JPS6243702A

JPS6243702A - サ−ボ制御装置

Info

Publication number: JPS6243702A
Application number: JP18168385A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Sagawa; 佐川　昭彦; Akira Yokoyama; 横山　晃; Takeshi Yamaguchi; 剛山口
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1985-08-21
Filing date: 1985-08-21
Publication date: 1987-02-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、数値制御装置からの信号を駆動機械部に送っ
てその機械部中の被制御機械を数値制御しつつサーボ制
御するサーボ制御装置の改良に関するものである。

〔発明の背景〕

従来のサーボ制御装置を第３図に基づいて説明する。中
央処理装置（以下ｃｐｕという）１００は移動指令の送
り出しなどのための記憶媒体としてメモリ１０１を持ち
、サーボ制御装置全体の監視とコントロールヲ行つ。フ
ロッピーディスクコントローラ１０２はフロッピーディ
スク１４０よりの情報の受は渡し、さらには紙テープリ
ーダーコントローラ１０３より読み込まれた紙テープ１
５０による情報をフロッピーディスク１４０内に記憶さ
せる機能がある。これらのコントローラ１０２及び１０
３で読み込まれた移動指令は、バスを通ってＣＰＵ１０
０に送られてメモリ１０１で記憶され、以後ＣＰＵ１０
０の指示により順次送り出されることになる。コントロ
−ラ１０２．１０３のほかの入力装置としてはキーボー
ド１０６があり、ディスプレイ１０５を見て確認しなが
ら移動指令をマニュアルによりＣＰＵ１００ヘインプノ
ト出来るようになっている。

ＣＰＵ１００によってバスに送り出された移動指令はシ
リアル転送ユニット１０４にて並列信号より直列信号に
変換され、サーボ演算処理装置（以下ＭＰＵという）１
０マに伝送される。このＭ　Ｐ　ＩＪ　１０７は送られ
てきた移動指令をサーボ指令に変換する。

ここで、ＭＰＵ１０７は図示しない工作機械のサーボ系
の速度指令を出力する装置であるが、その動作はＣＰＵ
１００により制御される。そしてＭＰＵ１０７で発せら
れた速度指令はパルス分配器１０８にて、工作機械各軸
毎のサーボ系に分配される。

分配された速度指令は、各々サーボアンプ１１１゜１２
１、１３１によりモータ１１２．１２２．１３２の駆動
電圧に変換される。これによりモータ１１２．１２２．
１３２は回転するが、その回転の検出はタコジェネレー
タ１１３．１２３．１３３にて行われ、サーボアンプ１
１１゜１２１、１３１ヘフイードハノクされて速度指令
との差がとられ、再びモータ１１２．１２２．１３２へ
駆動電圧として供給される。

モータ１１２．１２２．１３２の駆動による工作機械各
軸の位置の計測はレゾルバ１１４．１２４．１３４によ
って行われ、その値はサーボ制御回路１１０．１２０．
１３０にフィードバックされる。これによりサーボ制ｆ
ａ１１回路ｎｏ、　１２０．１３０は位置偏差を作り出
し、それを速度指令電圧としてサーボアンプ１１１．１
２Ｌ　１３１に与えサーボ制御するものである。

しかしながら上述従来装置では、サーボ制ｊＪ回路１１
０．１２０．１３０及びサーボアンプ１１１．１２１．
１３１が工作機械各軸に対応して各々設けられており、
モータ１１２．１２２．１３２　、タコジェネレータ１
１３．１２３゜１３３、レゾルバ１１４．１２４．１３
４以外は数値制御装置く図中１点鎖線を境に左側構成部
分）内に納められているから、その数値制御装置と駆動
機械部（図中１点鎖線を境に右側構成部分）との間はモ
ータ１１２．１２２．１３２への送電ケーブルで結ばれ
ることになり、ケーブル配線が繁雑となった。またＭＰ
Ｌ１１０７〜サーボ制御回路１１０．１２０．１３０間
の信号伝送系において、いずれの箇所も電気的に絶縁さ
れていないので、サーボアンプ１１１．１２Ｌ　１３Ｌ
からモータ１１２．１２２．１３２に至る強電回路部で
発生する雑音の影響を上記信号伝送系が受けやすいなど
の問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、数値制御装置と駆動機械部との間には送電ケー
ブルが存在せず、必要最少限の信号ケーブルがあるだけ
でケーブル配線が簡単になって全体構成がコンパクト化
されると共に、強電回路部での雑音が数値制御装置側の
信号伝送系に影響を与えないようにしたサーボ制御装置
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、数値制御を行う中央処理装置からの信号を直
列信号に変換した後に光信号に変換して数値制御装置か
ら駆動機械部に伝送し、その機械部にて元の並列信号に
戻して被制御機械を制御すると共に、前記駆動機械部へ
の信号伝送が正確に行われたか否かの信号をも光信号に
て数値制御装置へ伝送させることにより上述目的を達成
しようとするものである。

