JPS6277609A - モ−タ駆動用デジタルサ−ボ系を有する数値制御装置 - Google Patents

モ−タ駆動用デジタルサ−ボ系を有する数値制御装置

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JPS6277609A
JPS6277609A JP21615085A JP21615085A JPS6277609A JP S6277609 A JPS6277609 A JP S6277609A JP 21615085 A JP21615085 A JP 21615085A JP 21615085 A JP21615085 A JP 21615085A JP S6277609 A JPS6277609 A JP S6277609A
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JP
Japan
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servo
main
cpu
bus
motor
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JP21615085A
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English (en)
Inventor
Hiroo Nagata
永田 寛雄
Yukio Toyosawa
雪雄 豊沢
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は供給電流量の制御によりモータを駆動するデジ
タルサーボ系を有する数値制御装置に関する。
〔従来の技術、および発明が解決しようとする問題点〕
従来、数値制御装置の軸テーブルのような可動部を駆動
するサーボモータは、第3図のようなサーボ系によって
駆動制御されていた。
第3図のサーボ系では、メインバス7に入力装置41、
メインCPUI、メインCPUIのプログラムメモリで
あるROM 42、およびサーボコントロールLSI 
43が接続されている。そして、テープリーグ等の入力
装置41から入力された移動データをメインCPUIが
ROM 42のプログラムに基づいて演算し、。
各単位時間毎の移動量に細分割して、ハード的に回路で
組まれた演算器であるサーボコントロールLSI 43
に書込んでいた。
サーボコントロールLSI 43は位置検出器45の位
置検出信号出力と前記単位時間毎の移動量から指令速度
を算出し、速度指令電圧としてアナログ回路44に出力
する。アナログ回路44では前記速度指令電圧と速度検
出信号(電圧)とからトルク指令電圧をアナログ演算回
路によって算出し、更に電流検出信号(電圧)と比較し
て、電流指令値を出力する。電流指令値は電流増幅器1
7でモータ駆動電流に変換され、サーボモータ19が駆
動される。廿−ボモータ19の回転(位置)は検出器に
より検出され、その検出値はサーボコントロールLSI
 43にフィードバックされる。
またサーボモータ19の回転速度は検出器(タコジェネ
)により検出され、速度検出信号としてアナログ回路4
4に入力される。
電流増幅器17の出力であるモータ駆動電流は電流検出
抵抗18の両端の電圧として検出され、アナログ回路4
4に入力される。
ところが、以上のように構成された従来のサーボ制御系
は、必要な絶対精度を確保すると、全体のコストがある
水準以下にはならないという問題点がある。また、従来
のサーボ制御系ではLSI 43及びアナログ回路44
の定数が固定しているので、サーボ系の負荷が変動する
場合の制御性が良くないという問題点がある。
一方、サーボCPUを備えたデジタル・サーボ制御方式
により前記従来の被制御物のサーボ制御系の有する問題
点を解消し、メインcpuの機能からサーボ制御系の機
能を分離してこれをサーボCPUに受は持たすことによ
りメインCPUの負担を低減し、また、サーボCPII
にサーボ制御系を制御させることにより加工形状データ
に修正を施すような補正制御を行なうことができる。
ところが、従来のサーボ制御系では一方的にメインCP
UがサーボコントロールLSIをコントロールすれば良
かったことに比べ、サーボCPUを備えたデジタルサー
ボ系に対してはCPU同志の情報交換という問題が発生
する。
本発明の目的は安価で、かつ効率の良い情報交換方式で
メインCPUとサーボCPUが情報交換する、デジタル
サーボ系を有する数値制御装置を得ることにある。
〔問題点を解決すための手段、および作用〕前記目的を
達成する本発明のモータ駆動用デジタルサーボ系を有す
る数値制御装置は、メインcpu 、メインCPUのプ
ログラムメモリ、入力装置等を連絡するメインバス上に
情報交換用RAMが設けられ、被制御物毎に設けられた
