上記CPUユニットが上記信号ラインを通して指令し、かつ上記電源ラインを通して電流供給して駆動するようになっており、
上記CPUユニットは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定する判定部と、
上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成する調整部とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the control device of this disclosure is
Power supply unit and
The bus extending from this power supply unit and
A CPU unit connected to the power supply unit via the bus,
A plurality of input / output units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus are provided.
The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit.
The power supply unit supplies current to the CPU unit and the plurality of input / output units through the power supply line of the bus.
Control axes are connected to each of the plurality of input / output units, and the CPU unit commands the control axes through the signal line based on a predetermined interpreter type program, and the power supply line. It is designed to be driven by supplying current through
The above CPU unit
A determination unit that analyzes the above program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus.
When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the operating timing or operating speed of the control shaft defined by the program so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. On the other hand, it is characterized by having an adjustment unit that delays the operation timing of some of the control axes among a plurality of control axes or creates information that slows down the operation of some or all of the control axes. To do.
この開示の制御装置では、上記CPUユニットの上記判定部は、上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定する。上記調整部は、上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成する。したがって、上記消費電流の和を平滑化し上記バスの定格電流内に収めることができる。 In the control device of the present disclosure, the determination unit of the CPU unit analyzes the program, and the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus. Judge whether or not. When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the adjusting unit determines that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. Create information that delays the operation timing of some control axes among a plurality of control axes or slows down the operation of some or all control axes with respect to the operation timing or operation speed. Therefore, the sum of the current consumption can be smoothed and kept within the rated current of the bus.
一実施形態の制御装置では、
上記複数の制御軸間に動作の優先順を表す優先度が規定され、
上記調整部は、上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記優先度に基づいて、上記複数の制御軸のうち低優先度の制御軸の動作タイミングを遅らせるかまたは低速にするようになっていることを特徴とする。
In the control device of one embodiment,
Priority indicating the priority order of operation is defined between the above multiple control axes.
When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the adjustment unit delays the operation timing of the control axis having the lower priority among the plurality of control axes based on the priority. It is characterized in that it is designed to be slow or slow.
この一実施形態の制御装置では、実際に、上記調整部は、上記優先度に基づいて、上記複数の制御軸のうち低優先度の制御軸の動作タイミングを遅らせるかまたは低速にすることができる。なお、上記複数の制御軸のうち最も高い優先度の制御軸の動作タイミングまたは動作速度は、上記プログラムで定められた通りになる。 In the control device of this one embodiment, the adjusting unit can actually delay or slow down the operation timing of the control axis having the lower priority among the plurality of control axes based on the priority. .. The operation timing or operation speed of the control axis having the highest priority among the plurality of control axes is as defined by the above program.
一実施形態の制御装置では、
優先度を表す情報を入力するための入力部を備え、
上記複数の制御軸間の上記優先度は、上記入力部による入力に応じて設定されることを特徴とする。
In the control device of one embodiment,
Equipped with an input section for inputting information indicating priority
The priority between the plurality of control axes is set according to the input by the input unit.
この一実施形態の制御装置では、ユーザが、上記入力部を介して上記複数の制御軸間の上記優先度を入力することによって、適宜優先度を設定することができる。 In the control device of this one embodiment, the user can appropriately set the priority by inputting the priority between the plurality of control axes via the input unit.
一実施形態の制御装置では、
上記複数の制御軸は複数のグループに分けられており、
上記入力部は、上記複数のグループ間に動作の優先順を表すグループ間優先度を設定するようになっていることを特徴とする。
In the control device of one embodiment,
The above-mentioned plurality of control axes are divided into a plurality of groups.
The input unit is characterized in that a group-to-group priority indicating an operation priority order is set among the plurality of groups.
この一実施形態の制御装置では、上記複数のグループ間に動作の優先順を表すグループ間優先度を設定するようになっている。したがって、グループ単位にまとめて効率的に各ユニットに流れる消費電流の和をバスの定格電流内に収めることができる。 In the control device of this one embodiment, the priority between groups indicating the priority order of operations is set among the plurality of groups. Therefore, it is possible to efficiently keep the sum of the current consumption flowing through each unit in a group unit within the rated current of the bus.
一実施形態の制御装置では、
上記複数のグループはさらに上位の階層のグループに分けられており、上記グループ間優先度は上記上位の階層のグループ間に適用されるようになっていることを特徴とする。
In the control device of one embodiment,
The plurality of groups are further divided into groups in a higher hierarchy, and the priority between groups is applied between groups in the higher hierarchy.
この一実施形態の制御装置では、上記グループ間優先度は、上記上位の階層のグループ間に適用されるようになっている。したがって、上位の階層のグループ単位に効率的に各ユニットに流れる消費電流の和をバスの定格電流内に収めることができる。 In the control device of this one embodiment, the priority between groups is applied between the groups in the upper hierarchy. Therefore, the sum of the current consumption flowing through each unit can be efficiently contained within the rated current of the bus for each group in the upper layer.
一実施形態の制御装置では、
電源ユニットと、
この電源ユニットから延在するバスと、
上記電源ユニットに対して上記バスを介して接続されたCPUユニットと、
上記バスを介して上記CPUユニットよりも順次下流側に接続された複数の入出力ユニットと、を備え、
上記バスは、上記電源ユニットからの電源ライン、および、上記CPUユニットからの信号ラインを含み、
上記電源ユニットは、上記CPUユニットと上記複数の入出力ユニットに、上記バスの上記電源ラインを通して電流を供給し、
上記複数の入出力ユニットには、それぞれ制御軸が接続され、これらの制御軸に対して、予め定められたインタプリタ型プログラムに基づいて、上記CPUユニットが上記信号ラインを通して指令し、かつ上記電源ラインを通して電流供給して駆動するようになっており、
上記CPUユニットは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび上記複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定する判定部と、
上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングに対して、上記複数の制御軸の駆動時間が重ならないように、上記複数の制御軸の駆動時間をそれぞれ複数の分割駆動時間に分割して、上記複数の制御軸の間で上記分割駆動時間毎に切り換えるための情報を作成する調整部とを備えることを特徴とする。
In the control device of one embodiment,
Power supply unit and
The bus extending from this power supply unit and
A CPU unit connected to the power supply unit via the bus,
A plurality of input / output units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus are provided.
The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit.
The power supply unit supplies current to the CPU unit and the plurality of input / output units through the power supply line of the bus.
Control axes are connected to each of the plurality of input / output units, and the CPU unit commands the control axes through the signal line based on a predetermined interpreter type program, and the power supply line. It is designed to be driven by supplying current through
The above CPU unit
A determination unit that analyzes the program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus.
When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the operation timing of the control shaft defined by the program is set so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. The drive times of the plurality of control axes are divided into a plurality of divided drive times so that the drive times of the plurality of control axes do not overlap, and the drive times are switched between the plurality of control axes for each of the divided drive times. It is characterized by having an adjustment unit for creating information for the purpose.
