JP7029601B2 - 複数軸モータ制御システム - Google Patents
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Description
図4は、本発明の実施の形態1に係るリング型の複数軸モータ制御システム100の構成を示すブロック図である。図4に示すように、複数軸モータ制御システム100は、コントローラ10および2つのモータ制御装置20を通信線11によってリング型に通信接続した2軸のモータ制御システムを構成している。すなわち、複数軸モータ制御システム100は、それぞれが1対1接続の一方向のリング型ネットワークトポロジで接続されている。そして、コントローラ10は、指令信号を送信する基準周期である指令更新周期毎に、第1軸および第2軸のモータ制御装置20に対して、位置指令や速度指令などの指令信号を送出する。また、各モータ制御装置20は、受け取った指令信号に基づき、モータ30の動作を制御する。なお、以下、適宜、モータ制御装置20を特定する場合には、第1軸をモータ制御装置201とし第2軸をモータ制御装置202として区分し、それぞれを総称する場合にモータ制御装置20として説明する。
まず、動作例1Aとして、コントローラ10と第1軸のモータ制御装置201との通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。なお、以下、適宜、第1軸のモータ制御装置201を装置201、第2軸のモータ制御装置202を装置202と省略して説明する。
次に、動作例1Bとして、装置201と装置202との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
次に、動作例1Cとして、装置202とコントローラ10との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。また、本動作例1Cは、リング型接続の複数軸モータ制御システム100のみに係る動作例である。
図8は、本発明の実施の形態2に係る3軸の複数軸モータ制御システム200のリング型ネットワーク構成を示すブロック図である。図8に示すように、複数軸モータ制御システム200は、リング型にコントローラ10および3つのモータ制御装置20を接続した3軸のモータ制御システムを構成している。すなわち、本実施の形態は、図1での2つのモータ制御装置20の間に、モータ制御装置20をもう1つ直列に接続した構成である。また、コントローラ10およびモータ制御装置20のそれぞれは、図4および図5に示す内部構成と同様の構成を有している。実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
まず、動作例2Aとして、図8で示す構成において、コントローラ10と第1軸のモータ制御装置201との通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
次に、動作例2Bとして、装置201と装置202との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
次に、動作例2Cとして、装置202と装置203との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
次に、動作例2Dとして、装置203とコントローラ10との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。また、本動作例2Dは、リング型接続の複数軸モータ制御システム200のみに係る動作例である。
図10は、本発明の実施の形態3に係るリング型接続の2軸の複数軸モータ制御システム300のリング型ネットワーク構成を示すブロック図である。また、図11は、本発明の実施の形態3に係る、モータ制御装置50の詳細な構成例を示すブロック図である。図10に示すように、複数軸モータ制御システム300は、リング型にコントローラ10および2つのモータ制御装置50を接続した3軸のモータ制御システムを構成している。実施の形態1との比較において、本実施の形態での複数軸モータ制御システム300は、実施の形態1でのモータ制御装置20に代えて、モータ制御装置50を備えている。
まず、動作例3Aとして、コントローラ10と第1軸のモータ制御装置501との通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
次に、動作例3Bとして、装置501と装置502との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