サーボ制御ループ、サーボcpu 、メモリ等を連絡す
るローカルバスが、それぞれローカルバスコントローラ
によって開閉される双方向ハスバッファを介して前記メ
インバスに接続され、ローカルバスコントローラからの
メインバス要求信号を受けてメインバスの使用者を決め
るメインバス調停回路が設けられ、前記ローカルバスコ
ントローラの各個はメインバス調停回路を介してメイン
CPUに接続されていることを特徴としている。
本発明による装置においては、メインCPU入力装置か
らの加工形状データの読込み被制御物の移動指令データ
の情報交換用RAMへの書込み、および被制御物の位置
情報ならびにアラーム情報の情報交換用RAMからの読
出しを行ない、サーボCPUは情報交換用RAMからの
移動指令の読出し、および被制御物の位置情報ならびに
アラーム情報の情報交換用RAMへの書込みを行なう。
〔実施例〕
以下添付図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明のモータ駆動用デジタルサーボ系を有す
る数値制御装置の一実施例を示すものである。
メインバス7上にはメインCPIII、メインCPUプ
ログラムメモリ2、メインCPUワークメモリ3、表示
および操作ユニット4およびテープリーグ5等が設けら
れている。この回路の入力装置は表示および操作ユニッ
ト4とテープリーダ5であり、テープリーダ5からは加
工される材料の加工データが、紙テープ25に変換され
て読込まれる。メインCPLIIはメインCPUプログ
ラムメモリ2内のプログラムを実行する。
また、ワークメモリ3はRAM  (ランダム・アクセ
ス・メモリ)であり、その一部が情報交換用RAM 3
0 (シェアドRAM 30とも言う)として、後述す
るサーボコントロール専用プロセッサであるサーボCP
1110とのデータ交換に使用される。
さらに、前記メインバス7には被制御物毎に設けられる
複数のローカルバス13が、双方向ハスバッファ9を介
して接続している。メインバス7と複数のローカルバス
13は双方向バスバッファ9で仕切られ、この双方向パ
スバッファ9はローカルバスコントローラ8により開閉
されるが、通常は閉じているのでメインCPUIとサー
ボCPU 10とは独立して動くことができる。
ローカルバス13には前述のサーボCPU 10の他に
サーボCPUプログラムメモリ11、サーボCPUワー
クメモリ12およびサーボコントロール用人出力回路(
14、15、16)が設けられている。この実施例では
被制御物はサーボモータ19およびこのサーボモータ1
9の軸に設けられた軸送り機構20と軸テーブル21で
あって、少なくともX軸、Y軸用の2つの軸テーブルが
存在する。また、前記サーボモータ19には位置検出用
のロークリエンコーダが内蔵されている。
前述のサーボモータ19にはローカルバス13から信号
が、パルス幅変調回路16、電流増幅器17および電流
検出抵抗18を介して入力されるようになっており、ま
たこのサーボモータ19の回転位置は、前述のロークリ
エンコーダから位置検出信号線22を介して位置検出器
インタフェース回路14に伝えられ、ローカルバス13
に入力される。また、前記電流検出抵抗】8の両端は電
流検出用ADコンバータ15に接続しており、サーボモ
ータ19に入力される電流値が検出されてローカルバス
13に入力される。
サラに、各ローカルバス13の双方向パスバッファ9を
開閉するローカルバスコントローラ8は、それぞれ同じ
ローカルバス13上のサーボCPUに接続されていると
共に、メインバス調停回路6を介してメインCPt1l
に接続されている。
以上のように構成された回路において、サーボCPU 
10はサーボCPLIプログラムメモリll内のプログ
ラムを実行する。サーボCPU 10はローカルバスコ
ントローラ8およびメインバス調停回路6の働きによっ
てメインバス7内の情報交換用RAM 30の読出し、
書込みを行うことができる。これはメインバス調停回路
6によってメインCPUIはホールド(一時停止)させ
られた後、ローカルバスコントローラ8により双方向パ
スバッファ9が開かれるので、サーボCPU 10が情
報交換用RAM 30の読出し、書込みを行うことがで
きるのである。
メインCPUIが情報交換用RAM 30に書いた移動
指令データをサーボCPt110が読み、逆にサーボC
PU10が情報交換用RAMに書いた位置のデータやア
ラーム情報をメインCPUIが読むことにより、メイン
CP旧とサーボCPU 10との間の情報交換がなされ
る。
メインCPUIには表示および操作ユニット4から動作
指令が入力され、テープリーダ5からは加工データが入
力される。メインcpuiは加工データから各軸毎の微
小移動量を算出し、単位時間毎に情報交換用RAM 3
0内の各軸の移動指令エリアに書込む。一方、サーボC
PU 10は前述の一連の手続きによって情報交換用R