この一実施形態の制御装置では、上記調整部は、上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングに対して、上記複数の制御軸の駆動時間が重ならないように、上記複数の制御軸の駆動時間をそれぞれ複数の分割駆動時間に分割して、上記複数の制御軸の間で上記分割駆動時間毎に切り換えるための情報を作成する。したがって、分割駆動時間毎に切り換えられた駆動時間に従って効果的に各ユニットに流れる消費電流の和をバスの定格電流内に収めることができる。 In the control device of this one embodiment, when the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the adjusting unit keeps the sum of the current consumption within the rated current of the bus. The drive time of the plurality of control axes is divided into a plurality of divided drive times so that the drive times of the plurality of control axes do not overlap with the operation timing of the control axes defined by the program. Information for switching between the plurality of control axes for each of the divided drive times is created. Therefore, the sum of the current consumption flowing through each unit can be effectively kept within the rated current of the bus according to the drive time switched for each divided drive time.
一実施形態の制御装置では、
上記入出力ユニットは、インタフェースを備え、
上記インタフェースは、アナログ用とパルス用のうちいずれかに切り換えられることを特徴とする。
In the control device of one embodiment,
The above input / output unit has an interface and
The interface is characterized in that it can be switched between analog and pulse.
この一実施形態の制御装置では、上記インタフェースは、アナログ用とパルス用のうちいずれかに切り換えることができる。したがって、単一のインタフェースを複数種類の制御方式で兼用することができる。 In the control device of this one embodiment, the interface can be switched between analog and pulse. Therefore, a single interface can be shared by a plurality of types of control methods.
別の局面では、この開示のシステムは、
電源ユニットと、
この電源ユニットから延在するバスと、
上記電源ユニットに対して上記バスを介して接続されたCPUユニットと、
上記バスを介して上記CPUユニットよりも順次下流側に接続された複数の入出力ユニットと、
上記CPUユニットに接続されたコンピュータと、を備え、
上記バスは、上記電源ユニットからの電源ライン、および、上記CPUユニットからの信号ラインを含み、
上記電源ユニットは、上記CPUユニットと上記複数の入出力ユニットに、上記バスの上記電源ラインを通して電流を供給し、
上記複数の入出力ユニットには、それぞれ制御軸が接続され、これらの制御軸に対して、予め定められたインタプリタ型プログラムに基づいて、上記CPUユニットが上記信号ラインを通して指令し、かつ上記電源ラインを通して電流供給して駆動するようになっており、
上記コンピュータは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定する判定部と、
上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成し、この情報に応じて上記プログラムを変更するプログラム変更部とを備えることを特徴とする。
In another aspect, this disclosure system
Power supply unit and
The bus extending from this power supply unit and
A CPU unit connected to the power supply unit via the bus,
A plurality of input / output units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus,
With a computer connected to the above CPU unit,
The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit.
The power supply unit supplies current to the CPU unit and the plurality of input / output units through the power supply line of the bus.
Control axes are connected to each of the plurality of input / output units, and the CPU unit commands the control axes through the signal line based on a predetermined interpreter type program, and the power supply line. It is designed to be driven by supplying current through
The above computer
A determination unit that analyzes the above program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus.
When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the operating timing or operating speed of the control shaft defined by the program so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. On the other hand, information is created to delay the operation timing of some control axes among a plurality of control axes, or to slow down the operation of some or all control axes, and the above program is executed according to this information. It is characterized by having a program change unit to be changed.
この開示のシステムでは、上記コンピュータのプログラム変更部は、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成し、この情報に応じて上記プログラムを変更する。したがって、変更されたプログラムを用いて、上記消費電流の和をバスの定格電流内に収めることができる。 In the system of this disclosure, the program change unit of the computer delays the operation timing of some of the control axes among the plurality of control axes with respect to the operation timing or operation speed of the control axes defined by the program, or , Create information to slow down the operation of some or all control axes, and change the above program according to this information. Therefore, the modified program can be used to keep the sum of the current consumption within the rated current of the bus.
別の局面では、この開示の制御方法は、
電源ユニットと、この電源ユニットから延在するバスと、上記電源ユニットに対して上記バスを介して接続されたCPUユニットと、上記バスを介して上記CPUユニットよりも順次下流側に接続された複数の入出力ユニットと、を備え、上記バスは、上記電源ユニットからの電源ライン、および、上記CPUユニットからの信号ラインを含み、上記電源ユニットは、上記CPUユニットと上記複数の入出力ユニットに、上記バスの上記電源ラインを通して電流を供給し、上記複数の入出力ユニットには、それぞれ制御軸が接続され、これらの制御軸に対して、予め定められたインタプリタ型プログラムに基づいて、上記CPUユニットが上記信号ラインを通して指令し、かつ上記電源ラインを通して電流供給して駆動するようになっている、制御装置の制御方法であって、
上記CPUユニットは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否か判定し、
上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成することを特徴とする。
In another aspect, the control method of this disclosure
A power supply unit, a bus extending from the power supply unit, a CPU unit connected to the power supply unit via the bus, and a plurality of CPU units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus. The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit, and the power supply unit includes the CPU unit and the plurality of input / output units. A control shaft is connected to each of the plurality of input / output units by supplying current through the power supply line of the bus, and the CPU unit is connected to these control shafts based on a predetermined interpreter type program. Is a control method of a control device in which a command is given through the signal line and a current is supplied and driven through the power supply line.
The above CPU unit
The program is analyzed to determine whether the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus.
When it is determined that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the operating timing or speed of the control shaft defined by the program is set so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. It is characterized in that information is created that delays the operation timing of some control axes among a plurality of control axes or slows down the operation of some or all control axes.
この開示の制御方法では、上記CPUユニットは、上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成する。これにより、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めることができる。 In the control method of the present disclosure, when the CPU unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the program determines the sum of the current consumption within the rated current of the bus. Create information that delays the operation timing of some of the control axes or slows down the operation of some or all of the control axes with respect to the operation timing or speed of the control axes. As a result, the sum of the current consumption can be kept within the rated current of the bus.
以上より明らかなように、この本開示の制御装置、システム及び制御方法は、各ユニットに流れる消費電流の和をバスの定格電流内に収めることができる。 As is clear from the above, the control device, system and control method of the present disclosure can keep the sum of the current consumption flowing through each unit within the rated current of the bus.
以下、この開示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of this disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
(システムの構成)
図1は、この開示の制御装置に係る一実施形態のモーションコントロールシステム(全体を符号1000で示す。)の概略構成を示している。
(System configuration)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a motion control system (the whole is indicated by reference numeral 1000) according to an embodiment of the control device of this disclosure.
