KR102371665B1

KR102371665B1 - 모션 제어 프로그램, 모션 제어 방법 및 모션 제어 장치

Info

Publication number: KR102371665B1
Application number: KR1020217024854A
Authority: KR
Inventors: 지위안 판; 준 김; 부호 양
Original assignee: 모벤시스 주식회사
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2022-03-08
Also published as: EP3812855A4; KR20210101331A; EP3812855A1; IL279691A; IL279691B; US20210173370A1; US11392103B2; JPWO2019244330A1; WO2019244330A1; EP3812855B1; EP3812855C0; KR20210009423A; CN112219173A; JP6481248B1; KR102288826B1; IL279691B2; CN112219173B; SG11202010173TA

Abstract

비리얼타임 OS 상의 접수부는, 복수의 제어 대상 장치를 제어하는 유저 작성 프로그램으로부터 제어 지령을 접수하고, 접수한 제어 지령의 내용을 나타내는 제어 지령 정보를 제어부에 통지하고, 리얼타임 OS 상의 제어부는 접수부로부터 통지된 제어 지령 정보에 기초하여, 제어 대상 장치마다의 보간 지령을 모션 제어 사이클마다 반복하여 생성하고, 생성한 보간 지령을, 제어 대상 장치마다 확보되는 메모리 영역에 격납하고, 리얼타임 OS 상의 통신 모듈부는 제어 대상 장치마다 확보된 메모리 영역으로부터 보간 지령을 취득하고, 취득한 보간 지령을, 제어부가 인식 가능한 소정의 신호 포맷으로부터, 복수의 제어 대상 장치의 각각이 인식 가능한 통신 인터페이스 규격의 신호 포맷으로 변환하여 송신하도록 컴퓨터를 기능시키는, 모션 제어 프로그램을 제공한다.

Description

모션 제어 프로그램, 모션 제어 방법 및 모션 제어 장치{MOTION CONTROL PROGRAM, MOTION CONTROL METHOD, AND MOTION CONTROL DEVICE}

본 발명은 모션 제어 프로그램, 모션 제어 방법 및 모션 제어 장치에 관한 것이다.

로봇 및 FA(공장 자동화) 등의 분야에서는, 벨트 컨베이어의 위치나 암의 위치 등을, 의도한 대로 동작시키는 것이 요구된다. 이러한 동작을 시키기 위해서는, 서보 모터나 스텝 모터 등의 복수의 제어 대상 장치를, 고정밀하게 동기시키면서 제어할 필요가 있다. 이와 같이, 복수의 제어 대상 장치를 고정밀하게 동기시키면서 제어하는 장치는, 모션 컨트롤러나 모션 제어 장치 등으로 불린다. 예를 들면 특허 문헌 1에는, 염가로 간단한 저속 통신을 이용하면서 스무스한 제어를 실현 가능한 모션 제어용 지령 시스템이 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허공개공보 2010－170435호

일반적으로, 모션 컨트롤러는 고정밀한 리얼타임 성능이 요구되는 것으로부터, 모션 제어에 특화된 전용 하드웨어로서 제공된다. 전용 하드웨어로서 제공됨으로써, 필요한 리얼타임 성능을 확보할 수 있는 반면, 가격이 비싸고, 제어 대상 장치나 그 통신 프로토콜에 의존한 구성으로 되어 있어, 범용성이 부족하다고 하는 디메리트가 있다.

한편, 범용적인 정보 처리 장치인 퍼스널 컴퓨터는, 전용 하드웨어인 모션 컨트롤러와 비교하여 염가라고 하는 메리트를 가지고 있다. 또, 유저가 익숙해진 디자인의 유저 인터페이스를 제공하는 것이 가능하다고 하는 메리트도 있다.

여기서, 현재, 퍼스널 컴퓨터의 OS(Operating System)로서 널리 이용되고 있는 비리얼타임 OS(예를 들면 Windows(등록상표))를 인스톨한 퍼스널 컴퓨터 상에 인스톨 가능한 리얼타임 OS가 제공되고 있다. 그 때문에, 비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS의 양쪽을 인스톨한 퍼스널 컴퓨터를 모션 컨트롤러로서 이용할 수 있으면, 다양한 메리트를 달성할 수 있다고 생각할 수 있다. 또, 1개의 퍼스널 컴퓨터 상에, 통신 프로토콜이 상이한 다양한 제어 대상 기기를 접속하여 제어할 수 있으면, 더욱 더 코스트 경감을 도모할 수 있다고 생각할 수 있다.

그렇지만, 현재, 비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS의 양쪽을 인스톨한 1개의 퍼스널 컴퓨터에 접속된, 통신 프로토콜이 상이한 복수의 제어 대상 기기를 제어하는 것이 가능한 기술은 알려져 있지 않다.

이에, 본 발명은 비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS가 인스톨된 컴퓨터에, 통신 프로토콜이 상이한 복수의 제어 대상 기기를 접속하여 제어하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 따른 모션 제어 프로그램은, 비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS가 인스톨되고, 복수의 제어 대상 장치를 모션 제어하기 위한 컴퓨터로 실행되는 모션 제어 프로그램으로서, 컴퓨터를, 비리얼타임 OS 상에서 동작하는 접수부와, 리얼타임 OS 상에서 동작하는 제어부와, 리얼타임 OS 상에서 동작하는 복수의 통신 모듈부로서 기능시키고, 접수부는 복수의 제어 대상 장치를 제어하는 유저 작성 프로그램으로부터, 복수의 제어 대상 장치의 각각이 복수의 모션 제어 사이클에 걸쳐서 행할 동작을 나타내는 제어 지령을 접수하고, 접수한 제어 지령의 내용을 나타내는 제어 지령 정보를 제어부에 통지하고, 제어부는 접수부로부터 통지된 제어 지령 정보에 기초하여, 복수의 제어 대상 장치의 각각에 대해서 모션 제어 사이클마다 실행시킬 동작 나타내는, 제어 대상 장치마다의 보간 지령을 모션 제어 사이클마다 반복하여 생성하고, 생성한 보간 지령을, 제어 대상 장치마다 확보되는 메모리 영역에 격납하고, 통신 모듈부는 제어 대상 장치마다 확보된 메모리 영역으로부터 보간 지령을 취득하고, 취득한 보간 지령을, 제어부가 인식 가능한 소정의 신호 포맷으로부터, 복수의 제어 대상 장치의 각각이 인식 가능한 통신 인터페이스 규격의 신호 포맷으로 변환하여 송신한다.

본 발명에 의하면, 비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS가 인스톨된 컴퓨터에, 통신 프로토콜이 상이한 복수의 제어 대상 기기를 접속하여 제어하는 것이 가능한 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 따른 모션 제어 시스템의 시스템 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 모션 제어 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 API 채널 및 상태 채널의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 모션 제어 장치의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다.
도 5는 모션 제어 장치의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 6은 디바이스 작성 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 디바이스 작성 처리가 행해질 때 생성되는 각종 관리 정보의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 디바이스 작성 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 디바이스 작성 처리가 행해질 때 생성되는 각종 관리 정보의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 모션 제어 장치가 행하는 모션 제어 처리의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 모션 제어 장치가 행하는 모션 제어 처리의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 제어 지령 모듈이 행하는 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 13은 제어 지시부가 크래쉬된 경우의 처리 절차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 매핑 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 프로토콜 변환 처리의 처리 절차의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 덧붙여, 각 도면에 있어서, 동일한 부호를 부여한 것은, 동일 또는 마찬가지의 구성을 가진다.

＜시스템 구성＞

도 1은 실시 형태에 따른 모션 제어 시스템의 시스템 구성예를 나타내는 도면이다. 모션 제어 시스템(1)은 모션 제어 장치(10)와, 복수의 제어 대상 장치(20)를 포함한다. 덧붙여, 모션 제어 시스템(1)에는, 반드시 복수의 제어 대상 장치(20)가 포함되어 있을 필요는 없고, 1개의 제어 대상 장치(20)만이 포함되는 구성으로 해도 된다.

제어 대상 장치(20)는 구체적으로는, 서보 모터(서보 드라이버를 포함함) 및 스텝 모터 등의 모터이다. 모션 제어 장치(10)는 복수의 제어 대상 장치(20)를 동기시키면서 제어함으로써, 벨트 컨베이어의 회전 제어, 다축 로봇의 축 제어, 회전 테이블의 위치 결정 제어 등을 행한다. 1개의 제어 대상 장치(20)는 1개의 「축」을 제어한다. 예를 들면, 6축 로봇이란 모터인 제어 대상 장치(20)를 6개 구비한 로봇을 의미한다.

제어 대상 장치(20)에 제어 지령을 주기 위한 통신 인터페이스 규격으로서, 예를 들면, EtherCAT(등록상표), RTEX(등록상표)(Real time Express(등록상표)) 및 MECHATROLINK(등록상표) 등이 알려져 있다. 모션 제어 장치(10)에는, 상이한 통신 인터페이스 규격의 제어 대상 장치(20)를 혼재시켜 접속하는 것이 가능하다.

모션 제어 장치(10)는 비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS가 인스톨된 범용적인 정보 처리 장치이다. 비리얼타임 OS의 구체예로서, 예를 들면, Windows(등록상표), macOS(등록상표) 등을 들 수 있다. 또, 리얼타임 OS는, 예를 들면, RTX(Real Time Extension), RTH(Real Time Hypervisor) 등을 들 수 있다. 또, 범용적인 정보 처리 장치의 구체예로서는, 예를 들면, PC(퍼스널 컴퓨터), 노트형 PC, 서버 등을 들 수 있다.

여기서, 서보 모터나 스텝 모터의 제어에 이용되는 종래의 모션 컨트롤러는 고정밀한 리얼타임 성능을 확보하기 위해서, 모션 제어에 특화된 전용 하드웨어로서 제공되는 것이 일반적이다. 또, 모션 제어의 내용을 유저가 프로그래밍하기 위한 GUI(Graphical User Interface)를 제공하는 프로그램에 대해서는, 모션 컨트롤러에 접속된 퍼스널 컴퓨터에 의해 제공되는 것이 일반적이다.

한편으로, 본 실시 형태에 따른 모션 제어 장치(10)는 모션 제어의 내용을 유저가 프로그래밍하기 위한 GUI를 비리얼타임 OS 상에서 제공하고, 프로그래밍된 내용에 기초하여 제어 대상 장치(20)를 실제로 제어하는 처리를 리얼타임 OS 상에서 행한다. 이것에 의해, 전용 하드웨어에 의한 모션 컨트롤러를 이용했을 경우와 같은 고정밀의 모션 제어를 범용적인 정보 처리 장치만으로 실현한다.

＜모션 제어 장치의 개요＞

도 2는 모션 제어 장치(10)의 개요를 설명하기 위한 도면이다. 제어 지시부(110)는 비리얼타임 OS(100) 상에서 동작하여, 제어 대상 장치(20)가 복수의 모션 제어 사이클에 걸쳐서 행할 동작을 나타내는 제어 지령을 1 또는 복수 발행함으로써, 제어 대상 장치(20)를 제어한다. 제어 지시부(110)는 모션 제어 시스템(1)을 이용하는 유저가 작성하는 프로그램을 포함하고 있고, 해당 프로그램은 제어 대상 장치(20)에 대해서 발행하는 제어 지령, 제어 지령을 발행하는 순서 및 타이밍 등이, 소정의 프로그램 언어를 이용하여 기술(記述)되어 있다. 유저가 작성하는 프로그램의 구체예로서는, 예를 들면, FA를 실현하기 위한 벨트 컨베이어 및 암 등의 제어를 행하는 프로그램, 로봇 조작을 행하는 프로그램 등을 들 수 있다. 비리얼타임 OS(100)에서는, 복수의 제어 지시부(110)를 동작시키는 것이 가능하다.