（発明の実施例〕以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によるサーボ制御装置の一実施例を示す
ブロック図で、図中１は被制御機械、ここでは工作機械
（図示せず）の数値側？１１１装置である。

この数値制御装置１はＣＰＵ　（中央処理装置）２、直
列転送送信機３、電気−光変換器４，５、光−電気変換
器６及びカウンタ７を備えて構成されている。この場合
ＣＰＵ２は、ここでは機能別にｎ個（ＣＰ　Ｕ２＋〜２
ｎ）設けられており、各々図示しないフロッピーディス
ク、紙テープ又はキーボードによる移動指令を受け、直
列転送送信機３に速度指令を与える。この場合、ＣＰ　
Ｕ２１〜２ｎからは工作機械全軸分の速度指令が送出さ
れるが、上記送信機３には同上１軸分毎順次転送される
もので、このｌ！１ｃＰｔＪ２１〜２ｎと送信機３は速
度指令伝送のタイミング調整がなされている。８．９は
ＣＰＵ２、送信機３及びカウンタ７を結ぶアドレス及び
データバスで、このバス８．９により送信機３へ送られ
てきた前記工作機械の軸（以下単に軸という）毎の速度
指令を内容とする並列信号はその送信機３で直列信号に
変換され、さらに電気−光変換器４で光信号に変換され
て光ファイバケーブル１０に送出される。この際同期ク
ロックパルスも送信機３から出力され、電気−光変換器
５で光信号に変換されて光ファイバケーブル１１に送出
される。

光ファイハゲープル１０からの光信号は駆動機械部１２
に人力される。ここで駆動機械部１２は、光−電気変換
器１３．１４、電気−光変換器１５、直列転送受信機１
６、デコーダ１７、レジスタ１８、Ｄ−Ａコンバータ１
９、サーボアンプ２０、モータ２１、タコジェネレータ
２２及びエンコーダ（又はリニアスケール）２３を備え
て構成されている。なお、レジスタ１８〜エンコーダ２
３までの各機器は軸数に応じた数ｎ個（１８，１９３，
２０Ｉ、２１１．２２．、２３．〜１８ｎ、　１９ｎ、
　２Ｏｎ。

２１ｎ、　２２ｎ、　２３ｎ）設けられている。

さて、光ファイバケーブル１０．１１からの光信号は光
−電気変換器１３．１４で電気信月に変換されて上記骨
（８機１６に与えられる。受信機１６を経た上記変換器
１３からの信号につき、アドレス部分はデコーダ１７で
デコードされて軸指定のコマンドとなり、これによりそ
のデータ部分である速度指令がどの軸に対するものであ
るかが決定され、その軸に応じたレジスタ１８に上記速
度指令がラッチされる。

ラッチされた速度指令はＤ−Ａコンバータ１９によりＤ
Ａ変換されてアナログ電圧となされ、サーボアンプ２０
で増幅された後、モータ２１に印加される。

これによりモータ２１が回転し、軸が駆動されるもので
、この際モータ２１の回転数はタコジェネレータ２２で
計測され、サーボアンプ２０に帰）されて速度制御ルー
プが形成される。

軸の位置の計測はエンコーダ２３によって行われ、数値
制御装置１側のカウンタ７でカウントされる。

この場合エンコーダ２３からの信号は、例えばカランタ
フの入力部分に設けられた光アイソレータ（図示せず）
などによって電気的に絶縁されてカランタフに入力され
る。このカウンタ５の出力信号はハス８，９によってＣ
ＰＵ２に送られる。ＣＰＵ２は送られてきた上記出力信
号により各軸の位置偏差をとり、かつこれをＯにすべく
速度指令がハス８，９に送出されるもので、これにより
位置制御ループが形成される。