図1に示すように、モーションコントロールシステム1000は、大別して、モーションコントローラ2000と、コンピュータ4と、タッチパネル5と、サーボドライバ703と、サーボモータ701とを備えている。図2に示すように、モーションコントローラ2000は、バス10を通して、電源ユニット6と、CPUユニット1と、順次複数の入出力ユニットであるモーションユニット2,2,…とが接続され連結された構成を有する。モーションコントローラ2000は、外部電源3000に接続された電源ユニット6から電流が供給され、CPUユニット1がモーションユニット2を通して、制御軸に対応するサーボドライバ703およびサーボモータ701の動作を制御している。この例では、モーションコントローラ2000は、ロボット(図示しない)が備える各制御軸(X,Y,Z,U,V)(以下、適宜「軸」と呼ぶ。)に対する姿勢の制御を行う。
As shown in FIG. 1, the
CPUユニット1は、図1中に示すように、筐体の表面に表示器102と、入力ボタン103と、ネットワークポート100と、モーションネットワークポート101とを備えている。表示器102は、各種情報や全ユニットの消費電流の和を表示する。入力ボタン103は、ユーザによって操作指令や各種情報を入力するために使用される。CPUユニット1は、図2中に示すように、CPU20と、メモリ23と、電源回路24と、ネットワークポート100を備える。CPU20は、その機能としての判定部21と調整部22を備える。CPU20は、バス10の信号ライン12を通して指令を出力する。電源回路24は、バス10の電源ライン11に接続され、各部に電流を供給する。メモリ23は、制御軸を制御するためのプログラムを格納し各種データのワークエリアとして利用される。CPUユニット1は、後述するように、判定部21が制御軸であるサーボドライバ703およびサーボモータ701を制御するためのプログラムを解析して、CPUユニット1、複数のモーションユニット2およびサーボドライバ703およびサーボモータ701の消費電流の和がバス10の定格電流内か否かを判定する。調整部22は、判定部21が消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記プログラムが定める制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成して消費電流の和をバス10の定格電流内に収める。
As shown in FIG. 1, the CPU unit 1 includes a
モーションユニット2は、図1中に示すように、筐体の表面にステータスリレーインタフェース200と、各制御軸に対応するサーボドライバ703およびサーボモータ701が信号指令ケーブル704を介して接続されるモータ出力インタフェース201−1〜201−4(これらを符号201で総称する。)と、エンコーダケーブル705を介して接続されるエンコーダ入力インタフェース202−1〜201−4(これらを符号202で総称する。)と、汎用デジタル入出力インタフェース203とを備えている。この例では、サーボドライバ703およびサーボモータ701は、1組のみ示しているが、制御軸数に応じて増やすことができる。各モーションユニット2は、図2中に示すように、DA(デジタル/アナログ変換回路)211と、パルス出力回路212と、エンコーダ回路213と、電源回路214とを備える。DA211とパルス出力回路212には、モータ出力インタフェース201が接続される。エンコーダ回路213には、エンコーダ入力インタフェース202が接続される。電源回路214は、バス10の電源ライン11から電流を供給され、DA211、パルス出力回路212、エンコーダ回路213に電流を供給する。DA211とパルス回路は、バス10の信号ライン12から受信される指令によって、モータ出力インタフェース201に出力信号を出力する。この例では、サーボドライバ703にDA211を介してアナログ電圧を出力する。
As shown in FIG. 1, the motion unit 2 has a motor output in which a
なお、この例では、モーションネットワーク接続型サーボドライバ700およびサーボモータ701をCPUユニット1のモーションネットワークポート101からモーションネットワークケーブル702を介して接続することができる。このモーションネットワークとしては、超高速・高効率通信を実現するEtherCAT(登録商標)が用いられる。この例では、モーションネットワークは、ディージーチェーンの配線形態で構成されるが、これに限られない。
In this example, the motion network connection
この例では、モータ出力インタフェース201は、アナログ出力用とパルス出力用のうちいずれかに切り換えることができる。これにより、単一のインタフェースを複数種類の制御方式で兼用することができる。
In this example, the
電源ユニット6の電源部13には、電源端子600を介して外部電源3000から電力が供給される。電源部13では、バス10に含まれる電源ライン11に供給する電流が生成される。電源ユニット6は、この電源ユニット6に対して下流側に接続されるCPUユニット1、このCPUユニット1に対して下流側に順次接続される複数のモーションユニット2,2,…に、バス10の電源ライン11を通してそれぞれ電流を供給する。
Power is supplied to the
バス10は、信号ライン12と電源ライン11を備える。電源ライン11の定格電流は、この例では、6Aまたは8Aに規定されている。
The
図1中に示すコンピュータ4は、汎用のコンピュータであり、タッチパネル5とともに、イーサネット(登録商標)ケーブル301、ハブ3を介して、CPUユニット1のネットワークポート100に接続される。コンピュータ4は、制御軸を動作させるためのプログラムの開発およびモーションコントロールシステム1000の監視に使用される。タッチパネル5は、モーションコントロールシステム1000が設置される現場での操作に使用される。
The computer 4 shown in FIG. 1 is a general-purpose computer, and is connected to the
(プログラムの例)
CPUユニット1は、判定部21が駆動軸を制御するためのプログラムを予め解析する。この例では、インタプリタ型のプログラムが用いられる。
(Program example)
The CPU unit 1 analyzes in advance a program for the determination unit 21 to control the drive shaft. In this example, an interpreted program is used.
このインタプリタ型プログラムの例として、図3は、制御軸の直線補間動作の例を示す。図3に示すように、X軸、Y軸およびZ軸からなる三次元の直交座標の原点P0(0,0,0)から開始して、次に、P1(100,100,0)へ移動して、次に、P2(100,100,100)へ移動してP0(0,0,0)へ戻る例を次の表1に示す。ここで、G01は、直線補間動作コマンドを表す。
表1
As an example of this interpreted program, FIG. 3 shows an example of linear interpolation operation of the control axis. As shown in FIG. 3, it starts from the origin P0 (0,0,0) of the three-dimensional Cartesian coordinates consisting of the X-axis, the Y-axis and the Z-axis, and then moves to P1 (100,100,0). Then, an example of moving to P2 (100, 100, 100) and returning to P0 (0, 0, 0) is shown in Table 1 below. Here, G01 represents a linear interpolation operation command.