제어 지령은 제어 지령의 식별자(ID 등)와 지령값을 포함한다. 제어 지령의 구체예로서는, 예를 들면, PTP(Point to Point) 동작(지정한 지점에 이동시키는 동작), JOG 동작(지정한 속도로 모터를 동작), 직선 보간에 의한 PTP 동작, 원호(圓弧) 보간에 의한 PTP 동작, 가속 시간을 지정하는 JOG 동작, 행동 시간을 지정하는 JOG 동작 등을 들 수 있다. 제어 지령의 식별자는 제어 지령의 내용을 구체적으로 특정하는 정보(예를 들면 원호 보간에 의한 PTP 동작인 것을 나타내는 식별자 등)이다. 지령값은 동작 목표를 구체적으로 나타내는 파라미터이며, 예를 들면 원호 보간에 의한 PTP 동작의 경우, 이동처의 지점을 나타내는 값, 이동 속도, 회전 반경 등이다. 제어 지시부(110)에서 발행된 제어 지령은, 후술하는 채널을 이용하여 제휴부(310)에 통지된다.

제어 지시부(110)에서의 제어 지령의 발행은, 유저가 작성하는 프로그램에 있어서 API(Application Programming Interface) 함수를 호출함으로써 행해진다. 또, 지령값의 지정은 API 함수의 인수(argument)에 값을 설정함으로써 행해진다. API 함수는 제어 지령마다 1개 준비되어 있고, 예를 들면 PTP 동작에 대해서는 「startpos()」와 같은 API 함수가 준비되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제어 지시부(110)에서 호출된 API 함수 및 해당 API 함수에 설정된 인수를 나타내는 정보를, 「API 정보」라고 한다. 덧붙여, 본 실시 형태에서는, API 정보를, 「제어 지령 정보」라고 불러도 된다.

제휴부(310)는 제어 지시부(110)로부터 통지된 API 정보를 일시적으로 축적하기 위한 FIFO 큐(이하, 「API 버퍼」라고 함.)를 구비하고 있다. 제휴부(310)는 제어 지시부(110)로부터 수취한 복수의 API 정보를 일단 API 버퍼(340)에 축적한다. 또, 제휴부(310)는 API 버퍼(340)로부터 API 정보를 1개씩 취출하여 정주기 처리부(360)에 건네준다. 즉, 제휴부(310)는 큐를 이용하여 정주기 처리부(360)와의 사이에서 API 정보의 교환을 행한다.

정주기 처리부(360)는 리얼타임 OS(300) 상에서 동작하여, 제휴부(310)로부터 통지된 제어 지령에 기초하여, 모션 제어 사이클마다 제어 대상 장치(20)에 실행시키는 동작을 나타내는 보간 지령을 산출한다. 또, 정주기 처리부(360)는 산출한 보간 지령을 모션 제어 사이클에 따라서 제어 대상 장치(20)에 송신함으로써, 제어 대상 장치(20)가 모션 제어된다. 1개의 모션 제어 사이클은, 예를 들면 0.5ms나 1ms와 같은 단위이다. 제어 대상 장치(20)는 모션 제어 사이클마다 통지되는 보간 지령에 따라서 동작함으로써, 최종적으로, 제어 지령에 의해 지시되는 동작 목표를 달성한다.

또, 정주기 처리부(360)는 정주기 처리부(360)가 인식 가능한 신호 포맷(이하, 「공통 신호 포맷」이라고 함.)과, 제어 대상 장치(20)가 인식 가능한 통신 인터페이스 규격에 대응하는 신호 포맷의 사이에서 프로토콜 변환을 행한다. 덧붙여, 공통 신호 포맷은 「소정의 신호 포맷」의 일례이다.

제어 지시부(110) 및 제휴부(310)는, 제어 지시부(110) 및 제휴부(310)가 공통으로 기입 및 판독 가능한 메모리 영역(이하, 「채널」이라고 함.)을 통해서 각종 정보의 교환을 행한다. 채널에는 조작 채널, API 채널 및 상태 채널이 존재한다.

「조작 채널」은 제어 지시부(110) 및 제휴부(310)가 제어 정보를 송수신하기 위해서 이용하는 채널이다. 조작 채널은 모든 제어 지시부(110)가 공통으로 사용하는 채널이며, 제어 지시부(110)가 1개 이상 동작하고 있는 동안, 1개의 조작 채널이 모션 제어 장치(10) 내에 존재한다. 본 실시 형태에서는 조작 채널을 「조작용 채널」이라고 불러도 된다.

「API 채널」은 API 정보를 제어 지시부(110)로부터 제휴부(310)에 전달하기 위해서 사용하는 채널이다. API 채널은 제어 지시부(110)마다 적어도 1개 존재한다. 본 실시 형태에서는, API 채널을 「제어 지령용 채널」이라고 불러도 된다.

「상태 채널」은 제어 대상 장치(20)로부터의 피드백 정보를 격납하는 채널이다. 상태 채널은 복수의 제어 지시부(110)가 공통으로 사용하는 채널이며, 모션 제어 장치(10) 내에는 1 또는 복수의 상태 채널이 존재한다. 피드백 정보란 제어 대상 장치(20)의 상태(동작 상태)를 나타내는 정보이며, 제어 대상 장치(20)가 내부에 구비하는 센서 또는 제어 대상 장치(20)에 접속된 센서 등에 의해 측정된다. 피드백 정보에는, 예를 들면, 축의 위치, 축의 회전 속도, 암의 위치, 벨트 컨베이어의 위치, 제어 대상 장치(20)의 온도 등, 모든 정보가 포함된다. 제어 지시부(110)는 상태 채널을 참조함으로써, 제어 대상 장치(20)의 동작 상태를 파악할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 1개의 제어 지시부(110)에 관련지어진 API 채널, 상태 채널 등을 총괄하여 「디바이스」라고 부른다. 후술하는 것처럼, API 채널은 제어 지시부(110)로부터 디바이스 작성 요구가 있었을 때, 그 제어 지시부(110) 전용의 채널로서 메모리 상에 확보된다. 한편, 상태 채널은 처음에 그 상태 채널을 이용하는 제어 지시부(110)로부터 디바이스 작성 요구가 있었을 때 메모리 상에 확보되고, 확보된 후는 다른 제어 지시부(110)로부터도 이용 가능해진다.

여기서, API 채널 및 상태 채널의 구체예를 설명한다. 도 3은 API 채널 및 상태 채널의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)에, API 채널에 격납되는 데이터예를 나타낸다. 「디바이스 식별자」에는 생성된 디바이스를 고유하게 식별하기 위한 디바이스 식별자가 격납된다. 「모듈 식별자」에 대해서는 후술한다. 「제어 지령 식별자」에는 제어 지령의 내용(예를 들면, 위치 결정(PTP), JOG 동작, 직선 보간, 원호 보간 등)을 특정하는 정보가 격납된다. 제어 지령 식별자는 제어 지령의 타입을 고유하게 나타내는 식별자여도 되고, API 함수를 고유하게 나타내는 식별자여도 된다.

「API 버퍼 식별자」에는 API 버퍼(340)를 고유하게 특정하는 API 버퍼 식별자가 격납된다. 「기록 중 플래그」에 대해서는 후술한다. 「지령값」에는, 축마다의 지령값이 격납된다. 예를 들면 제어 지령 식별자가 PTP 동작인 경우, 지령값에는 이동처의 위치를 나타내는 값 등이 축마다 격납된다. 「생존 보고」에 대해서는 후술한다.

도 3의 (b)에, 상태 채널에 격납되는 데이터예를 나타낸다. 「모듈 식별자」에 대해서는 후술한다. 「에러 코드」에는, 어떠한 에러가 발생한 것에 의해 피드백 정보를 상태 채널에 격납할 수 없는 경우에, 발생한 에러의 내용을 나타내는 에러 코드가 격납된다. 「피드백 정보」에는 제어 대상 장치(20)로부터 취득된 피드백 정보가, 제어 대상 장치(20)마다(축마다) 격납된다.

＜하드웨어 구성＞

도 4는 모션 제어 장치(10)의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다. 모션 제어 장치(10)는 CPU(Central Processing Unit)(11), 메모리(12), HDD(HardDisk)나 SSD(Solid State Drive) 등의 기억 장치(13), 유선 또는 무선 통신을 행하는 통신 IF(Interface)(14), 입력 조작을 접수하는 입력 디바이스(15), 및 정보의 출력을 행하는 출력 디바이스(16)를 가진다. 입력 디바이스(15)는, 예를 들면, 키보드, 터치 패널, 마우스 및/ 또는 마이크 등이다. 출력 디바이스(16)는, 예를 들면, 디스플레이 및/ 또는 스피커 등이다.

＜기능 구성＞

도 5는 모션 제어 장치(10)의 기능 구성예를 나타내는 도면이다. 공유 메모리(200)는 비리얼타임 OS(100)측의 각 기능부와 리얼타임 OS(300))측의 각 기능부로부터 공통으로 참조 및 기입 가능한 메모리이다. 공유 메모리(200)에는 조작 채널, API 채널 및 상태 채널에 대응하는 메모리 영역이 확보된다. 제어 지시부(110) 및 제휴부(310)는, 해당 메모리 영역에 데이터를 기입하거나, 해당 메모리 영역으로부터 데이터를 읽어내거나 함으로써 데이터의 송수신을 행한다.

(비리얼타임 OS)

비리얼타임 OS(100) 상에서는, 1 이상의 제어 지시부(110), 및 1 이상의 디바이스 관리부(120)가 동작한다.

제어 지시부(110)는 제어 지령을 발행함으로써, 제어 대상 장치(20)를 모션 제어하는 기능을 가진다. 제어 지시부(110)에는 유저 작성 프로그램(111), 지령 접수부(112), 및 IF(N측) 부(113)가 포함된다.

유저 작성 프로그램(111)은 모션 제어 장치(10)를 이용하는 유저가 작성하는 프로그램이다. 유저는 유저 작성 프로그램(111)에 있어서, 비리얼타임 OS(100)측에 준비되어 있는 다양한 API 함수를 호출함으로써, 임의의 모션 제어를 실현하는 프로그램을 작성할 수 있다. 덧붙여, 유저 작성 프로그램(111)은 미리 모션 제어 장치(10)에 프리세트되어 있어도 된다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 유저 작성 프로그램(111)은 반드시 유저가 작성한 프로그램으로 한정되지 않는다.

지령 접수부(112)는 유저 작성 프로그램(111)에 API 함수를 제공한다. 구체적으로는, 지령 접수부(112)는 유저 작성 프로그램(111)에서 호출된 API 함수에 대한 API 정보를, API 채널에 격납하도록 IF(N측) 부(113)에 지시하는 기능을 가진다.

덧붙여, 지령 접수부(112)는 제어 지령 라이브러리(1121A~1121Z)(이하, 제어 지령 라이브러리 A~Z를 특별히 구별하지 않는 경우는, 간단하게 제어 지령 라이브러리(1121)라고 말함.) 및 통신 라이브러리(1122A~1122Z)(이하, 통신 라이브러리 A~Z를 특별히 구별하지 않는 경우는, 간단하게 통신 라이브러리(1122)라고 말함.) 중, 유저 작성 프로그램(111)이 실제로 프로그램 내에서 참조하는 라이브러리에 포함되는 API 함수를 제공한다.