なお、駆動機械部１２の各機器は数値制御装置１側から
光ファイバケーブル１１により送られ、光−電気変換器
１４を介して受信機１６に入力された同期クロックパル
スによってその動作タイミングがとられている。また、
駆動機械部１２からの数値制御装置１へは速度指令のパ
リティチェックの結果を表わすチック信号が光ファイバ
ケーブル２４を介して送られる。

第２図は第１図中の直列転送送信機及び受信機３．１６
相互間部分の具体例を示すブロック図で、以下これにつ
いて説明する。第２図において第１図と同一符号は同−
又は相当部分を示す。その他、第２図において３ａはデ
コーダ、３ｂはレジスタ、３Ｃはチック信号判定回路、
３ｄはクロックパルス発振器、３ｅはシフトレジスタ制
御回路、３ｆはパリティジェネレータ及び３ｇはソフト
レジスタである。また１６ａはシフトレジスタ、１６ｂ
はシフトレジスタ駆動回路、１６Ｃはチック信号発生回
路及び１６ｄはパリティチェ・ツカである。

アドレスバス８とデータバス９より信号が送られて来る
と、デコーダ３ａがアドレスをデコードしてコマンドを
作り出し、データとアドレスをレジスタ３ｂにラッチす
る。この場合、アドレスの全てがラッチコマンドになる
わけではなく、またハス９よりの速度指令（データ）の
到来を拒む信号をチック信号判定回路３Ｃよりバス９に
対して出力し続けている場合には、速度指令は、ＣＰＵ
２より出力されることはないし、出力されても、直列転
送送信機４は、それを受は付けることばなデコーダ３ａ
より出力されたラッチコマンドは、シフトレジスタ制御
回路３ｅに入り、ここでレジスタ３ｂでラッチしていた
データのシフトレジスタ３ｇへのロード指令が出力され
る。ごの際、シフトレジスタ３ｇはシフトレジスタ制御
回路３ｅより所定動作分毎に出力されるクロックパルス
に従って動作される。また、シフトレジスタ３ｇにはパ
リティジェネレータ３ｆより付加されたパリティビット
信号もロードされる。

なお、上述直列転送送信機３内での同期クロックパルス
はクロックパルス発振器３ｄより発振され、了ツク信号
判定回路３ｃやシフトレジスタ制御回路３ｅに与えられ
る。

次にシフトレジスタ３ｇにロードされた速度指令や上記
同期クロックパルスは、電気−光変換器４．５で各別に
光信号に変換されて光ファイバ１０゜１１の一方端に与
えられる。この場合速度指令は、シフトレジスタ制御回
路３ｅより出力されたクロックパルスによりシフトレジ
スタ３ｇから直列に出力され、電気−光変換器４に、Ｆ
り光信号として光ファイバ１０の一方端に与えられる。

光ファイバケーブル１０．１１の他方端は光−電気変換
器１３．１４に接続されており、そこで電気信号に変換
される。そのうち変換器１３からの速度指令はシフトレ
ジスタ１６ａへ送られ、変換器１４からの同期クロ７ク
パルスはシフ［・レジスタ駆動回路１６ｂとチック信号
発生回路１６Ｃへ送られる。

シフトレジスタ１６ａに直列に入力された速度指令はパ
リティチェッカ１６ｄに送られてパリティチェックを受
け、その結果に応して前記レジスタ１８へのラッチ信号
２５やチック信号発生回路１６Ｃへの７ノク他号発生指
示信号（再送１ハ指示信号）が出力される。以下これら
について詳述する。まずパリティチェックの結果が“偽
”の場合はランチ１３号２５は出力されないがブック信
号発生回路１６Ｃ・＼の再送信指示信号は出力され、ア
７り信月発生回路１６Ｃより再送信要求信号が電気−光
度ｌ兵器１５に対して出力される。この再送信要求信号
は、同時にシフトレジスタ１６ａのリセット信号に八る
。

上記ジフトレジスタ１６ａは速度指令が入力されるまで
は常にクロック信号が与えられて動作を続けるが、この
シフトレジスタ１６ａに速度指令が与えられたと確認さ
れた時点でその動作は停止する。

従って、１変速度指令がシフトレジスタ１にａに与えら
れたならば、そのシフトレジスタ１６ａにリセット信号
を与えるまで、そのシフトレジスタ１６ａは動作しない
ことになる。そこで、直列転送受信機１６にて全ての処
理が終ったならば、通信完了。