AM 30の移動指令エリアを読取り、移動指令と同じ
距離だけ軸テーブル21が移動するようサーボモータ1
9の回転を制御する。
サーボモータ19が回転すると、内蔵のロークリエンコ
ーダから位置検出パルスが出力され、位置検出信号線2
2を通って位置検出器インタフェース回路14にこれが
入力されてここでカウントされる。サーボCPU 10
はこのカウント値を読取り、軸テーブル21の現在位置
を算出し、前記一連の手続きにより情報交換用RAM 
30の現在位置エリアに書込む。一方、メインCPUI
はこの情報交換用RAM 30の現在の位置エリアを読
んで軸テーブル21の位置を知る。
サーボCPLI 10はサーボモータ19の位置制御お
よびモータ電流の制御の為に位置ループおよび電流ルー
プを形成する。このループをブロック図で表わすと第2
図のようになる。この図において位置ループとは指令位
置と現在位置を入力とし、電流指令を出力とする、主と
してブロックAよりなる制御ループである。また、電流
ループとは電流指令および電流検出値を入力としてモー
タ電流を出力する主とし、てブロックBよりなる制御ル
ープである。プロ・7りCはサーボモータおよび機械系
である。
サーボCPU 10の処理には高速が要求され、殊に電
流ループ処理には時間的余裕が少ないので、メインCP
t1lとの情報交換によりサーボCPt110がホール
ドされることは許されない。一方、メインCPIIIは
短時間(10μsec程度)であればホールドされても
かまわないので、本発明の回路では、メインCPIJI
ヲホールドしている間にローカルバス13をメインバス
7に接続して、情報交換用RAM 30に対する読出し
および書込み動作を行うことができるのである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、安価でかつ効率の良い情報交換方式、
でメインCPUとサーボCPUが情報交換する、デジタ
ルサーボ系を有する数値制御装置を得ることができる。
また、本発明によれば、情報交換用RAM 30をメイ
ンバス7上に配することにより、デジタルサーボを応用
した数値制御装置の回路構成を単純にすると共に、制御
軸が増えた場合のハードウェアの増加量を最少にするこ
とが出来る。
また、移動指令および現在位置以外の種々の制御命令お
よびサーボ系の状態データなどを情報交換用RAMを介
して交換することができ、またサーボCPUをメインC
PUと独立して有効に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のモータ駆動用デジタルサーボ系を有す
る数値制御装置の一実施例の構成を示す図、第2図は第
1図におけるサーボCPUが、サーボモータの位置制御
およびモータ電流制御のために形成する位置ループおよ
び電流ループを示すブロック図、第3図は従来のモータ
駆動用サーボ系を有する数値制御装置の構成を示すブロ
ック図である。 1・・・メインCPU 、 2・・・メインCPUプログラムメモリ、3・・・メイ
ンCPUワークメモリ、 4・・・表示および操作ユニット、 5・・・テープリーグ、 6・・・メインバス調停回路、 7・・・メインバス、 8・・・ローカルバスコントローラ、 9・・・双方向ハスハソファ、 】0・・・サーボCPU、 11・・・サーボCPUプログラムメモリ、12・・・
サーボCPUワークメモリ。 13・・・ローカルバス、 19・・・サーボモータ、 30・・・情報交換用RAM。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 数値制御によりモータ駆動を行なうデジタルサーボ系、 該サーボ系に指令を与える計算機部であって、メインバ
    スに配置されるメインCPU、 該メインバスに接続するローカルバスに配置されるサー
    ボCPUであって、前記サーボ系の制御を行なうもの、 前記メインバスに配置される情報交換用RAMであって
    、前記メインCPUとの間、および前記サーボCPUと
    の間のデータ交換を行なうもの、前記メインバスとロー
    カルバスとの接続点に配置される双方向バスバッファで
    あって、ローカルバスコントローラにより前記メインバ
    スとローカルバスとを接離できるもの、 および、ローカルバスコントローラからのメインバス要
    求信号を受けてメインバスの使用者を決めるメインバス
    調停回路を備えていることを特徴とするモータ駆動用デ
    ジタルサーボ系を有する数値制御装置。
JP21615085A 1985-10-01 1985-10-01 モ−タ駆動用デジタルサ−ボ系を有する数値制御装置 Pending JPS6277609A (ja)

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