제어 지령 라이브러리(1121A~1121Z)는, 각각, 제어 대상 장치(20)를 모션 제어하는 처리를 행하기 위한 복수의 API 함수의 로드 모듈(실행 파일)을 하나로 합친 라이브러리이다. 또, 통신 라이브러리(1122A~1122Z)는 모션 제어 장치(10)가 제어 대상 장치(20)와의 사이에서 행하는 통신에 관한 처리를 행하기 위한 복수의 API 함수의 로드 모듈(실행 파일)을 하나로 합친 라이브러리이다.

덧붙여, 해당 통신에 관한 처리란, 예를 들면, 단선 등으로 절단된 통신로가 복귀됐을 때, 통신을 재개하는 타이밍을 유저 작성 프로그램(111)으로부터 지정하는 처리, 모션 제어 장치(10) 및 제어 대상 장치(20) 사이의 통신로에 있어서의 패킷 로스의 감시 등이다. 통신 라이브러리(1122)가 제공하는 API 함수가 호출된 경우도, 제어 지령 라이브러리(1121)가 제공하는 API 함수가 호출된 경우와 마찬가지로, API 정보가 제휴부(310)를 통해서 정주기 처리부(360)에 통지된다.

IF(N측) 부(113)는 조작 채널 및 API 채널에 데이터를 격납하는 기능, 조작 채널, API 채널 및 상태 채널로부터 데이터를 취득하는 기능, 및 조작 채널, API 채널 및 상태 채널을 관리하는 기능을 가진다.

덧붙여, 지령 접수부(112) 및 IF(N측) 부(113)는, 유저 작성 프로그램(111)이 호출한 API 함수를 접수하여 API 채널에 격납하는 역할을 담당하는 것으로부터, 지령 접수부(112) 및 IF(N측) 부(113)를, 총괄하여 「접수부」라고 불러도 된다.

디바이스 관리부(120)는 제어 지시부(110)의 생사 확인을 행한다. 또, 디바이스 관리부(120)는 API 버퍼(340)로의 API 정보의 격납에 관한 각종의 처리 등을 행한다. 디바이스 관리부(120)는 제어 지시부(110)가 디바이스를 작성할 때 기동된다. 덧붙여, 디바이스에는, 보다 상세하게는, API 채널 및 상태 채널에 더하여, 디바이스 관리부(120)도 포함된다.

(리얼타임 OS)

리얼타임 OS(300)) 상에서는, 제휴부(310) 및 정주기 처리부(360)가 동작한다.

제휴부(310)는 제어 지시부(110)에서 행해지는 처리와, 정주기 처리부(360)에서 행해지는 처리를 제휴하기 위한 기능부이며, 제어 지시부(110)로부터 수취한 API 정보를 정주기 처리부(360)에 전달하는 기능을 가진다. 제휴부(310)는 FIFO 큐로서 기능하는 API 버퍼(340)를 구비하고 있고, 제어 지시부(110)로부터 API 채널을 통해 전달되는 제어 지령(API 정보)을 API 버퍼(340)에 축적한다. 또, 제휴부(310)는 API 버퍼(340)에 축적된 API 정보를 취출하여 정주기 처리부(360)에 건네준다. 또, 제휴부(310)는 조작 채널, API 채널 및 상태 채널의 상태 관리(생성, 유지 및 파기)를 행한다.

제휴부(310)에는 상술의 각 기능을 실행하는 기능부로서, 메인 처리부(320), API 실행 요구 처리부(330), API 버퍼(340) 및 지령 실행 처리부(350)가 포함된다. 메인 처리부(320)에는, 또한, IF(R측) 부(321)가 포함된다.

메인 처리부(320)는 제어 지시부(110)로부터의 요구를 받았을 경우에, 리얼타임 OS의 메모리 영역에 API 버퍼(340)를 생성하는 기능을 가진다. 본 실시 형태에서는, 메인 처리부(320)를 「큐 생성부」라고 불러도 된다.

IF(R측) 부(321)는 조작 채널, API 채널 및 상태 채널의 작성(공유 메모리(200)로의 메모리 영역 할당), 할당한 메모리 영역의 관리, 및 API 채널 및 상태 채널의 파기(공유 메모리(200)의 해방)에 관한 각종의 처리를 행한다. 본 실시 형태에서는, IF(R측) 부(321)를, 「채널 관리부」라고 불러도 된다. 혹은, IF(R측) 부(321)는 제휴부(310)의 일부인 것으로부터, 제휴부(310)를 「채널 관리부」라고 불러도 된다.

구체적으로는, IF(R측) 부(321)는 리얼타임 OS(300))의 지시에 의해 IF(R측) 부(321) 자신이 기동했을 경우에, 조작 채널을 공유 메모리(200)에 생성한다. 또, IF(R측) 부(321)는 제어 지시부(110)(보다 상세하게는 IF(N측) 부(113))로부터의 요구를 받아 API 채널을 생성한다. 또, IF(R측) 부(321)는 제어 지시부(110)(보다 상세하게는 IF(N측) 부(113))로부터의 지시를 받아 상태 채널을 생성한다.

API 실행 요구 처리부(330)는 API 채널로부터 API 정보를 취득하고, 취득한 API 정보를 API 버퍼(340)에 격납한다. 본 실시 형태에서는, API 실행 요구 처리부(330)를 「격납부」라고 불러도 된다. 덧붙여, 제휴부(310) 내에서는, 전술한 "디바이스"마다 1개의 API 실행 요구 처리부(330)가 동작한다. 예를 들면, 비리얼타임 OS(100) 내에서 4개의 제어 지시부(110)가 각각 디바이스를 1개씩 생성했을 경우, 제휴부(310) 내에서는, 각 디바이스에 대응하는 API 실행 요구 처리부(330)가 4개 동작하게 된다. 본 실시 형태에서는, 「디바이스」에는 API 채널, 상태 채널 및 디바이스 관리부(120)에 더하여, API 실행 요구 처리부(330)도 포함되는 것으로 해도 된다.

지령 실행 처리부(350)는 API 버퍼(340)에 격납되어 있는 API 정보를 취득하고, 취득한 API 정보를 제어 지령 모듈(370)에 건네준다. 본 실시 형태에서는, 지령 실행 처리부(350)를, 「지령 처리부」라고 불러도 된다. 지령 실행 처리부(350)는 API 실행 요구 처리부(330)와 같이 디바이스 단위로 병렬로 동작하는 것이 아니라, 미리 설정 파일에서 지정된 수의 지령 실행 처리부(350)가 제휴부(310) 중에서 병렬로 동작한다.

정주기 처리부(360)는 API 정보(제어 지령 정보)에 기초하여, 제어 대상 장치(20)에 대해서 모션 제어 사이클마다 실행시킬 동작 나타내는 보간 지령을 모션 제어 사이클마다 송신함으로써, 제어 대상 장치(20)를 모션 제어하는 기능을 가진다. 또, 정주기 처리부(360)에는, 또한, 제어 지령 모듈(370), IF 부(380) 및 통신 모듈(390)이 포함된다.

제어 지령 모듈(370A~370Z)(이하, 제어 지령 모듈(A~Z)을 특별히 구별하지 않는 경우는, 간단하게 제어 지령 모듈(370)이라고 말함.)은 API 정보(제어 지령 정보)에 기초하여 보간 지령을 산출한다. 또, 제어 지령 모듈(370)은 산출한 보간 지령을, IF 부(380)에 건네준다. 덧붙여, 제어 지령 모듈(370)은 API 정보와, 제어 대상 장치(20)의 피드백 정보에 포함되는 제어 대상 장치(20)의 상태에 기초하여 보간 지령을 산출하도록 해도 된다. 본 실시 형태에서는, 제어 지령 모듈(370)을 「제어부」라고 불러도 된다.

본 실시 형태에서는, 제어 지령 라이브러리(1121A)가 제공하는 API 함수에 대응하는 API 정보(제어 지령 정보)는, 제어 지령 모듈(370A)에서 처리된다. 마찬가지로, 제어 지령 라이브러리(1121B~1121Z)가 제공하는 API 함수에 대응하는 API 정보(제어 지령 정보)는, 각각, 제어 지령 모듈(370B)~제어 지령 모듈(370Z)에서 처리된다. 즉, 제어 지령 라이브러리(1121A~1121Z)는 각각 제어 지령 모듈(370A~370Z)과 1대 1로 대응지어진다. 덧붙여, 이것은 실장 방법의 일례이며, 반드시 1대 1로 대응지어져 있지 않아도 된다. 예를 들면, 복수의 제어 지령 라이브러리(1121)가 1개의 제어 지령 모듈(370)에 대응지어져 있어도 된다. 본 실시 형태에서는, 제어 지령 모듈(370)을 고유하게 특정하는 식별자를, 「모듈 식별자」라고 한다.

제어 지령 모듈(370)의 구체예로서는, 전술한 PTP 동작이나 JOG 동작 외에, 예를 들면, 특정 동작(어느 비트가 1이 되었을 경우 등)이나, 특정 축이 지정 위치까지 이동한 것을 트리거로 하여, 소정의 동작을 실행시키는 제어 지령 모듈(370), 제어 대상 장치(20)와의 사이의 통신 인터페이스로부터 특정의 값을 취득하는 제어 지령 모듈(370)을 들 수 있다. 또, 지정된 제어 대상 장치(20)의 동작(위치, 속도, 가속도 등)을 기록하는 제어 지령 모듈(370), 제어 대상 장치(20)의 왜곡 등에 기인하는 위치의 오차 등을 보정하는 제어 지령 모듈(370) 등을 들 수 있다. 당연히, 이들 기능에 대응하는 API 함수를 제공하는 제어 지령 라이브러리(1121)도, 비리얼타임 OS(100) 상에 준비되어 있다.

IF 부(380)는 제어 지령 모듈(370) 및 통신 모듈(390)이 공통으로 참조 가능한 메모리 영역을 제공한다. IF 부(380)는 제어 지령 모듈(370)과 통신 모듈(390)의 사이에서 보간 지령값 및 피드백 정보를 서로 교환하기 위해서 이용된다.

통신 모듈(390A~390Z)(이하, 통신 모듈(A~Z)을 특별히 구별하지 않는 경우는, 간단하게 통신 모듈(390)이라고 말함.)은 각각, 상이한 통신 인터페이스 규격에 대응하고 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 통신 라이브러리(1122A)가 제공하는 API 함수가 호출됨으로써 정주기 처리부(360)에 통지되는 API 정보는, 통신 모듈(390A)에서 처리된다. 마찬가지로, 통신 라이브러리(1122B~1122Z)가 제공하는 API 함수가 호출됨으로써 정주기 처리부(360)에 통지되는 API 정보는, 각각, 통신 모듈(390B)~통신 모듈(390Z)에서 처리된다. 즉, 통신 라이브러리(1122A~1122Z)는 각각 통신 모듈(390A~390Z)과 1대 1로 대응지어진다. 덧붙여, 이것은 실장 방법의 일례이며, 반드시 1대 1로 대응지어져 있지 않아도 된다. 예를 들면, 복수의 통신 라이브러리(114)가 1개의 통신 모듈(390)에 대응지어져 있어도 된다.