図13は、本発明の実施の形態4に係る3軸の複数軸モータ制御システム400のリング型ネットワーク構成を示すブロック図である。図13に示すように、複数軸モータ制御システム400は、リング型にコントローラ10および3つのモータ制御装置50を接続した3軸のモータ制御システムを構成している。すなわち、本実施の形態は、図10での2つのモータ制御装置50の間に、モータ制御装置50をもう1つ直列に接続した構成である。また、モータ制御装置50のそれぞれは、図11に示す内部構成と同様の構成を有している。実施の形態3と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
まず、動作例4Aとして、コントローラ10と第1軸のモータ制御装置501との通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
次に、動作例4Bとして、装置501と装置502との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
次に、動作例4Cとして、装置502と装置503との間の通信が遮断された場合における各部の動作について説明する。
図15は、本発明の実施の形態5に係る2軸の複数軸モータ制御システム500のリング型ネットワーク構成を示すブロック図である。図15に示す複数軸モータ制御システム500の構成では、リング型接続で、モータ制御装置20により互いに同期して制御される2軸のモータとともに、3つの非同期のモータ制御装置70を含んでいる。すなわち、図1のコントローラ10と第1軸のモータ制御装置201と第2軸のモータ制御装置202との間にそれぞれ、第1軸および第2軸とは同期して制御を行わない、3つの非同期のモータ制御装置70が一つずつ直列に接続されている構成である。
11 通信線
12 送信部
13 受信部
14 通信制御部
17 送受信機
20,50,70,201,202,203,501,502,503 モータ制御装置(装置)
24 回転制御部
25,55 駆動部
26 DB回路(ダイナミックブレーキ回路)
30 モータ
31 巻線
32 位置検出器
35 制御対象機構
36 負荷
41 位置制御部
43 速度制御部
44 トルク量記憶部
46 トルク処理部
51 駆動出力生成部
53 駆動電圧スイッチ
61 DBスイッチ
63 DB抵抗
100,110,200,300,400,500 複数軸モータ制御システム
351 結合部
Claims (12)
- 複数軸を有する多軸機械で前記複数軸のモータを制御する複数軸モータ制御システムであって、
前記複数軸の前記モータを各々駆動する複数のモータ制御装置と、
複数の前記モータ制御装置とネットワーク接続され、複数の前記モータ制御装置を制御する指令信号を送信するコントローラとを備え、
前記モータ制御装置は、
前記指令信号を受信し、受信した前記指令信号を送信し、かつ前記指令信号を正常に受信したかを判断する通信制御部と、
前記モータを動作させるためのトルク指令を生成する回転制御部と、
前記トルク指令に基づき、前記モータを通電駆動するための駆動電圧を生成する駆動部を備えており、
1つ以上の前記モータ制御装置が前記指令信号の受信の異常を検出した場合に、
前記異常を検出した少なくとも1つの前記モータ制御装置は、モータへの通電を開放し、
モータへの通電を開放しない少なくとも1つの前記モータ制御装置は、あらかじめ前記回転制御部で設定した前記制動トルクとなる前記トルク指令を出力してモータの停止を行う、
複数軸モータ制御システム。 - 複数軸を有する多軸機械で前記複数軸のモータを制御する複数軸モータ制御システムであって、
前記複数軸の前記モータを各々駆動する複数のモータ制御装置と、
複数の前記モータ制御装置とネットワーク接続され、複数の前記モータ制御装置を制御する指令信号を送信するコントローラとを備え、
前記モータ制御装置は、
前記指令信号を受信し、受信した前記指令信号を送信し、かつ前記指令信号を正常に受信したかを判断する通信制御部と、
前記モータを動作させるためのトルク指令を生成する回転制御部と、
前記トルク指令に基づき、前記モータを通電駆動するための駆動電圧を生成する駆動部を備えており、
1つ以上の前記モータ制御装置が前記指令信号の受信の異常を検出した場合に、
前記異常を検出した少なくとも1つの前記モータ制御装置は、モータへの通電を開放し、
モータへの通電を開放しない少なくとも1つの前記モータ制御装置は、前記コントローラから正常に受信した指令信号に基づいた制動トルクを出力してモータの停止を行う、
複数軸モータ制御システム。 - 複数の前記モータ制御装置と前記コントローラとは、リング型接続でネットワーク接続されており、