Table 1
この例では、CPUユニット1は、インタプリタ型のプログラムであるので、先読みを行うことが可能である。すなわち、現在実行中の行よりも後に実行される行を予め読み取ることで、以後どういう動作を行うのか予め把握することができる。これにより、プログラムにより行われる一連の動作によってCPUユニット1、モーションユニット2、駆動軸であるサーボドライバ703およびサーボモータ701が消費する電流の和を予め求めることができる。
In this example, since the CPU unit 1 is an interpreter type program, it is possible to perform look-ahead. That is, by reading in advance the line that is executed after the line that is currently being executed, it is possible to grasp in advance what kind of operation will be performed thereafter. As a result, the sum of the currents consumed by the CPU unit 1, the motion unit 2, the
(消費電流とサーボモータの速度との関係)
図4(A)は、制御軸がアナログ出力によって駆動されるサーボモータである場合に、アナログ出力電圧とサーボモータの速度との関係を示す。モーションユニット2のモータ出力インタフェース201を介してサーボドライバ703にアナログ出力電圧が印加される。図4(A)に示すように、アナログ出力電圧とサーボモータ701の回転速度は比例関係にある。したがって、アナログ出力電圧が高まるとサーボモータ701の消費電流は増加する。
(Relationship between current consumption and servo motor speed)
FIG. 4A shows the relationship between the analog output voltage and the speed of the servomotor when the control shaft is a servomotor driven by the analog output. An analog output voltage is applied to the
図4(B)は、制御軸がパルス出力によって駆動されるラインドライバである場合に、ラインドライバの消費電流とパルス周波数の関係を示す。モーションユニット2のモータ出力インタフェース201を介してパルス出力を出力することができる。図4(B)に示すように、ラインドライバの消費電流とパルス周波数は正の相関関係がある。したがって、パルス周波数が高まるとラインドライバの消費電流は増加する。
FIG. 4B shows the relationship between the current consumption of the line driver and the pulse frequency when the control axis is a line driver driven by a pulse output. The pulse output can be output via the
(制御軸の動作タイミングを遅らせる例)
モーションコントローラ2000は、駆動すべき複数の制御軸間に動作の優先度を表す優先度が規定され、複数の制御軸は、複数のグループに分けられている。
(Example of delaying the operation timing of the control axis)
In the
図6に示すように、この例では、上位階層にタスク#1があり、このタスク#1は複数の軸#1(X)、軸#2(Y)、軸#3(Z)、軸#4(U)および軸#5(V)によって実行される作業の最小単位を表している。これらの複数の軸間において、軸#1(X)、軸#2(Y)および軸#3(Z)を含む軸グループ#1が規定されている。また、軸#4(U)および軸#5(V)を含む軸グループ#2が規定されている。軸グループ#1には、グループ間優先度として優先度Highが規定されており、軸グループ#2には、グループ間優先度として優先度Mediumが規定されている。優先度Highは、優先度Mediumに対して優先度が高い。 As shown in FIG. 6, in this example, there is a task # 1 in the upper hierarchy, and this task # 1 has a plurality of axes # 1 (X), axes # 2 (Y), axes # 3 (Z), and axes #. It represents the smallest unit of work performed by 4 (U) and axis # 5 (V). Between these plurality of axes, an axis group # 1 including an axis # 1 (X), an axis # 2 (Y), and an axis # 3 (Z) is defined. Further, an axis group # 2 including an axis # 4 (U) and an axis # 5 (V) is defined. Axis group # 1 defines a priority High as an intergroup priority, and axis group # 2 defines a priority Medium as an intergroup priority. Priority High has a higher priority than Priority Medium.
この例では、判定部21は、次の表2のプログラムを予めシミュレーションする。
表2
In this example, the determination unit 21 simulates the program in Table 2 below in advance.
Table 2
図7(A)は、上記プログラムに従って消費電流I1の軸グループ#1と消費電流I2の軸グループ#2の動作を同時に行った場合である。この場合、消費電流I1と消費電流I2は、いずれも定格電流IRより低い。しかし、消費電流の和I1+I2は、バス10の定格電流IRを超える。したがって、判定部21は、消費電流の和I1+I2がバス10の定格電流IRを超えたこと(この例では、I1+I2>IRであること)を判定する。これにより、調整部22は、軸グループ#1と軸グループ#2の優先度に基づいて、優先度の高い消費電流I1の軸グループ#1を上記プログラムの定められたタイミングで実行し、優先度の低い消費電流I2の軸グループ#2を遅らせるようにプログラムを再プログラムする。
FIG. 7A shows a case where the shaft group # 1 of the current consumption I1 and the shaft group # 2 of the current consumption I2 are operated at the same time according to the above program. In this case, both the current consumption I1 and the current consumption I2 are lower than the rated current IR. However, the sum I1 + I2 of the current consumption exceeds the rated current IR of the
図7(B)は、再プログラム後に、図6に示す軸グループ#1(軸#1(X)、軸#2(Y)および軸#3(Z))の優先度High、軸グループ#2(軸#4(U)および軸#5(V))の優先度Mediumに従って、軸グループ#2(軸#4(U)および軸#5(V))を遅らせた図を示す。調整部22は、プログラムでのタイミングに比して軸グループ#2(軸#4(U)および軸#5(V))を遅らせる。したがって、調整部22は、優先度の高い消費電流I1の軸グループ#1を上記プログラムの定められたタイミングで実行し、動作完了後に優先度の低い消費電流I2の軸グループ#2を動作させる。消費電流I1と消費電流I2は、いずれも定格電流IRより低い。これにより、消費電流の和をバス10の定格電流IR内に収めることができる。
7 (B) shows the priority High and axis group # 2 of the axis group # 1 (axis # 1 (X), axis # 2 (Y) and axis # 3 (Z)) shown in FIG. 6 after reprogramming. The figure which delayed the axis group # 2 (axis # 4 (U) and axis # 5 (V)) according to the priority Medium of (axis # 4 (U) and axis # 5 (V)) is shown. The adjusting
この例では、CPUユニット1の調整部22は、低優先度の制御軸の動作タイミングを遅らせることができる。なお、高優先度の制御軸の動作タイミングは、プログラムで定められた通りになる。
In this example, the adjusting
上述の例は、動作軸の動作タイミングを遅らせる例であるが、これに限られない。次に、制御軸の動作を低速にする例を示す。 The above-mentioned example is an example of delaying the operation timing of the operation axis, but is not limited to this. Next, an example of slowing down the operation of the control axis is shown.
(制御軸の動作を低速にする例)
図8(A)は、図7(A)と同じ消費電流I1の軸グループ#1と消費電流I2の軸グループ#2の動作を同時に行った場合である。この場合、上記の場合と同様に、消費電流I1と消費電流I2は、いずれも定格電流IRより低い。しかし、消費電流の和I1+I2は、バス10の定格電流IRを超える。したがって、判定部21は、消費電流の和I1+I2がバス10の定格電流IRを超えたこと(この例では、I1+I2>IRであること)を判定する。これにより、調整部22は、軸グループ#1と軸グループ#2の優先度に基づいて、優先度の高い消費電流I1の軸グループ#1を上記プログラムの定められたタイミングで実行し、優先度の低い消費電流I2の軸グループ#2の動作を低速にするようにプロクラムを再プログラムする。
(Example of slowing down the operation of the control axis)
FIG. 8A shows a case where the same shaft group # 1 of the current consumption I1 and the shaft group # 2 of the current consumption I2 are simultaneously operated as in FIG. 7A. In this case, as in the above case, both the current consumption I1 and the current consumption I2 are lower than the rated current IR. However, the sum I1 + I2 of the current consumption exceeds the rated current IR of the
図8(B)は、再プログラム後に、図6に示す軸グループ#1(軸#1(X)、軸#2(Y)および軸#3(Z))の優先度Highに従って、軸グループ#2(軸#4(U)および軸#5(V))を低速にした図を示す。調整部22は、消費電流I1の軸グループ#1の動作中に、優先度の低い消費電流I2の軸グループ#2の速度を落とす。低速で駆動される軸グループ#2の消費電流をi2(<I2)とすると、この時の消費電流の和はI1+i2となって、定格電流IRよりも低くなる(この例では、I1+i2<IRとなる)。軸グループ#1の動作完了後に、軸グループ#2の速度を上げる。これにより、いずれの時点でも、消費電流の和をバス10の定格電流IR内に収めることができる。
8 (B) shows the axis group # 1 (axis # 1 (X), axis # 2 (Y) and axis # 3 (Z)) according to the priority High of the axis group # 1 shown in FIG. 6 after reprogramming. 2 (axis # 4 (U) and axis # 5 (V)) is shown at low speed. The adjusting
図8(B)中楕円Aで示す領域では、消費電流は、軸グループ#1の減速に合わせて低下する。しかしながら、軸グループ#2は、加速するので消費電流は増加する。したがって、消費電流は、急激には低下せず、徐々に低下することになる。 In the region shown by the middle ellipse A in FIG. 8B, the current consumption decreases in accordance with the deceleration of the shaft group # 1. However, since the shaft group # 2 accelerates, the current consumption increases. Therefore, the current consumption does not decrease sharply, but gradually decreases.