이상 설명한, 제어 지시부(110), 디바이스 관리부(120), 제휴부(310), 정주기 처리부(360)는, 모션 제어 장치(10)의 CPU(11)가, 메모리(12) 또는 기억 장치(13)에 기억된 프로그램을 실행함으로써 실현할 수 있다. 또, 해당 프로그램은 기억 매체에 격납할 수 있다. 해당 프로그램을 격납한 기억 매체는, 비일시적인 기억 매체(Non-transitory computer readable medium)여도 된다. 비일시적인 기억 매체는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, USB 메모리 또는 CD－ROM 등의 기억 매체여도 된다. 덧붙여, 해당 프로그램에는, 유저 작성 프로그램(111)이 포함되어 있어도 되고, 포함되어 있지 않아도 된다.

＜처리 절차＞

이어서, 모션 제어 장치(10)가 행하는 구체적인 처리 절차에 대해 설명한다.

(디바이스 작성 처리)

도 6 및 도 8은 디바이스 작성 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 또, 도 7 및 도 9는 디바이스 작성 처리가 행해질 때 생성되는 각종 관리 정보의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 6~도 9를 이용하여, 제어 지시부(110)가 유저 조작에 의해, 제어 지시부(1)(110－1), 제어 지시부(2)(110－2)의 순으로 기동되었을 경우에, 각각이 실행하는 디바이스 작성 처리에 대해 설명한다.

［전제 조건］

처음에, 디바이스 작성 처리를 설명할 때 전제로 하는 조건에 대해 설명한다. 도 6~도 9에 있어서, 제어 지시부(1)(110－1)는, 제어 지령 라이브러리(1121A)가 제공하는 API 함수를 호출하는 것으로 한다. 마찬가지로, 제어 지시부(2)(110－2)는 제어 지령 라이브러리(1121A), 제어 지령 라이브러리(1121B) 및 제어 지령 라이브러리(1121C)가 각각 제공하는 API 함수를 호출하는 것으로 한다.

또, 제어 지시부(1)(110－1)에 포함되는 유저 작성 프로그램(111), 지령 접수부(112) 및 IF(N측) 부(113)를, 각각, 유저 작성 프로그램(111－1), 지령 접수부(112－1), IF(N측) 부(113－1)라고 부른다. 또, 제어 지시부(1)(110－1)에 대응하는 디바이스 관리부(120)를, 디바이스 관리부(120－1)라고 부른다.

또, 제어 지시부(2)(110－2)에 포함되는 유저 작성 프로그램(111), 지령 접수부(112) 및 IF(N측) 부(113)를, 각각, 유저 작성 프로그램(111－2), 지령 접수부(112－2) 및 IF(N측) 부(113－2)라고 부른다. 또, 제어 지시부(2)(110－2)에 대응하는 디바이스 관리부(120)를, 디바이스 관리부(120－2)라고 부른다.

또, 제어 지시부(1)(110－1)(보다 상세하게는 제어 지시부(1)(110－1)가 생성한 디바이스)에 대응하는 API 실행 요구 처리부(330)를, API 실행 요구 처리부(1)(330－1)라고 부른다. 마찬가지로, 제어 지시부(2)(110－2)(보다 상세하게는 제어 지시부(2)(110－2)가 생성한 디바이스)에 대응하는 API 실행 요구 처리부(330)를, API 실행 요구 처리부(2)(330－2)라고 부른다.

또, 기동 설정 정보(400)에는 제어 지령 모듈(370A~370C), 및 통신 모듈(390A~390Z)이 기동 대상으로서 지정되어 있다고 가정한다. 덧붙여, 기동 설정 정보(400)란 정주기 처리부(360)에서 동작시키는 제어 지령 모듈(370) 및 통신 모듈(390)을 지정하는 정보이다.

［제어 지시부(1)가 행하는 디바이스 작성 처리］

도 6 및 도 7을 이용하여, 제어 지시부(1)가 행하는 디바이스 작성 처리를 설명한다. 유저 조작에 의해 제어 지시부(1)(110－1)가 기동되면, 유저 작성 프로그램(111－1)은 제어 대상 장치(20)으로의 모션 제어를 개시할 준비를 행하는 것의 준비 지시(이하, 「디바이스 작성 요구」라고 함.)를 지령 접수부(112－1)에 통지한다. 해당 통지는, 구체적으로는, 유저 작성 프로그램(111－1)이 디바이스의 작성을 지시하는 API 함수를 호출함으로써 행해진다. 이어서, 지령 접수부(112－1)는 IF(N측) 부(113－1)에, 디바이스 작성 요구를 통지한다(S100). 디바이스 작성 요구에는 유저 작성 프로그램(111－1)이 발행하는(후술하는 「모션 제어 처리」에서 발행 예정인) 제어 지령을 처리하는 제어 지령 모듈(370)의 모듈 식별자(제어 지령 모듈 A)가 포함된다. 또, 지령 접수부(112－1)는 스텝 S100의 처리 절차의 전 또는 후에서, 디바이스 관리부(120－1)를 기동한다.

다음에, IF(N측) 부(113－1)는 리얼타임 OS(300))측에서 제휴부(310)가 기동하고 있는지 여부를 확인한다. 기동하고 있지 않은 경우, 리얼타임 OS(300)에 대해서 제휴부(310)의 기동 지시를 송신한다(S101). 덧붙여, 제휴부(310)가 기동하고 있지 않은 상태란, 예를 들면, 모션 제어 장치(10)를 기동한 직후 등이다. 기동 지시를 받은 리얼타임 OS는, 제휴부(310)를 기동한다.

이어서, 제휴부(310)의 메인 처리부(320)는 기동 설정 정보(400)로 지시되고 있는 제어 지령 모듈(370) 및 통신 모듈(390)을 기동한다(S102).

이어서, 리얼타임 OS(300)의 지시에 의해 기동한 제휴부(310)의 IF(R측) 부(321)는, 공유 메모리(200)에 조작 채널에 사용하는 메모리 영역을 확보하고(S103), 메모리 영역의 확보가 완료한 것(즉, 조작 채널을 작성한 것)을 IF(N측) 부(113－1)에 통지한다(S104). 이 때, IF(R측) 부(321)는 공유 메모리(200)에 있어서 조작 채널을 위해서 확보된 어드레스 범위도 IF(N측) 부(113－1)에 통지한다. IF(R측) 부(321)는 조작 채널에 확보한 어드레스 범위를 어드레스 관리 정보(도 7의 (e))에 격납한다. 또, IF(N측) 부(113－1)는 조작 채널의 어드레스 범위를, 각 IF(N측) 부(113)로부터 공통으로 참조 가능한 리소스(파일 또는 공통의 변수 등)에 격납한다. 덧붙여, IF(N측) 부(113－1)는 조작 채널의 어드레스 범위를, 추가로, 어드레스 관리 정보(도 7의 (d))에 격납하는 것으로 해도 된다. 도 7의 (d)는 조작 채널의 어드레스 범위가 격납된 상태를 나타내고 있다. 조작 채널의 작성이 완료된 것의 통지를 받은 IF(N측) 부(113－1)는, 다른 제어 지시부(110)의 IF(N측) 부(113)와의 사이에서 조작 채널의 이용에 대해 경합이 생기지 않도록 하기 위해서, 조작 채널의 이용 권한을 취득한다(S105).

이용 권한을 취득할 수 있었을 경우, IF(N측) 부(113－1)는 디바이스 작성 요구를, 조작 채널을 통해서 IF(R측) 부(321)에 통지한다(S106). 디바이스 작성 요구에는 스텝 S100의 처리 절차에서 통지된 모듈 식별자(제어 지령 모듈 A)가 포함된다.

디바이스 작성 요구를 받은 IF(R측) 부(321)는, 디바이스 식별자를 예를 들면 「D1」로 결정한다. 또, IF(R측) 부(321)는 API 채널에 사용하는 메모리 영역을 확보함과 아울러, API 채널 식별자를 예를 들면 「API 채널 1」로 결정한다(S107). 또, IF(R측) 부(321)는 결정한 디바이스 식별자 및 API 채널 식별자를 대응지어, 디바이스 관리 정보(도 7의 (b))에 격납한다.

또, IF(R측) 부(321)는 공유 메모리(200)에, 제어 지령 모듈(370A)에 대응하는 상태 채널 A에 사용하는 메모리 영역을 확보한다(S108). IF(R측) 부(321)는 작성한 상태 채널 A와 제어 지령 모듈(370A)의 대응 관계를, 상태 채널 관리 정보(도 7의 (c))로서 유지한다. 또, IF(R측) 부(321)는 API 채널 1 및 상태 채널 A에 확보한 메모리 영역의 어드레스 범위를, 어드레스 관리 정보(도 7의 (e))에 격납한다.

이어서, 메인 처리부(320)는 API 실행 요구 처리부(1)(330－1)를 기동한다(S109). 덧붙여, 스텝 S107~스텝 S109의 처리 절차는, 도 6에 나타내는 순서인 것으로 한정되지 않고, 어떠한 순서로 행해져도 된다.

이어서, IF(R측) 부(321)는 디바이스의 작성이 완료된 것(API 채널 1 및 상태 채널 A의 작성이 완료된 것)을 IF(N측) 부(113－1)에 통지한다(S110). 해당 통지는 작성된 API 채널 식별자(API 채널 1), API 채널 1 및 상태 채널 A에 확보된 메모리 영역의 어드레스 범위, 및 디바이스 식별자(D1)를 포함한다.

디바이스의 작성이 완료됐다는 통지를 받은 IF(N측) 부(113－1)는, API 채널 1 및 상태 채널 A에 확보된 메모리 영역의 어드레스 범위를, 어드레스 관리 정보(도 7의 (d))에 격납한다. 이어서, IF(N측) 부(113－1)는 조작 채널의 이용 권한을 해방하고(S111), 디바이스의 작성이 완료된 것을, 지령 접수부(112－1)에 통지한다. 또, 지령 접수부(112－1)는 디바이스의 작성이 완료된 것을 유저 작성 프로그램(111－1)에 통지한다(S112). 해당 통지에는 디바이스 식별자(D1) 및 API 채널 식별자(API 채널 1)가 포함된다. 해당 통지는, 예를 들면, 디바이스 작성을 지시하는 API 함수의 반환값이어도 된다.

유저 작성 프로그램(111－1)은 통지된 디바이스 식별자(D1) 및 API 채널 식별자(API 채널 1)를 대응지어, 디바이스 관리 정보(도 7의 (a))로서 유지한다. 덧붙여, 디바이스 관리 정보로서 유지한다는 것은, 구체적으로는, 디바이스 작성을 지시하는 API 함수의 반환값으로서 통지된 디바이스 식별자 및 API 채널 식별자를 변수에 격납하여 유지하는 것을 의도하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 파일 등으로 유지하는 것도 가능하다.

［제어 지시부(2)가 행하는 디바이스 작성 처리］

도 8 및 도 9를 이용하여, 제어 지시부(2)가 행하는 디바이스 작성 처리를 설명한다. 유저의 조작에 의해 제어 지시부(2)(110－2)가 기동되면, 유저 작성 프로그램(111－2)은 디바이스 작성 요구를 지령 접수부(112－2)에 통지한다. 지령 접수부(112－2)는 IF(N측) 부(113－2)에, 디바이스 작성 요구를 통지한다(S150). 디바이스 작성 요구에는, 유저 작성 프로그램(111－2)이 발행하는(후술하는 「모션 제어 처리」에서 발행 예정인) 제어 지령을 처리하는 제어 지령 모듈(370)의 모듈 식별자(제어 지령 모듈 A, 제어 지령 모듈 B 및 제어 지령 모듈 C)가 포함된다. 또, 지령 접수부(112－2)는 스텝 S100의 처리 절차의 전 또는 후에서, 디바이스 관리부(120－2)를 기동한다.