前記通信制御部は、
さらに前記コントローラへのレスポンス信号を送信する機能を有し、
前記コントローラが前記指令信号に対するレスポンス信号の受信の異常を検出した場合に、前記複数軸を制御するすべての前記モータ制御装置は、前記コントローラからの指令信号に基づいた制動トルクを出力してモータの停止を行う、
請求項1に記載の複数軸モータ制御システム。 - 前記モータ制御装置は、
さらにダイナミックブレーキ回路を備えており、
モータへの通電を開放しモータの停止を行う場合に、前記ダイナミックブレーキ回路を有効にする、
請求項1から3のいずれか1項に記載の複数軸モータ制御システム。 - 前記回転制御部で設定する制動トルクの大きさは、
モータへの通電を開放しない少なくとも1つの前記モータ制御装置が出力する前記制動トルクの大きさの合計が、前記複数軸モータ制御システムで許容できる最大の制動トルクの大きさ以下である、
請求項1または2に記載の複数軸モータ制御システム。 - 複数軸を有する多軸機械で前記複数軸のモータを制御する複数軸モータ制御システムであって、
前記複数軸の前記モータを各々駆動する複数のモータ制御装置と、
複数の前記モータ制御装置とネットワーク接続され、複数の前記モータ制御装置を制御する指令信号を送信するコントローラとを備え、
前記モータ制御装置は、
前記指令信号を受信し、受信した前記指令信号を送信し、かつ前記指令信号を正常に受信したかを判断する通信制御部と、
前記モータを動作させるためのトルク指令を生成する回転制御部と、
前記トルク指令に基づき、前記モータを通電駆動するための駆動電圧を生成する駆動部を備えており、
1つ以上の前記モータ制御装置が前記指令信号の受信の異常を検出した場合に、前記異常を検出した少なくとも1つの前記モータ制御装置は、前記異常の検出前に正常に受信した指令信号に基づいた駆動トルクを出力してモータの継続動作を行い、
前記継続動作の開始から所定の時間の後、前記複数軸を制御するすべての前記モータ制御装置は、あらかじめ前記回転制御部で設定した制動トルクを出力してモータの停止を行う、
複数軸モータ制御システム。 - 複数軸を有する多軸機械で前記複数軸のモータを制御する複数軸モータ制御システムであって、
前記複数軸の前記モータを各々駆動する複数のモータ制御装置と、
複数の前記モータ制御装置とネットワーク接続され、複数の前記モータ制御装置を制御する指令信号を送信するコントローラとを備え、
前記モータ制御装置は、
前記指令信号を受信し、受信した前記指令信号を送信し、かつ前記指令信号を正常に受信したかを判断する通信制御部と、
前記モータを動作させるためのトルク指令を生成する回転制御部と、
前記トルク指令に基づき、前記モータを通電駆動するための駆動電圧を生成する駆動部を備えており、
1つ以上の前記モータ制御装置が前記指令信号の受信の異常を検出した場合に、前記異常を検出した少なくとも1つの前記モータ制御装置は、前記異常の検出前に正常に受信した指令信号に基づいた駆動トルクを出力してモータの継続動作を行い、
前記継続動作の開始から所定の時間の後、前記継続動作を行った少なくとも1つの前記モータ制御装置は、あらかじめ前記回転制御部で設定した制動トルクを出力してモータの停止を行い、
前記継続動作を行わない少なくとも1つの前記モータ制御装置は、前記コントローラから正常に受信した指令信号に基づいた制動トルクを出力してモータの停止を行う、
複数軸モータ制御システム。 - 前記回転制御部で設定する制動トルクの大きさは、前記複数軸を制御するすべての前記モータ制御装置が出力する前記制動トルクの大きさの合計が、前記複数軸モータ制御システムで許容できる最大の制動トルクの大きさ以下である、
請求項6または7に記載の複数軸モータ制御システム。 - 前記所定の時間は、前記継続動作の開始の後に、前記回転制御部で設定した制動トルクを出力してモータを停止するまでの時間を、前記モータ制御装置にあらかじめ設定しておく、
請求項6または7に記載の複数軸モータ制御システム。 - 前記所定の時間は、前記コントローラが前記指令信号を送信する基準周期のK倍(Kは自然数)として設定される、
請求項9に記載の複数軸モータ制御システム。 - 前記コントローラは、各モータ制御装置でモータ制御や通信を実行する基準となる周期のN倍(Nは自然数)となる周期で、複数の前記モータ制御装置を制御するための指令信号を送信する、
請求項1から10のいずれかひとつに記載の複数軸モータ制御システム。 - 前記複数軸は、機械的に結合されている、
請求項1から11のいずれかひとつに記載の複数軸モータ制御システム。
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