この例では、CPUユニット1の調整部22は、低優先度の制御軸の動作速度を低速にすることができる。なお、高優先度の制御軸の動作速度は、プログラムで定められた通りになる。
In this example, the adjusting
なお、例えば、軸グループ#1の消費電流I1と軸グループ#2の消費電流I2がいずれも定格電流IRより高い場合は、軸グループ#1と軸グループ#2の全部の制御軸の動作を低速にしてもよい。これにより、消費電流の和をバス10の定格電流IR内に収めることができる。
For example, when the current consumption I1 of the shaft group # 1 and the current consumption I2 of the shaft group # 2 are both higher than the rated current IR, the operation of all the control shafts of the shaft group # 1 and the shaft group # 2 is slowed down. It may be. As a result, the sum of the current consumption can be kept within the rated current IR of the
上述の例のように優先度を規定して、CPUユニット1の調整部22は、プログラムが定める制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にすることができる。
By defining the priority as in the above example, the
(制御装置の動作フロー)
図5は、モーションコントローラ2000が行う全体的な動作フローを示す。このフローは、例えば、モーションコントローラ2000がCPUユニット1のネットワークポート100や入力ボタン103などを介して動作の開始指示をユーザから受けることによって開始される。
(Control device operation flow)
FIG. 5 shows the overall operation flow performed by the
最初に、判定部21は、メモリ23に格納されたプログラムを読み込む(ステップS101)。 First, the determination unit 21 reads the program stored in the memory 23 (step S101).
次に、判定部21は、プログラムのシミュレーションを実行する(ステップS102)。 Next, the determination unit 21 executes a simulation of the program (step S102).
次に、判定部21は、CPUユニット1、モーションユニット2、サーボドライバ703およびサーボモータ701が消費する電流の和がバス10の定格電流内か否か判定し、(ステップS103)。消費電流の和がバス10の定格電流内であった場合(ステップS103で「YES」の場合)、処理を終了する。一方、消費電流の和の最大値がバス10の定格電流を超えた場合(ステップS103で「NO」の場合)、ステップS104に進み、調整部22は、プログラムが定める制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成する(ステップS104)。この後、処理を終了する。
Next, the determination unit 21 determines whether or not the sum of the currents consumed by the CPU unit 1, the motion unit 2, the
この例では、CPUユニット1では、判定部21はプログラムを解析して、CPUユニット1、複数のモーションユニット2および複数の制御軸の消費電流の和がバス10の定格電流内か否かを判定する。調整部22は判定部21が消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、消費電流の和をバス10の定格電流内に収めるように、プログラムが定める制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成する。したがって、消費電流の和を平滑化しバス10の定格電流内に収めることができる。
In this example, in the CPU unit 1, the determination unit 21 analyzes the program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit 1, the plurality of motion units 2, and the plurality of control axes is within the rated current of the
この例では、調整部22は、プログラムが定める制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成してプログラムを再プログラムする。また、調整部22は、上記プログラムが定める制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報をリアルタイムで作成することも可能である。
In this example, the adjusting
(時分割による例)
この例では、CPUユニット1は、指令を、プログラムが定める動作軸の動作タイミングに対して、複数の制御軸の駆動時間が重ならないように、複数の駆動軸の駆動時間をそれぞれ複数の分割駆動時間Tに分割して、複数の制御軸の間で分割駆動時間T毎に切り換える。この例では、制御周期CTは、62.5μ秒であり、4分割しているので、分割駆動時間Tは、約16μ秒に設定される。
(Example by time division)
In this example, the CPU unit 1 separately drives a plurality of drive shafts so that the drive times of the plurality of control axes do not overlap with the operation timing of the operation axes defined by the program. It is divided into time T and switched between the plurality of control axes for each divided drive time T. In this example, the control cycle CT is 62.5 μsec, and since it is divided into four, the division drive time T is set to about 16 μsec.
図9(B)は、CPUユニット1が、モーションユニット2に接続された制御軸としての軸#11、軸#12および軸#13に対して出力する指令を示す。各指令は、対応する各制御軸に対して出力され、理解を容易にするために、時間軸を揃えて示されている。各指令は、高レベルにあるとき、対応する制御軸を動作させることを表す一方、低レベルにあるとき、対応する制御軸の動作を停止させることを表す(後述する図10(B)において同様。)。
FIG. 9B shows a command that the CPU unit 1 outputs to the
図9(A)の上から3段は、図9(B)の指令に基づいて、モーションユニット2が動作した場合の軸#11、軸#12および軸#13の時間経過に伴うそれぞれの消費電流I1,I2,I3の変化を示す。図9(A)の最下段のグラフは、それらの消費電流の和を示す。指令値は、制御周期CT毎に変化しているため、各軸の消費電流は、制御周期CT毎に変化する。この例では、次の制御周期CTでは、軸#11の消費電流I1は消費電流I1’に、軸#12の消費電流I2は消費電流I2’に、軸#13の消費電流I3は消費電流I3’にそれぞれ変化している。この例では、図9(A)の最下段に示すように、消費電流の和I1+I2+I3,I1’+I2’+I3’は、いずれも定格電流IRを超える。したがって、判定部21は、消費電流の和がバス10の定格電流IRを超えたこと(この例では、I1+I2+I3>IRであり、また、I1’+I2’+I3’>IRであること)を判定する。これにより、調整部22は、プログラムが定める動作軸の動作タイミングに対して、複数の制御軸の駆動時間が重ならないように、複数の駆動軸の駆動時間をそれぞれ複数の分割駆動時間Tに分割して、複数の制御軸の間で分割駆動時間T毎に切り換えるためのプログラムを再プログラムする。具体的には、次の通りである。
The three steps from the top of FIG. 9A show the consumption of axes # 11, axes # 12, and axes # 13 over time when the motion unit 2 operates based on the command of FIG. 9B. The changes of the currents I1, I2 and I3 are shown. The bottom graph of FIG. 9A shows the sum of their current consumption. Since the command value changes for each control cycle CT, the current consumption of each axis changes for each control cycle CT. In this example, in the next control cycle CT, the current consumption I1 of the
図10(B)は、CPUユニット1が、モーションユニット2に、軸#21、軸#22および軸#23に対して出力する指令を示す。CPUユニット1は、指令を軸#23に、軸#21と軸#22に対して駆動時間が重ならないように分割駆動時間T毎に切り換えて指令を出力する。
FIG. 10B shows a command that the CPU unit 1 outputs to the motion unit 2 with respect to the axis # 21, the
図10(A)は、図10(B)の指令に基づいて、モーションユニット2が動作した場合の消費電流I1,I1’の軸#21、消費電流I2,I2’の軸#22および消費電流I3,I3’の軸#23の時間経過に伴う消費電流の変化を示す。下段のグラフは、消費電流の和を示す。モーションユニット2には、軸#21、軸#22および軸#23の駆動時間が重ならないように分割駆動時間T毎に切り換えた指令に基づいて消費電流が発生する。これらの消費電流を合わせて消費電流の和が求められる。この例では、調整部22は、時間経過に伴う消費電流の和I1+I2,I3,I1’+I2’,I3’を、それぞれバス10の定格電流IR内に収めることができる。