다음에, IF(N측) 부(113－2)는 리얼타임 OS(300)측에서 제휴부(310)가 기동하고 있는지 여부를 확인한다. 여기에서는, 제어 지시부(1)(110－1)가 제휴부(310)를 이미 기동하고 있는 것으로부터, IF(N측) 부(113－2)는 제휴부(310)의 기동 처리를 행하지 않는다. 이어서, IF(N측) 부(113－2)는 조작 채널의 이용 권한을 취득한다(S151).

이용 권한을 취득할 수 있었을 경우, IF(N측) 부(113－2)는 디바이스 작성 요구를, 조작 채널을 통해서 IF(R측) 부(321)에 통지한다(S152). 디바이스 작성 요구에는, 모듈 식별자(제어 지령 모듈 A, 제어 지령 모듈 B 및 제어 지령 모듈 C)가 포함된다. 덧붙여, IF(N측) 부(113－2)는 조작 채널의 어드레스 범위를, 각 IF(N측) 부(113)로부터 공통으로 참조 가능한 리소스(파일 또는 공통의 변수 등)로부터 취득한다. 또, IF(N측) 부(113－2)는 조작 채널의 어드레스 범위를, 어드레스 관리 정보(도 9의 (d))에 격납하는 것으로 해도 된다. 도 9의 (d)는 조작 채널의 어드레스 범위가 격납된 상태를 나타내고 있다.

디바이스 작성 요구를 받은 IF(R측) 부(321)는, 디바이스 식별자를 예를 들면 「D2」로 결정한다. 또, IF(R측) 부(321)는 공유 메모리(200)에, API 채널에 사용하는 메모리 영역을 확보함과 아울러 API 채널 식별자를 예를 들면 「API 채널 2」로 결정한다(S153). 또, IF(R측) 부(321)는 결정한 디바이스 식별자 및 API 채널 식별자를 대응지어, 디바이스 관리 정보(도 9의 (b))에 추가한다.

이어서, IF(R측) 부(321)는 공유 메모리(200)에, 제어 지령 모듈(370A)에 대응하는 상태 채널 A, 제어 지령 모듈(370B)에 대응하는 상태 채널 B 및 제어 지령 모듈(370C)에 대응하는 상태 채널 C에 사용하는 메모리 영역을 확보한다. 덧붙여, 제어 지령 모듈(370A)에 대응하는 상태 채널 A는 이미 작성이 끝난 상태(도 6의 스텝 S108)인 것으로부터, IF(R측) 부(321)는 상태 채널 B 및 상태 채널 C에 사용하는 메모리 영역의 확보를 행한다(S154, S155).

이어서, IF(R측) 부(321)는 작성한 상태 채널 B 및 상태 채널 C가, 각각 제어 지령 모듈(370B) 및 제어 지령 모듈(370C)에 대응지어지는 것을, IF(R측) 부(321)가 유지하는 상태 채널 관리 정보(도 9의 (c))에 추가한다. 또, IF(R측) 부(321)는 API 채널 2, 상태 채널 B 및 상태 채널 C에 확보한 메모리 영역의 어드레스 범위를, IF(R측) 부(321)가 유지하는 어드레스 관리 정보(도 9의 (e))에 추가한다.

이어서, IF(R측) 부(321)는 디바이스의 작성이 완료된 것(API 채널 2, 상태 채널 B 및 상태 채널 C의 작성이 완료된 것)을 IF(N측) 부(113－2)에 통지한다(S157). 해당 통지에는, API 채널 2, 상태 채널 A, 상태 채널 B 및 상태 채널 C에 확보된 메모리 영역의 어드레스 범위, API 채널 식별자(API 채널 2) 및 디바이스 식별자(D2)가 포함된다.

디바이스의 작성이 완료됐다는 통지를 받은 IF(N측) 부(113－2)는, API 채널 2, 상태 채널 A, 상태 채널 B 및 상태 채널 C에 확보된 메모리 영역의 어드레스 범위를, 어드레스 관리 정보(도 9의 (d))에 격납한다.

이어서, IF(N측) 부(113－2)는 조작 채널의 이용 권한을 해방하고(S158), 디바이스의 작성이 완료된 것을, 지령 접수부(112－2)에 통지한다. 또, 지령 접수부(112－2)는, 디바이스의 작성이 완료된 것을 유저 작성 프로그램(111－2)에 통지한다(S159). 해당 통지에는, 디바이스 식별자(D2) 및 API 채널 식별자(API 채널 2)가 포함된다. 유저 작성 프로그램(111－2)은 통지된 디바이스 식별자(D2) 및 API 채널 식별자(API 채널 2)를 대응지어, 디바이스 관리 정보(도 9의 (a))로서 유지한다.

덧붙여, 이상 설명한 디바이스 작성 처리에서는, 디바이스 작성 요구를 취득한 IF(R측) 부(321)측은, API 채널 및 상태 채널의 양쪽을 작성하도록 했다. 그렇지만, 본 실시 형태는, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 6의 스텝 S100~스텝 S112 및 도 7의 스텝 S150~스텝 S159의 처리 절차에서는 API 채널을 작성하고, 그 후, 같은 처리 절차를 반복함으로써, API 채널의 작성과 상태 채널의 작성을 다른 타이밍에서 행하도록 해도 된다.

구체적으로는, 유저 작성 프로그램(111)은 모듈 식별자를 포함하지 않는 디바이스 작성 요구를 IF(N측) 부(113)에 통지하고, IF(N측) 부(113)도 마찬가지로, 모듈 식별자를 포함하지 않는 디바이스 작성 요구를 IF(R측) 부(321)에 통지한다. 해당 디바이스 작성 요구를 받은 IF(R측) 부(321)는, API 채널을 작성하고, 디바이스의 작성이 완료된 것을 IF(N측) 부(113)에 통지한다. IF(N측) 부(113)는 디바이스의 작성이 완료된 것을 유저 작성 프로그램(111)에 통지한다.

그 후, 유저 작성 프로그램(111)은, 예를 들면 제어 지령을 발행하기 전 등의 타이밍에서, 해당 제어 지령을 처리하는 제어 지령 모듈(370)의 모듈 식별자를 포함하는 상태 채널 작성 요구를 IF(N측) 부(113)에 통지하고, IF(N측) 부(113)도 마찬가지로, 모듈 식별자를 포함하는 상태 채널 작성 요구를 IF(R측) 부(321)에 통지한다. 해당 상태 채널 작성 요구를 받은 IF(R측) 부(321)는, 상태 채널을 작성하고, 상태 채널의 작성이 완료된 것을 IF(N측) 부(113)에 통지한다. IF(N측) 부(113)는 상태 채널의 작성이 완료된 것을 유저 작성 프로그램(111)에 통지한다.

(모션 제어 처리)

이어서, 모션 제어 장치(10)가 제어 대상 장치(20)를 모션 제어할 때의 처리 절차에 대해 구체적으로 설명한다.

［전제 조건］

이하의 설명에서는, 제어 지시부(110)가, PTP 제어를 실행 가능한 제어 지령 모듈(370A)을 사용하여, 축 1에 대응하는 제어 대상 장치(축 1)(20－1) 및 축 2에 대응하는 제어 대상 장치(축 2)(20－2)에 대해서 모션 제어를 행하는 것으로 한다. 또, 제어 지시부(110)가 생성한 디바이스의 디바이스 식별자는 D1이고, 해당 디바이스에 대응하는 API 채널 식별자는 API 채널 1인 것으로 한다. 또, API 채널 1 및 제어 지령 모듈(370A)에 대응하는 상태 채널 A는 이미 생성되어 있는 것으로 한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 제어 지시부(110)는 PTP 제어에 관한 API 함수를 호출함으로써, 축 1 및 축 2의 2축을 동시에 제어하는 것으로 한다.

도 10 및 도 11은, 모션 제어 장치(10)가 행하는 모션 제어 처리의 일례를 나타내는 도면이다. 우선, 도 10을 이용하여, API 버퍼(340)의 작성으로부터, API 버퍼(340)에 API 정보가 큐잉될 때까지의 처리 절차에 대해 설명한다.

［API 버퍼 작성, API 정보 축적］

우선, 유저 작성 프로그램(111)은 API 버퍼(340)의 작성을 지시하는 API 함수를 호출한다. 해당 API 함수가 호출되면, 지령 접수부(112)는 API 버퍼의 작성을 IF(N측) 부(113)에 통지한다(S200). 해당 통지에는 작성하는 API 버퍼(340)에 대응하는 API 버퍼 식별자가 포함된다. API 버퍼 식별자는 어떻게 결정되어도 되지만, 예를 들면, 스텝 S200의 처리 절차를 행하기 전에, 예를 들면 메인 처리부(320)로부터 불출되는 것으로 해도 된다. 여기에서는 API 버퍼 식별자는 「1」이라고 가정한다.

IF(N측) 부(113)는 조작 채널을 통해서, API 버퍼(340)의 작성을 메인 처리부(320)에 요구한다(S201). 해당 요구에는 API 버퍼 식별자가 포함된다. 메인 처리부(320)는 API 버퍼 식별자 「1」에 대응하는 API 버퍼(340)를 작성한다(메모리 영역을 확보한다)(S202).

이어서, 유저 작성 프로그램(111)이 API 버퍼 식별자 「1」을 지정하고 API 정보의 기록을 개시하는(API 정보의 큐잉을 개시하는) 것을 지시하는 API 함수를 호출하면, 지령 접수부(112)는 해당 API 정보의 기록을 개시하는 것을 IF(N측) 부(113)에 통지한다(S203). IF(N측) 부(113)는 해당 API 정보의 기록을 개시하는 것을 디바이스 관리부(120)에 통지한다(S204). 디바이스 관리부(120)는 API 채널 1의 「API 버퍼 식별자」에 「1」을 세트함과 아울러, 「기록 중 플래그」를 세트한다(S205).

기록 중 플래그는 유저 작성 프로그램(111)이 호출한 API 함수에 대응하는 API 정보를, 일단 API 버퍼(340)에 큐잉하고 나서 정주기 처리부(360)에 건네주는지, 또는, 유저 작성 프로그램(111)이 호출한 API 함수에 대응하는 API 정보를, API 버퍼(340)에 큐잉하지 않고 직접, 정주기 처리부(360)에 건네주는지를 전환하기 위해서 이용된다. 구체적으로는, 플래그가 세트되어 있는 동안에 API 채널에 API 정보가 격납되었을 경우, API 채널에 격납된 API 정보는, API 실행 요구 처리부(330)에 의해 API 버퍼(340)에 큐잉된다. 한편, 해당 플래그가 세트되어 있지 않은 상태에서 API 채널에 API 정보가 격납되었을 경우, API 채널에 격납된 API 정보는, API 실행 요구 처리부(330)에 의해 취득되어 정주기 처리부(360)에 건네져, 정주기 처리부(360)에서 실행된다.

이어서, 유저 작성 프로그램(111)은 축 1에 지시하는 지령값, 축 2에 지시하는 지령값 및 디바이스 식별자(여기에서는 D1)를 인수로 지정하고, PTP 제어를 행하기 위한 API 함수를 호출한다. 해당 API 함수가 호출되면, 지령 접수부(112)는 호출된 API 함수에 대응하는 API 정보를 IF(N측) 부(113)에 통지한다(S206).