再送信要求にかかわらずシフトレジスタ１６ａをリセッ
トすることになる。

次に、パリティチェッカ１６ｄより“真”なる信号が出
力された場合にはラッチ信号２５が出力され、この信号
２５が前記デコーダ１７を動作させ、シフトレジスタ１
６ａの並列速度指令２６のアドレス部分をデコードして
軸指定コマンドを出力し、速度指令データ部分を指定さ
れた軸の前記レジスタ１８（例えば１８１）にランチす
る。

さてチック信号発生回路１６Ｃによって発生したチック
信号は、電気−光変換器１５、光ファイバケーブル２４
及び光−電気変換器６を通過して直列転送送信機３のチ
ック信号判定回路３ｃに与えられる。そしてこのチック
信号が通信完了を意味するものであれば、バス９より速
度指令データを受けてから出し続けていた断速度指令デ
ータの抑制コマンドを解除し、前記ＣＰＵ２よりの新指
令の受付を開始する。一方、チック信号が再送信を要求
するものであれば、前記ＣＰＵ２よりの速度指令データ
を抑制するコマンドは解除せず、シフトレジスタ制御回
路３ｅへ再送信を指示する信号を出力し、レジスタ３ｂ
に記憶されていた速度指令データを再びシフトレジスタ
３ｇにロードして再送信を開始する。

光ファイバケーブル２４は、チック信号が送られない時
には成る一定の論理レベルに保たれているが、このレベ
ルが反転し、その反転が一定時間以上継続した場合には
、チック信号判定回路３ｃにて受信機１６側電源が動作
していない状態か、異常が発生している状態であると判
断し、バス９を通して前記ＣＰＵ２に警報を発する。

以上のように数値制御装置１及び駆動機械部１２間に送
電ケーブルが存在せず、信号伝送路のみとし、その伝送
路を光直列転送路とすることを中心とした本発明サーボ
制御装置の構成により、強電回路部より発生する雑音を
数値制御装置１側に極力伝送しないようにし、かつ数値
制御装置１及び駆動機械部１２間を接続するケーブルの
繁雑さを避け、装置全体をコンパクト化し得る〔発明の効果〕以上述べたように本発明によれば、数値制御装置と駆動
機械部との間のケーブル配線が節単になって全体構成が
コンパクト化されると共に、駆動機械部の強電回路部で
の雑音が数値制御装置側に影響を与えないようにするこ
とが出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すプロ・ツク図、第
２図は第１図中の要部の具体例を示すブロック図、第３
図は従来装置のブロック図である。１・・・数値制御装置、２　（２＋　〜２ｎ）　−ＣＰ
　Ｕ、３・・・直列転送送信機、４，５．１５・・・電
気−光変換器、６、１３．１４・・・光−電気変換器、
７・・・カウンタ、８・・・アドレスバス、９・・・デ
ータバス、１０．１１．２４・・・光ファイバケーブル
、１６・・・直列転送受信機、１７・・・デコーダ、１
８（１８，〜１８ｎ）・・・レジスタ、１９．　（＋９
．〜１９ｎ）　−Ｄ　−Ａコンバータ、２０　（２０、
〜２Ｏｎ）−サーボアンプ、２１　（２１、〜２１ｎ）
・・・モータ、２２　（２２、〜２２ｎ）・・・タコジ
ェネレータ、２３（２３，〜２３ｎ）・・・エンコーダ
。特許出願人　　日立精工株式会社代理人　弁理士　　秋　本　正　実り一中−二−Ｕ゛！２

Claims

【特許請求の範囲】

数値制御装置からの信号を駆動機械部に送ってその機械
部中の被制御機械を数値制御しつつサーボ制御する装置
において、数値制御を行う中央処理装置からの信号を直
列信号に変換する直列転送送信機及びこの送信機からの
直列信号を光信号に変換する電気−光変換器を前記数値
制御装置に設けると共に、光信号を電気信号に変換する
光−電気変換器及びこの変換器からの直列信号を並列信
号に変換し、前記被制御機械を制御する信号となす直列
転送受信機を前記駆動機械部に設け、かつ前記電気−光
変換器及び光−電気変換器間を光ファイバケーブルで接
続し、さらに前記数値制御装置から駆動機械部への信号
伝送が正確に行われたか否かの信号を光ファイバケーブ
ルにて前記駆動機械部から数値制御装置へ伝送させる手
段を設けたことを特徴とするサーボ制御装置。