10 (A) shows the axis # 21 of the current consumption I1 and I1'when the motion unit 2 operates, the
したがって、調整部22は、判定部21が消費電流の和が定格電流IRを超えると判定した場合に、消費電流の和をバス10の定格電流IR内に収めるように、プログラムが定める制御軸の動作タイミングに対して、複数の制御軸の駆動時間が重ならないように、複数の制御軸の駆動時間をそれぞれ複数の分割駆動時間Tに分割して、複数の制御軸の間で分割駆動時間T毎に切り換えるための情報を作成する。その結果、分割駆動時間T毎に切り換えられた駆動時間に従って効果的に各ユニットに流れる消費電流の和をバスの定格電流IR内に収めることができる。
Therefore, when the determination unit 21 determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current IR, the adjusting
(コンピュータに接続されたシステムの動作)
図1に戻って、CPUユニット1は、ケーブル301、ハブ3を介して、コンピュータ4に接続されている。CPUユニット1は、コンピュータ4からプログラムの開発のために操作することが可能である。
(Operation of the system connected to the computer)
Returning to FIG. 1, the CPU unit 1 is connected to the computer 4 via the
コンピュータ4は、コンピュータの機能として判定部とプログラム変更部とを備えている。判定部は、プログラムを解析して、CPUユニット1、複数のモーションユニット2および複数の制御軸の消費電流の和がバス10の定格電流内か否かを判定する。判定部が消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、プログラム変更部は、消費電流の和をバス10の定格電流内に収めるように、プログラムが定める制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にするようにプログラムを変更する。
The computer 4 includes a determination unit and a program change unit as computer functions. The determination unit analyzes the program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit 1, the plurality of motion units 2, and the plurality of control axes is within the rated current of the
(コンピュータによるプログラムの自動調整機能の例)
コンピュータ4は、消費電流の和がバス10の定格電流内になるように、プログラムの自動調整を行うことが可能である。この例では、X軸、Y軸およびZ軸による動作をシミュレーションすると、定格電流内で動作するが、U軸およびV軸を加えると、バス10の定格電流を超えることを前提とする。したがって、U軸およびV軸の優先度が低い場合、次のように、元のプログラムに対して、U軸およびV軸を待たせる指令を自動挿入する。その例を次の表3および表4に示す。表3は元(調整前)のプログラム、表4は調整後のプログラムを示している。ここで、G04コマンドは、ドウェル(一時停止)コマンドである。
(Example of automatic program adjustment function by computer)
The computer 4 can automatically adjust the program so that the sum of the current consumption is within the rated current of the
表3(調整前)
Table 3 (before adjustment)
表4(調整後)
Table 4 (after adjustment)
すなわち、元のプログラムに対して、
なる指令が自動挿入される。これにより、U軸およびV軸の動作が待たされ、消費電流の和は、バス10の定格電流内に収めることができる。
That is, for the original program
Command is automatically inserted. As a result, the operation of the U-axis and the V-axis is awaited, and the sum of the current consumption can be kept within the rated current of the
ここで、004行目の「G04 P1000」を自動挿入した場合、1000ミリ秒だけ、プログラムの実行が待たされる。1000ミリ秒後に005行目のU軸およびV軸の動作を開始させることができる。 Here, when "G04 P1000" on the 004th line is automatically inserted, the execution of the program is waited for 1000 milliseconds. After 1000 milliseconds, the U-axis and V-axis operations on line 005 can be started.
プログラムの自動調整機能は、上述の例に限られない。次に速度の自動調整をする例を次の表5および表6に示す。表5は元(調整前)のプログラム、表6は調整後のプログラムを示している。 The automatic adjustment function of the program is not limited to the above example. Next, an example of automatically adjusting the speed is shown in Tables 5 and 6 below. Table 5 shows the original (before adjustment) program, and Table 6 shows the adjusted program.
表5(調整前)
Table 5 (before adjustment)
表6(調整後)
Table 6 (after adjustment)
すなわち、元のプログラムに対して、
なる指令が自動挿入される。これにより、U軸およびV軸の速度が低下させられ、消費電流の和は、バス10の定格電流内に収めることができる。
That is, for the original program
Command is automatically inserted. As a result, the speeds of the U-axis and the V-axis are reduced, and the sum of the current consumption can be kept within the rated current of the
(コンピュータによる自動調整の動作フロー)
図11は、コンピュータ4が行う自動調整の全体的な動作フローを示す。このフローは、例えば、コンピュータ4がキーボードまたはマウスなどを介して動作の開始指示をユーザから受けることによって開始される。
(Operation flow of automatic adjustment by computer)
FIG. 11 shows the overall operation flow of the automatic adjustment performed by the computer 4. This flow is started, for example, when the computer 4 receives an operation start instruction from the user via a keyboard, a mouse, or the like.
最初に、コンピュータ4のキーボードまたはマウスを使用して、軸および軸グループを設定する(ステップS201)。 First, the keyboard or mouse of the computer 4 is used to set the axes and axis groups (step S201).
次に、上述の優先度に基づいて制御する優先度方式、または上述のコンピュータによる自動調整する速度調整方式のいずれかを設定する(ステップS202)。 Next, either the above-mentioned priority method for controlling based on the above-mentioned priority or the above-mentioned speed adjustment method for automatic adjustment by a computer is set (step S202).
次に、ユーザは、モーションコントローラ2000で制御軸を制御するインタプリタ型プログラムを作成する(ステップS203)。 Next, the user creates an interpreted program that controls the control axis with the motion controller 2000 (step S203).
次に、コンピュータ4は、プログラムのシミュレーションを実行する(ステップS204)。 Next, the computer 4 executes a simulation of the program (step S204).
次に、コンピュータ4は、CPUユニット1、複数のモーションユニット2および複数の制御軸の消費電流の和がバス10の定格電流内か否かを判定し、(ステップS205)、消費電流の和がバス10の定格電流内であった場合(ステップS205で「YES」の場合)、処理を終了する。一方、消費電流の和がバス10の定格電流を超えた場合(ステップS205で「NO」の場合)、ステップS206に進む。 Next, the computer 4 determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit 1, the plurality of motion units 2, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus 10 (step S205), and the sum of the current consumption is calculated. When the current is within the rated current of the bus 10 (when “YES” in step S205), the process ends. On the other hand, when the sum of the current consumption exceeds the rated current of the bus 10 (when "NO" in step S205), the process proceeds to step S206.