이어서, IF(N측) 부(113)는 API 정보를 API 채널 1에 격납한다(S207). 구체적으로는, API 채널 1의 「디바이스 식별자」, 「모듈 식별자」 및 「제어 지령 식별자」에, 각각, 「D1」, 「제어 지령 모듈 A」 및 「PTP」를 격납한다. 또, 「지령값」에는 축 1의 지령값 및 축 2의 지령값을 격납한다. 「API 버퍼 식별자」 및 「기록 중 플래그」에는, 스텝 S205의 처리 절차에서 격납된 정보가 그대로 격납되어 있다.

덧붙여, API 채널에 격납하는 「모듈 식별자」는, 제어 지령 모듈(370)을 명시적으로 특정 가능한 식별자로 한정되지 않고, 제어 지령 모듈(370)을 암시적으로 나타내는 식별자여도 된다. 또, API 채널로부터 「모듈 식별자」를 생략하도록 해도 된다. 본 실시 형태에서는, 「제어 지령 식별자」로 나타내지는 제어 지령을 실행하는 제어 지령 모듈(370)은 1개인 것으로부터, 제휴부(310)는 제어 지령 식별자에 기초하여, 제어 지령 모듈(370)을 고유하게 특정하는 것이 가능하기 때문이다.

API 실행 요구 처리부(330)는 API 채널 1의 「기록 중 플래그」가 세트되어 있는 경우, API 채널 1에 격납되어 있는 API 정보(「디바이스 식별자」, 「모듈 식별자」, 「제어 지령 식별자」, 「API 버퍼 식별자」 및 「지령값」)를 취득한다(S208). 또, 취득한 API 정보를, 스텝 S208에서 취득한 「API 버퍼 식별자」에 대응하는 API 버퍼(340)에 큐잉한다(S209).

제어 지시부(110)가 복수의 API를 호출하는 경우, 스텝 S206~스텝 S209의 처리 절차가 반복됨으로써, 복수의 API 정보가 API 버퍼(340)에 큐잉된다.

API 버퍼(340)에 큐잉되게 하는 API 함수의 호출이 완료되면, 유저 작성 프로그램(111)은 API 버퍼(340)로의 API 정보의 기록을 종료하는(API 정보의 큐잉을 종료하는) 것을 지시하는 API 함수를 호출한다. 제어 지시부(110)는 API 버퍼(340)로의 API 정보의 기록을 종료하는 것을 IF(N측) 부(113)에 통지하고(S210), IF(N측) 부(113)는 해당 통지를 디바이스 관리부(120)에 통지한다(S211). 디바이스 관리부(120)는 API 채널 1에 세트되어 있는 기록 중 플래그를 소거한다(S212).

API 버퍼(340)는 유저 작성 프로그램(111)(보다 상세하게는 디바이스)의 지시에 의해 생성되지만, 1개의 유저 작성 프로그램(111)이 복수의 API 버퍼(340)를 작성하는 것이 가능하다. 또, 복수의 유저 작성 프로그램(111)이 동일한 API 버퍼(340)를 공용하는 것도 가능하다. 본 실시 형태에서는, 1개의 유저 작성 프로그램(111)이 복수의 API 버퍼(340)를 이용 가능하게 함으로써, 복수의 복잡한 모션 제어를 동시에 동작시키는 것을 가능하게 하고 있다. 또, 복수의 유저 작성 프로그램(111)이 동일한 API 버퍼(340)를 공용하는 것을 가능하게 함으로써, 유저가 유저 작성 프로그램(111)을 작성할 때의 자유도를 높일 수 있다.

［제어 대상 장치의 제어］

다음에, 도 11을 이용하여, API 버퍼(340)에 큐잉된 API 정보에 따라서, 제어 대상 장치(축 1)(20－1) 및 제어 대상 장치(축 2)(20－2)를 제어할 때의 처리 절차에 대해 설명한다.

도 11에 나타내는 것 같이, 제어 지령 모듈(370A)은 제어 지령 모듈(370A)이 동시에 제어 가능한 복수의 축에 대해, 축마다, 지령값과, 지령값을 갱신한 것을 나타내는 실행 플래그를 격납하는 메모리 영역(371)을 유지하고 있다. 도 11의 예에서는, 제어 지령 모듈(370A)은 최대 128축까지 동시 제어하는 것이 가능하고, 축 1~축 128의 각각에 대해서, 지령값 및 실행 플래그를 격납하기 위한 메모리 영역(371)을 가지고 있다. 실행 플래그에는, 「실행 중」 또는 「실행 완료」중 어느 것이 격납된다. 「실행 중」은 제어 지령 모듈(370A)이 모션 제어 사이클에 따라서 축을 제어 중인 것을 나타내고, 「실행 완료」는 축의 제어가 완료된 상태인 것을 나타낸다.

여기서, IF 부(380)는 정주기 처리부(360)가 동시에 제어 가능한 복수의 축에 대해, 축마다, 보간 지령값 및 피드백 정보를 격납하기 위한 메모리 영역(381)을 가지고 있다. 도 11의 예에서는, IF 부(380)에는, 축 1~축 128의 각각에 대해서, 보간 지령값 및 피드백 정보를 격납 가능한 메모리 영역(381)을 가지고 있다.

우선, 유저 작성 프로그램(111)은 API 버퍼 식별자(1)에 대응하는 API 버퍼(340)에 대해서, 실행을 개시하는 것을 나타내는 API 함수를 호출한다. 구체적으로는, 유저 작성 프로그램(111)은 해당 API 함수의 인수에, API 버퍼 식별자(1)를 설정한다. 이어서, 지령 접수부(112)는 API 버퍼 식별자(1)의 API 버퍼로부터 API 정보를 취출하여 제어 지령 모듈(370)에 건네주는 처리를 개시할 것을 IF(N측) 부(113)에 통지한다(S250). IF(N측) 부(113)는 API 버퍼 식별자(1)의 API 버퍼로부터 API 정보를 취출하여 제어 지령 모듈(370)에 건네주는 처리를 개시할 것을, 조작 채널을 통해서 지령 실행 처리부(350)에 통지한다(S251).

IF(N측) 부(113)로부터 통지를 받은 지령 실행 처리부(350)는, 지정된 API 버퍼(340)에 격납되어 있는 API 정보를 취득하여 정주기 처리부(360)에 건네준다. 구체적으로는, 지령 실행 처리부(350)는 API 버퍼 식별자 「1」에 대응하는 API 버퍼(340)로부터 API 정보를 1개 취득한다. 취득한 API 정보의 「모듈 식별자」, 「제어 지령 식별자」 및 「지령값」에는, 각각, 「제어 지령 모듈 A」, 「PTP」 및 「축 1의 지령값 및 축 2의 지령값」이 격납되어 있다. 지령 실행 처리부(350)는 API 정보의 「모듈 식별자」에 의해 지정된 제어 지령 모듈(370A)에 대해서, 실행할 제어 지령 식별자(여기에서는 PTP)를 통지한다(S253). 이어서, 지령 실행 처리부(350)는 제어 지령 모듈(370A)의 메모리 영역(371)에 있어서의 축 1의 지령값 및 축 2의 지령값을, API 정보로부터 취득한 축 1의 지령값 및 축 2의 지령값으로 갱신함과 아울러, 축 1의 실행 플래그 및 축 2의 실행 플래그를 「실행 중」으로 변경한다(S254).

이어서, 제어 지령 모듈(370A)은 메모리 영역(371)에 격납된 축 1 및 축 2의 지령값에 기초하여, 축 1 및 축 2에 대한 보간 지령값을 산출하고, 산출한 보간 지령값을 IF 부(380)에 격납한다(S260). 보간 지령값은 제어 지령의 내용에 따라 소정의 로직으로 산출된다. 소정의 로직으로서는, 예를 들면, 종래의 PTP 제어에 있어서의 제어 로직 등을 이용할 수 있다. 통신 모듈(390)은 IF 부(380)에 격납된 축 1 및 축 2의 보간 지령값을 취득하고, 축 1 및 축 2의 통신 인터페이스 규격에 따른 신호로 변환하여 제어 대상 장치(축 1)(20－1) 및 제어 대상 장치(축 2)(20－2)에 송신한다(S261).

스텝 S260 및 스텝 S261의 처리 절차가 모션 제어 사이클(예를 들면 1ms 간격이나 0.5ms 간격 등)에 따라서 반복됨으로써, 축 1 및 축 2가 보간 지령값에 따라서 스무스하게 동작한다. 축 1 및 축 2의 상태가 지령값에 도달하면, 제어 지령 모듈(370A)은 축 1 및 축 2의 실행 플래그를 「실행 완료」로 갱신한다. 축 1 및 축 2의 실행 플래그가 「실행 완료」로 갱신된 것을 검출한 지령 실행 처리부(350)는, 다음에 API 버퍼(340)에 격납되어 있는 API 정보를 읽어내어, 상술한 스텝 S253 및 스텝 S254의 처리 절차를 반복하여 행한다. 이것에 의해, 제어 지령 모듈(370A)의 메모리 영역(371)에 있어서의 지령값이 갱신되고, 재차, 스텝 S260 및 스텝 S261의 처리 절차가 실행된다. 이상 설명한 스텝 S252~스텝 S261의 처리 절차의 동작이, API 버퍼(340)가 빌 때까지 반복된다.

여기서, 통신 모듈(390)은 제어 대상 장치(축 1)(20－1) 및 제어 대상 장치(축 2)(20－2)로부터 피드백 정보를 취득하고, 공통 신호 포맷의 피드백 정보로 변환하여 IF 부(380)에 격납한다(S262). 이어서, 제어 지령 모듈(370A)은 IF 부(380)에 격납된 축마다의 피드백 정보를 취득한다(S263). 스텝 S262 및 스텝 S263의 처리 절차는, 모션 제어 사이클에 따라서 반복되도록 해도 되고, 모션 제어 사이클과는 상이한 주기(예를 들면 수ms 주기 등)로 반복되도록 해도 된다.

제어 지령 모듈(370A)은 취득한 축 1 및 축 2의 피드백 정보를 메인 처리부(320)에 통지한다(S264). 메인 처리부(320)는 통지된 축 1 및 축 2의 피드백 정보를 상태 채널 A에 격납한다(S265). 유저 작성 프로그램(111)이 상태 채널 A에 대응하는 피드백 정보를 읽어내는 API 함수를 호출하면, 지령 접수부(112)는 IF(N측) 부(113)에 대해서, 상태 채널 A에 격납된 피드백 정보를 읽어낼 것을 통지한다. IF(N측) 부(113)가 읽어낸 피드백 정보는, 지령 접수부(112)를 통해서 유저 작성 프로그램(111)에 전달된다. 이것에 의해, 유저 작성 프로그램(111)은 각 축이 어떻게 동작하고 있는지를 파악할 수 있고, 예를 들면, 축의 상태에 기초하여 제어 지령을 전환하는 것 같은 복잡한 모션 제어를 실현할 수 있다.

덧붙여, 제어 지령 모듈(370A)은 스텝 S260의 처리 절차에 있어서, 예를 들면 모션 제어 사이클마다 피드백 정보에 포함되는 축 1 및 축 2의 상태를 참조하여, 축 1 및 축 2가 의도하는 동작을 행하고 있는지를 모션 제어 사이클마다 확인하면서 다음의 모션 제어 사이클에 있어서의 보간 지령값을 산출하도록 해도 된다.

도 12는 제어 지령 모듈(370)이 행하는 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다. 우선, 제어 지령 모듈(370)은 메모리 영역(371)으로부터, 실행 플래그가 「실행 중」으로 세트된 축에 대한 지령값을 취득한다(S300). 이어서, 제어 지령 모듈(370)은 지령값에 기초하여, 1 모션 제어 사이클분의 지령값(즉 보간 지령값)을 산출하고(S301), 산출한 보간 지령값을, IF 부(380)의 메모리 영역(381)에 격납한다(S302). 이어서, 제어 지령 모듈(370)은 IF 부(380)로부터 축마다의 피드백 정보를 취득한다(S303). 이어서, 제어 지령 모듈(370)은 스텝 S300에서 지령값을 취득한 축에 대해, 피드백 정보가 지령값에 도달해 있는지 여부를 판정한다(S304). 지령값에 도달해 있는 경우는, 해당 축의 실행 플래그를 「실행 완료」로 세트하고, 처리를 종료한다. 지령값에 도달해 있지 않은 경우는, 다음의 모션 제어 사이클까지 대기하고(S305) 스텝 S301의 처리 절차로 진행한다. 덧붙여, 스텝 S303의 처리 절차를 생략하고, 스텝 S304의 처리 절차를, 축의 동작이 지령값에 도달해 있는지 여부를, 현대 제어 이론을 이용함으로써 피드백 정보를 이용하지 않고 판정하는 것으로 치환하도록 해도 된다.

(에러 핸들링 처리)

［제어 지시부의 크래쉬］

다음에, 제어 지시부(110)가 어떠한 이유로 크래쉬됐을 때 행해지는 처리 절차에 대해 설명한다. 디바이스 관리부(120)는 제어 지시부(110)가 생존(동작)하고 있는 것을 정기적으로 감시하여, 제어 지시부(110)가 생존하고 있는 동안, 제어 지시부(110)가 생존하고 있는 것을 나타내는 생존 보고를 API 채널에 기입한다. IF(R측) 부(321)는 각 제어 지시부(110)가 생존하고 있는 것을 나타내는 생존 보고의 유무를, 각 API 채널을 참조함으로써 주기적으로 취득하고, 생존 보고가 소정의 기간 동안 되지 않은 경우, 생존 보고가 보고되지 않았던 제어 지시부(110)에 대응하는 API 채널을 파기(소거)한다(해당 API 채널의 메모리 영역을 해방한다). 이하, 도면을 이용하여 제어 지시부가 크래쉬됐을 때의 처리 절차를 구체적으로 설명한다.

도 13은 제어 지시부가 크래쉬된 경우의 처리 절차의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13의 설명에서는, 전술한 「(디바이스 작성 처리)」에서 설명한 전제 조건과 동일한 전제 조건이 적용되는 것으로 한다.

디바이스 관리부(120－1) 및 디바이스 관리부(120－2)는, 각각, API 채널 1 및 API 채널 2에 생존 보고를 주기적으로 기입하도록 구성되어 있다(S400, S401). 생존 보고는, 예를 들면 타임 스탬프여도 된다. 또, 주기는 임의이지만, 예를 들면, 1초 간격이나 10초 간격과 같은 주기여도 된다. 여기서, 제어 지시부(1)(110－1)가 크래쉬된 것으로, 디바이스 관리부(120－1)가 생존 보고를 API 채널 1에 기입하지 않게 되었다고 가정한다(S400).

그 후, 제어 지시부(1)(110－1)가 재기동하면, 제어 지시부(1)(110－1)는 디바이스 작성 요구를 IF(N측) 부(113－1)에 통지한다(S410). 스텝 S411 및 스텝 S412의 처리 절차는, 각각, 도 6의 스텝 S105 및 스텝 S106과 동일하기 때문에 설명은 생략한다. 덧붙여, IF(N측) 부(113－1)는 조작 채널의 어드레스 범위를, 각 IF(N측) 부(113)로부터 공통으로 참조 가능한 리소스(파일 또는 공통의 변수 등)로부터 취득한다.

이어서, IF(R측) 부(321)는 공유 메모리(200)에 API 채널에 사용하는 메모리 영역을 확보한다(S413). 또, IF(R측) 부(321)는 디바이스 식별자 및 API 채널 식별자를 결정한다. 여기에서는, 디바이스 식별자를 예를 들면 「D3」으로 결정하고, API 채널 식별자를 예를 들면 「API 채널 3」으로 결정했다고 한다. IF(R측) 부(321)는 확보한 API 채널 1의 어드레스 범위를, 어드레스 관리 정보에 격납함과 아울러, 디바이스 관리 정보에, 디바이스 식별자(D3) 및 API 채널 3이 대응지어진 레코드를 추가한다. 스텝 S414~스텝 S416의 처리 절차는, 각각 도 6의 스텝 S110~스텝 S112와 동일하기 때문에 설명은 생략한다.

이어서, IF(R측) 부(321)는 API 채널 1에서 생존 보고가 소정의 기간 기입되고 있지 않은 것을 검출하고, API 채널 1을 파기한다(S417). 또, IF(R측) 부(321)는 디바이스 관리 정보로부터, API 채널 1을 포함하는 레코드를 삭제하고, 또한, 어드레스 관리 정보로부터, API 채널 1의 어드레스 범위가 격납된 레코드를 삭제한다.

덧붙여, IF(R측) 부(321)가 생존 보고가 기입되고 있지 않은 것을 검출하는 타이밍에 따라서는, 스텝 S417의 처리 절차가, 스텝 S414의 처리 절차보다 앞에 이루어지는 것도 상정된다. 이 경우, IF(R측) 부(321)는 공유 메모리(200)에, API 채널에 사용하는 메모리 영역을 확보할 때, 파기된 API 채널 1의 메모리 영역(즉, 빈메모리 영역)을, 새롭게 생성하는 API 채널의 메모리 영역으로서 확보하도록(재이용하도록) 해도 된다.

본 실시 형태에서는, 2 이상의 조작 채널이 공유 메모리(200)에 확보되는 경우는 없고, 또, 상태 채널이, 리얼타임 OS(300)에 실장된 제어 지령 모듈(370)의 수 이상으로 확보되는 경우는 없다. 한편, 공유 메모리(200)에 확보되는 API 채널의 수는, 기동되는 제어 지시부(110)의 수나 제어 지시부(110)가 작성하는 디바이스의 수에 따라 변화한다. 그 때문에, 이용되지 않게 된 API 채널이 공유 메모리(200)에 계속 남으면, 공유 메모리(200)의 빈 리소스가 부족하여 모션 제어 장치(10) 자체가 동작 불능으로 될 가능성이 있다. 이상 설명한 에러 핸들링 처리에 의하면, 생존 보고가 기입되지 않게 된 API 채널은 공유 메모리(200)로부터 소거되는 것으로부터, 제어 지시부(110)가 여러 번 크래쉬됨으로써 공유 메모리(200)의 리소스가 부족할 가능성을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또, 이상 설명한 에러 핸들링 처리에 의하면, 제어 지시부(110)가 크래쉬된 경우, 해당 제어 지시부(110)에 관계가 있는 API 채널의 삭제나 작성만이 행해지고, 크래쉬되어 있지 않은 다른 제어 지시부(110)가 사용하고 있는 API 채널이나 상태 채널에 대해서는, 공유 메모리(200)에 그대로 계속 확보되게 된다. 즉, 제어 지시부(110)가 크래쉬되었다고 하더라도, 크래쉬되어 있지 않은 다른 제어 지시부(110)는, 아무런 영향을 받는 일 없이 동작을 계속하는 것이 가능하게 된다.

［제휴부의 크래쉬］

제휴부(310)가 크래쉬된 경우, IF(R측) 부(321)는 자신이 기억하고 있는 디바이스 관리 정보(도 9의 (b), 상태 채널 관리 정보(도 9의 (c)) 및 어드레스 관리 정보(도 9의 (e))가 소실되어 버리게 된다. 이들 정보가 소실되어 버리면, IF(R측) 부(321)는 각 채널에 엑세스하는 것을 할 수 없게 된다.

이에, 본 실시 형태에서는, 공유 메모리(200)에 있어서의 미리 정해진 영역에, 조작 채널, API 채널 및 상태 채널을 위해서 확보되어 있는 어드레스 범위를 나타내는 정보와, 각 어드레스 범위가 어느 채널을 위해서 확보되어 있는 메모리 영역인지를 나타내는 정보를 격납해 둔다. 제휴부(310)가 크래쉬되어 재기동됐을 경우, 제휴부(310)는 해당 미리 정해진 영역에 액세스함으로써, 조작 채널, API 채널 및 상태 채널이 확보되어 있는 어드레스 범위 등을 인식하고, 인식한 정보에 기초하여, 디바이스 관리 정보, 상태 채널 관리 정보 및 어드레스 관리 정보를 생성한다.

이것에 의해, 제휴부(310)가 크래쉬된 경우라도, 제어 지시부(110) 측에서 재차 디바이스 생성 처리 등을 다시 하는 일 없이, 모션 제어 장치(10)의 동작을 복구시키는 것이 가능하게 된다.

(프로토콜 변환 처리)

모션 제어 장치(10)는 통신 인터페이스 규격이 상이한 복수의 제어 대상 장치(20)를 동시에 제어할 수 있다. 이러한 제어를 실현하기 위해서, IF 부(380)의 메모리 영역(381)에서는, 공통 신호 포맷에 따른 보간 지령값 및 피드백 정보를 유지한다. 공통 신호 포맷은 어떠한 포맷이어도 되지만, 복수의 통신 인터페이스 규격과의 사이에서 서로 변환(프로토콜 변환) 가능하도록, 해당 복수의 통신 인터페이스 규격의 필수 항목을 모두 함유하는 포맷인 것이 바람직하다.

제어 지령 모듈(370)은 공통 신호 포맷에 따라서 보간 지령값을 생성하여 IF 부(380)에 격납한다. 또, 통신 모듈(390)은 보간 지령값을 IF 부(380)로부터 취득하고, 취득한 보간 지령값을, 공통 신호 포맷으로부터, 통신 모듈(390)이 신호의 송수신을 행하는 제어 대상 장치(20)의 통신 인터페이스 규격에 대응하는 신호 포맷으로 변환하고 나서 제어 대상 장치(20)에 송신한다.

마찬가지로, 통신 모듈(390)은 제어 대상 장치(20)로부터 피드백 정보를 수신하고, 수신한 피드백 정보를, 제어 대상 장치(20)의 통신 인터페이스 규격에 대응하는 신호 포맷으로부터, 공통 신호 포맷으로 프로토콜 변환하고 나서 IF 부(380)에 격납한다.

각 통신 모듈(390)이 담당하는 축(각 통신 모듈(390)이 담당하는 제어 대상 장치(20)와 같은 뜻) 및 IF 부에 있어서의 축마다의 어드레스 범위는, 매핑 정보에 정의되어 있다. 각 통신 모듈(390)은 매핑 정보에 기초하여, 각 통신 모듈(390)이 담당해야 하는 축(제어 대상 장치(20)) 전용으로 확보된 메모리 영역(381)에 액세스함으로써 보간 지령값을 취득함과 아울러, 피드백 정보를 메모리 영역(381)에 격납한다. 마찬가지로, 각 제어 지령 모듈(370)은 매핑 정보에 기초하여, 각 축 전용으로 확보된 메모리 영역(381)에 액세스함으로써 보간 지령값을 취득함과 아울러, 피드백 정보를 메모리 영역(381)에 격납한다.

도 14는 매핑 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 매핑 정보(410)에는, 축(제어 대상 장치(20))마다, 각 축을 담당하는 통신 모듈(390)과, 통신 인터페이스 규격에서 사용되는, 제어 대상 장치(20)를 고유하게 특정하는 식별자(슬레이브 번호)가 대응지어져 있다.