次に、コンピュータ4のプログラム変更部は、プログラムに、動作開始を待たせる命令の挿入、または、速度を遅らせる調整をおこなう命令を挿入する(ステップS206)。以上により、自動調整の動作フローは終了する。 Next, the program changing unit of the computer 4 inserts an instruction for waiting for the start of operation or an instruction for adjusting the speed to be delayed in the program (step S206). With the above, the operation flow of the automatic adjustment is completed.
(タスク、軸グループ、軸の階層構造)
図12は、タスク、軸グループ、軸の階層構造を例示している。モーションコントローラ2000で実行されるプログラムは、複数の階層から構成される。複数の階層は、最上位階層から順に、タスク、軸グループ、軸からなる。
(Task, axis group, axis hierarchy)
FIG. 12 illustrates a hierarchical structure of tasks, axis groups, and axes. The program executed by the
1つのプログラムには、複数の上位階層のタスクが含まれ得る。1つのタスクには、複数の軸グループまたは複数の軸が含まれ得る。1つの軸グループには、複数の軸が含まれ得る。また、軸グループと、軸グループに属していない軸に対して動作の優先順を表す優先度が規定される。なお、この例では、軸グループに属している軸には優先度を規定することはできない。 A program may include multiple higher-level tasks. A task can include multiple axis groups or multiple axes. A single axis group may include multiple axes. In addition, priorities indicating the priority order of operations are defined for the axis group and the axes that do not belong to the axis group. In this example, the priority cannot be specified for the axes belonging to the axis group.
各タスク間には、優先度が規定される。この例では、タスク#1に対して優先度20、タスク#2に対して優先度19、タスク#3に対して優先度18が規定されている。また、軸グループ#1に対して優先度High、軸グループ#2に対して優先度Medium、軸グループ#3に対して優先度High、軸#10に対して優先度High、軸#11に対して優先度High、軸#12に対して優先度Medium、軸#13に対して優先度Lowが規定されている。High、Medium、Lowの順に優先度は高い。ここで、優先度の値が大きく高いほど、優先的に実行される。したがって、このプログラムでは、タスク#1の軸グループ#1が最も優先して実行される。
Priority is defined between each task. In this example, a priority of 20 is specified for task # 1, a priority of 19 is specified for task # 2, and a priority of 18 is specified for
(タスク、軸グループ、軸の優先度入力画面の例)
図13は、タスク、軸グループ、軸に対して優先度を入力するコンピュータ4の画面を示す。コンピュータ4の画面から入力部であるキーボードまたはマウスを使用して、ユーザは、上位の階層のタスク、下位の軸グループ、および軸に動作の優先順を表す優先度を入力することができる。
(Example of task, axis group, axis priority input screen)
FIG. 13 shows a screen of the computer 4 for inputting priorities for tasks, axis groups, and axes. From the screen of the computer 4, the user can input the tasks in the upper hierarchy, the axis group in the lower hierarchy, and the priority indicating the priority of the operation in the axes by using the keyboard or the mouse which is the input unit.
コンピュータ4の画面の左上(図13(A))の表形式の欄401には、上位階層のタスク#1が表示されている。この例では、プルダウン形式のウィンドウ402が表示され、タスク#1に関して、20、19、18などのうちからタスク間の優先順を表すタスク間優先度の数値を入力することができる。
Task # 1 in the upper layer is displayed in the
コンピュータ4の画面左下(図13(B))では、軸グループに関して、構成軸と複数のグループ間に動作の優先順を表すグループ間優先度High、Medium、Lowを入力することができる。コンピュータ4の画面右下(図13(C))では、軸に関して、軸間の動作の優先順を表す軸間優先度20、19、18などの数値を入力することができる。
At the lower left of the screen of the computer 4 (FIG. 13B), it is possible to input the intergroup priority High, Media, and Low indicating the priority order of operations between the constituent axes and the plurality of groups with respect to the axis group. At the lower right of the screen of the computer 4 (FIG. 13 (C)), numerical values such as
この例では、ユーザが入力部によって優先度を入力することができ、複数のタスク、グループ、軸間に動作の優先順を表すタスク間、グループ間、軸間優先度を設定することが可能である。したがって、タスク、グループ、軸単位にまとめて効率的に各ユニットに流れる消費電流の和をバス10の定格電流内に収めることができる。
In this example, the user can input the priority by the input unit, and it is possible to set the priority between tasks, groups, and axes that represent the priority order of operations between multiple tasks, groups, and axes. is there. Therefore, the sum of the current consumption flowing through each unit can be efficiently contained within the rated current of the
以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。 The above embodiment is an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Each of the plurality of embodiments described above can be established independently, but combinations of the embodiments are also possible. Further, although various features in different embodiments can be established independently, it is also possible to combine features in different embodiments.
1 CPUユニット
2 モーションユニット
4 コンピュータ
6 電源ユニット
10 バス
11 電源ライン
12 信号ライン
20 CPU
21 判定部
22 調整部
703 サーボドライバ
701 サーボモータ
1000 モーションコントロールシステム
2000 モーションコントローラ
1 CPU unit 2 Motion unit 4 Computer 6
21
Claims (9)
この電源ユニットから延在するバスと、
上記電源ユニットに対して上記バスを介して接続されたCPUユニットと、
上記バスを介して上記CPUユニットよりも順次下流側に接続された複数の入出力ユニットと、を備え、
上記バスは、上記電源ユニットからの電源ライン、および、上記CPUユニットからの信号ラインを含み、
上記電源ユニットは、上記CPUユニットと上記複数の入出力ユニットに、上記バスの上記電源ラインを通して電流を供給し、
上記複数の入出力ユニットには、それぞれ制御軸が接続され、これらの制御軸に対して、予め定められたインタプリタ型プログラムに基づいて、上記CPUユニットが上記信号ラインを通して指令し、かつ上記電源ラインを通して電流供給して駆動するようになっており、
上記CPUユニットは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定する判定部と、
上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成する調整部とを備えることを特徴とする制御装置。 Power supply unit and
The bus extending from this power supply unit and
A CPU unit connected to the power supply unit via the bus,
A plurality of input / output units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus are provided.
The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit.
The power supply unit supplies current to the CPU unit and the plurality of input / output units through the power supply line of the bus.
Control axes are connected to each of the plurality of input / output units, and the CPU unit commands the control axes through the signal line based on a predetermined interpreter type program, and the power supply line. It is designed to be driven by supplying current through
The above CPU unit
A determination unit that analyzes the above program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus.
When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the operating timing or operating speed of the control shaft defined by the program so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. On the other hand, it is characterized by having an adjustment unit that delays the operation timing of some of the control axes among a plurality of control axes or creates information that slows down the operation of some or all of the control axes. Control device.
上記複数の制御軸間に動作の優先順を表す優先度が規定され、
上記調整部は、上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記優先度に基づいて、上記複数の制御軸のうち低優先度の制御軸の動作タイミングを遅らせるかまたは低速にするようになっていることを特徴とする制御装置。 In the control device of claim 1,
Priority indicating the priority order of operation is defined between the above multiple control axes.
When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the adjustment unit delays the operation timing of the control axis having the lower priority among the plurality of control axes based on the priority. A control device characterized by being slow or slow.
優先度を表す情報を入力するための入力部を備え、
上記複数の制御軸間の上記優先度は、上記入力部による入力に応じて設定されることを特徴とする制御装置。 In the control device of claim 2,
Equipped with an input section for inputting information indicating priority
A control device characterized in that the priority between the plurality of control axes is set according to an input by the input unit.
上記複数の制御軸は複数のグループに分けられており、
上記入力部は、上記複数のグループ間に動作の優先順を表すグループ間優先度を設定するようになっていることを特徴とする制御装置。 In the control device of claim 3,
The above-mentioned plurality of control axes are divided into a plurality of groups.
The input unit is a control device characterized in that a group-to-group priority indicating an operation priority order is set among the plurality of groups.
上記複数のグループはさらに上位の階層のグループに分けられており、上記グループ間優先度は上記上位の階層のグループ間に適用されるようになっていることを特徴とする制御装置。 In the control device of claim 4,
The control device is characterized in that the plurality of groups are further divided into groups of a higher hierarchy, and the priority between the groups is applied between the groups of the higher hierarchy.
この電源ユニットから延在するバスと、
上記電源ユニットに対して上記バスを介して接続されたCPUユニットと、
上記バスを介して上記CPUユニットよりも順次下流側に接続された複数の入出力ユニットと、を備え、
上記バスは、上記電源ユニットからの電源ライン、および、上記CPUユニットからの信号ラインを含み、
上記電源ユニットは、上記CPUユニットと上記複数の入出力ユニットに、上記バスの上記電源ラインを通して電流を供給し、
上記複数の入出力ユニットには、それぞれ制御軸が接続され、これらの制御軸に対して、予め定められたインタプリタ型プログラムに基づいて、上記CPUユニットが上記信号ラインを通して指令し、かつ上記電源ラインを通して電流供給して駆動するようになっており、
上記CPUユニットは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび上記複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定する判定部と、上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングに対して、上記複数の制御軸の駆動時間が重ならないように、上記複数の制御軸の駆動時間をそれぞれ複数の分割駆動時間に分割して、上記複数の制御軸の間で上記分割駆動時間毎に切り換えるための情報を作成する調整部とを備えることを特徴とする制御装置。 Power supply unit and
The bus extending from this power supply unit and
A CPU unit connected to the power supply unit via the bus,
A plurality of input / output units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus are provided.
The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit.
The power supply unit supplies current to the CPU unit and the plurality of input / output units through the power supply line of the bus.
Control axes are connected to each of the plurality of input / output units, and the CPU unit commands the control axes through the signal line based on a predetermined interpreter type program, and the power supply line. It is designed to be driven by supplying current through
The above CPU unit
A determination unit that analyzes the program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control shafts is within the rated current of the bus, and the determination unit When it is determined that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the plurality of controls are performed with respect to the operation timing of the control shaft defined by the program so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. The drive times of the plurality of control axes are divided into a plurality of divided drive times so that the drive times of the axes do not overlap, and information for switching between the plurality of control axes for each of the divided drive times is created. A control device including an adjusting unit.
上記入出力ユニットは、インタフェースを備え、
上記インタフェースは、アナログ用とパルス用のうちいずれかに切り換えられることを特徴とする制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 6,
The above input / output unit has an interface and
The interface is a control device characterized in that it can be switched between analog and pulse.
この電源ユニットから延在するバスと、
上記電源ユニットに対して上記バスを介して接続されたCPUユニットと、
上記バスを介して上記CPUユニットよりも順次下流側に接続された複数の入出力ユニットと、
上記CPUユニットに接続されたコンピュータと、を備え、
上記バスは、上記電源ユニットからの電源ライン、および、上記CPUユニットからの信号ラインを含み、
上記電源ユニットは、上記CPUユニットと上記複数の入出力ユニットに、上記バスの上記電源ラインを通して電流を供給し、
上記複数の入出力ユニットには、それぞれ制御軸が接続され、これらの制御軸に対して、予め定められたインタプリタ型プログラムに基づいて、上記CPUユニットが上記信号ラインを通して指令し、かつ上記電源ラインを通して電流供給して駆動するようになっており、
上記コンピュータは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定する判定部と、
上記判定部が上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成し、この情報に応じて上記プログラムを変更するプログラム変更部とを備えることを特徴とするシステム。 Power supply unit and
The bus extending from this power supply unit and
A CPU unit connected to the power supply unit via the bus,
A plurality of input / output units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus,
With a computer connected to the above CPU unit,
The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit.
The power supply unit supplies current to the CPU unit and the plurality of input / output units through the power supply line of the bus.
Control axes are connected to each of the plurality of input / output units, and the CPU unit commands the control axes through the signal line based on a predetermined interpreter type program, and the power supply line. It is designed to be driven by supplying current through
The above computer
A determination unit that analyzes the above program and determines whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus.
When the determination unit determines that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the operating timing or operating speed of the control shaft defined by the program so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. On the other hand, information is created to delay the operation timing of some control axes among a plurality of control axes, or to slow down the operation of some or all control axes, and the above program is executed according to this information. A system characterized by having a program change unit to be changed.
上記CPUユニットは、
上記プログラムを解析して、上記CPUユニット、上記複数の入出力ユニットおよび複数の制御軸の消費電流の和が上記バスの定格電流内か否かを判定し、
上記消費電流の和が定格電流を超えると判定した場合に、上記消費電流の和を上記バスの定格電流内に収めるように、上記プログラムが定める上記制御軸の動作タイミングまたは動作速度に対して、複数の制御軸のうち一部の制御軸の動作タイミングを遅らせるか、または、一部若しくは全部の制御軸の動作を低速にする情報を作成することを特徴とする制御方法。 A power supply unit, a bus extending from the power supply unit, a CPU unit connected to the power supply unit via the bus, and a plurality of CPU units sequentially connected to the downstream side of the CPU unit via the bus. The bus includes a power supply line from the power supply unit and a signal line from the CPU unit, and the power supply unit includes the CPU unit and the plurality of input / output units. A control shaft is connected to each of the plurality of input / output units by supplying current through the power supply line of the bus, and the CPU unit is connected to these control shafts based on a predetermined interpreter type program. Is a control method of a control device in which a command is given through the signal line and a current is supplied and driven through the power supply line.
The above CPU unit
The program is analyzed to determine whether or not the sum of the current consumption of the CPU unit, the plurality of input / output units, and the plurality of control axes is within the rated current of the bus.
When it is determined that the sum of the current consumption exceeds the rated current, the operating timing or speed of the control shaft defined by the program is set so that the sum of the current consumption is within the rated current of the bus. A control method characterized in that information is created that delays the operation timing of some control axes among a plurality of control axes or slows down the operation of some or all control axes.
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