도 14의 예에서는, 축 1은 EtherCAT(등록상표)에 대응하는 통신 모듈(390)이 담당하고, EtherCAT(등록상표)에 있어서의 슬레이브 1에 접속된 제어 대상 장치(20)에 대응하고 있는 것이 정의되어 있다. 마찬가지로, 축 2는 EtherCAT(등록상표)에 대응하는 통신 모듈(390)이 담당하고, EtherCAT(등록상표)에 있어서의 슬레이브 2에 접속된 제어 대상 장치(20)에 대응하고 있는 것이 정의되어 있다. 마찬가지로, 축 3은 RTEX(등록상표)에 대응하는 통신 모듈(390)이 담당하고, RTEX(등록상표)에 있어서의 슬레이브 1에 접속된 제어 대상 장치(20)에 대응하고 있는 것이 정의되어 있다. 덧붙여, 매핑 정보는, 예를 들면, 복수의 통신 모듈(390)이 액세스 가능한 리얼타임 OS(300) 상의 소정의 영역에 격납되어 있어도 된다. 혹은, 각 통신 모듈(390)이 자신에게 관계가 있는 축에 관한 매핑 정보를 스스로 유지하도록 해도 된다. 예를 들면, EtherCAT(등록상표)에 대응하는 통신 모듈(390)은, 축 1 및 축 2에 대응하는 슬레이브 번호가 격납된 매핑 정보를 유지하고, RTEX(등록상표)에 대응하는 통신 모듈(390)은, 축 3에 대응하는 슬레이브 번호가 격납된 매핑 정보를 유지하도록 해도 된다.

도 15는 프로토콜 변환 처리의 처리 절차의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 통신 모듈(390－1) 및 통신 모듈(390－2)은, 제휴부(310)로부터의 지시에 의해 기동한 타이밍(도 6의 스텝 S102) 등, 적어도 제어 대상 장치(20)와의 사이에서 통신을 개시하기 전에 매핑 정보(410)를 읽어냄으로써 자신이 제어해야 할 축의 정보를 취득해 둔다. 덧붙여, 이하의 처리 절차에 있어서, IF 부(380)에 격납되어 있는 각 축의 보간 지령값 및 피드백 정보를 읽어내는 처리, 및 각 축의 보간 지령값 및 피드백 정보를 IF 부(380)에 기입하는 처리는, 예를 들면, 제어 지령 모듈(370) 및 통신 모듈(390)이 소정의 함수를 호출함으로써 행해진다.

우선, 제어 지령 모듈(370)은 IF 부(380)의 메모리 영역(381)에 공통 신호 포맷에 따라서 격납되어 있는, 축 1~축 3의 보간 지령값을 갱신한다(S500). 통신 모듈(390－1)은 축 1의 보간 지령값 및 축 2의 보간 지령값을 취득하고(S501, S502), 취득한 보간 지령값의 신호 포맷을, 공통 신호 포맷으로부터 EtherCAT(등록상표)의 신호 포맷으로 변환한다. 이어서, 통신 모듈(390－1)은 신호 포맷의 변환을 끝낸 축 1의 보간 지령값 및 축 2의 보간 지령값을, 각각, 제어 대상 장치(20－1) 및 제어 대상 장치(20－2)에 송신한다(S504, S505). 마찬가지로, 통신 모듈(390－2)은 축 3의 보간 지령값을 취득하고(S503), 취득한 보간 지령값의 신호 포맷을, 공통 신호 포맷으로부터 RTEX(등록상표)의 신호 포맷으로 변환한다. 이어서, 통신 모듈(390－2)은 변환한 축 3의 보간 지령값을 제어 대상 장치(20－3)에 송신한다(S506).

다음에, 통신 모듈(390－1)은 제어 대상 장치(20－1) 및 제어 대상 장치(20－2)로부터, 축 1의 피드백 정보 및 축 2의 피드백 정보를 취득하고(S510, S511), 취득한 피드백 정보의 신호 포맷을 EtherCAT(등록상표)의 신호 포맷으로부터 공통 신호 포맷으로 변환한다. 이어서, 통신 모듈(390－1)은 변환한 축 1의 피드백 정보 및 축 2의 피드백 정보를, IF 부(380)의 메모리 영역(381)에 격납한다(S513, S514).

마찬가지로, 통신 모듈(390－2)은 제어 대상 장치(20－3)로부터 축 3의 피드백 정보를 취득하고(S512), 취득한 피드백 정보의 신호 포맷을, RTEX(등록상표)의 신호 포맷으로부터 공통 신호 포맷으로 변환한다. 이어서, 통신 모듈(390－2)은 변환한 축 2의 피드백 정보를, IF 부(380)의 메모리 영역(381)에 격납한다(S515). 제어 지령 모듈(370)은 IF 부(380)의 메모리 영역(381)에 격납되어 있는 축 1~축 3의 피드백 정보를 취득한다(S516).

이상 설명한 프로토콜 변환 처리에서는, 스텝 S500~스텝 S516의 처리 절차가, 모션 제어 사이클마다 반복하여 행해진다.

＜정리＞

이상, 실시 형태에 따른 모션 제어 장치(10)에 대해 설명했다. 제어 대상 장치(20)에 대해서 모션 제어를 행하는 경우, 복수의 제어 대상 장치(20)를 동기시키면서 고정밀도로 동작시키기 위해서는, 모션 제어 사이클(예를 들면 1ms마다나 0.5ms)마다 보간 지령을 제어 대상 장치(20)에 계속 송신하는 것이 필요하다. Windows(등록상표)와 같은 비리얼타임 OS(100)에서는, OS 자신이 행하는 백그라운드 처리 등의 영향에 의해 처리 부하가 높아지면, 실행 중인 프로그램의 동작 속도가 느려져 버리는 것으로부터, 1ms나 0.5ms와 같은 주기로 보간 지령을 제어 대상 장치(20)에 계속 송신하는 것은 곤란하다.

한편, 본 실시 형태에서는, 비리얼타임 OS(100)측에서 복수의 모션 제어 사이클에 걸친 제어 지령(API 정보)을 발행하고, 리얼타임 OS(300)측에서 API 버퍼(340)를 통해서 해당 제어 지령을 취득하여, 모션 제어 사이클마다의 보간 지령을 발행하는 구성을 채용했다. 이것에 의해, 비리얼타임 OS(100)에서의 처리 속도의 변화를 흡수하고, 비리얼타임 OS(100) 및 리얼타임 OS(300)가 인스톨된 범용의 정보 처리 장치를 이용하여 스무스한 고정밀도의 모션 제어를 실행하는 것을 가능하게 했다. 또, 복수의 제어 지령이 발행되는 경우, 해당 복수의 제어 지령이 API 버퍼(340)에 격납되게 된다. 이것에 의해, 각각의 제어 지령에 의한 연속한 모션 제어(모션 제어 시퀀스)를 스무스하게 실행하는 것을 가능하게 했다.

또, 본 실시 형태에서는, 제어 지시부(110)를 비리얼타임 OS(100)측에 배치한 것으로, 모션 제어 사이클에 따른 리얼타임 처리를 실현하면서, 유저가 익숙해진 디자인의 유저 인터페이스를 제공하는 것을 가능하게 했다.

또, 본 실시 형태에서는, 모션 제어를 행할 때 필요하게 되는 API 채널 등의 리소스를 제어 지시부(110)마다(보다 상세하게는 디바이스마다) 준비하도록 했다. 이것에 의해, 제어 지시부(110)가 제어 지령을 발행함으로써 제어 대상 장치(20)를 제어하는 것과 같은 일련의 동작에 필요한 리소스를 제어 지시부(110)마다(즉 유저 작성 프로그램(111)마다) 분리할 수 있고, 만일, 제어 지시부(110)에 크래쉬 등의 이상이 발생했다 하더라도, 해당 이상이 다른 제어 지시부(110)의 동작에 영향을 주어 버릴 가능성을 억제하는 것을 가능하게 했다.

또, 본 실시 형태에서는, 리얼타임 OS(300) 상의 제어 지령 모듈(370)로부터 IF 부(380)까지의 처리를, 공통 신호 포맷을 이용하여 공통화하고, 통신 모듈(390)에서, 공통 신호 포맷으로부터 제어 대상 장치(20)에 대응하는 통신 인터페이스 규격의 신호 포맷으로 프로토콜 변환하도록 했다. 이것에 의해, 모션 제어 장치(10)가 행하는 대부분의 처리를 공통화할 수 있어, 통신 인터페이스 규격이 상이한 복수의 제어 대상 장치(20)를 혼재시킨 제어를, 용이하게 실현하는 것을 가능하게 했다.

＜변형예＞

이상 설명한 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하여 해석하기 위한 것은 아니다. 실시 형태에서 설명한 순서도, 시퀀스, 실시 형태가 구비하는 각 요소 및 그 배치, 재료, 조건, 형상 및 사이즈 등은, 예시한 것으로 한정되는 것은 아니고 적절히 변경할 수 있다. 또, 상이한 실시 형태에서 나타낸 구성끼리를 부분적으로 치환하거나 또는 조합하는 것이 가능하다.

예를 들면, API 채널은 디바이스마다 생성되는 것으로부터, 디바이스가 특정되면 API 채널도 고유하게 특정할 수 있게 된다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서 「API 채널 식별자」를 「디바이스 식별자」로 치환하는 것으로 해도 된다.

Claims

비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS가 인스톨되고, 제어 대상 장치를 모션 제어하기 위한 컴퓨터로 실행되는 기록 매체에 기록된 모션 제어 프로그램으로서,
상기 컴퓨터를,
상기 비리얼타임 OS 상에서 동작하는 접수부와,
상기 리얼타임 OS 상에서 동작하는 채널 관리부와,
상기 리얼타임 OS 상에서 동작하는 정주기 처리부로서 기능시키고,
상기 접수부는 상기 제어 대상 장치가 복수의 모션 제어 사이클에 걸쳐서 행할 동작을 나타내는 제어 지령을 접수하고, 접수한 제어 지령의 내용을 나타내는 제어 지령 정보를 상기 비리얼타임 OS 및 상기 리얼타임 OS로부터 참조 가능한 공유 메모리 중 소정의 어드레스 범위에 확보되는 제어 지령용 채널에 격납하고,
상기 채널 관리부는, 상기 제어 지령용 채널로부터 상기 제어 지령 정보를 취득하여 상기 정주기 처리부에 전달하고,
상기 정주기 처리부는 상기 채널 관리부로부터 전달된 상기 제어 지령 정보에 기초하여, 상기 제어 대상 장치에 대해서 상기 모션 제어 사이클마다 실행시킬 동작을 나타내는 보간 지령을 상기 모션 제어 사이클마다 송신함으로써, 상기 제어 대상 장치를 모션 제어하고,
상기 채널 관리부는, 또한, 상기 채널 관리부가 재기동한 경우, 상기 제어 지령용 채널이 확보되는 상기 소정의 어드레스 범위를 나타내는 정보를 취득함으로써, 상기 소정의 어드레스 범위를 인식하는, 기록 매체에 기록된 모션 제어 프로그램.
청구항 1에 있어서,
상기 공유 메모리의 소정 영역에는, 상기 제어 지령용 채널이 확보되는 상기 소정의 어드레스 범위를 나타내는 정보가 격납되고,
상기 채널 관리부는, 상기 공유 메모리의 상기 소정 영역으로부터, 상기 소정의 어드레스 범위를 나타내는 정보를 취득하는, 기록 매체에 기록된 모션 제어 프로그램.
비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS가 인스톨되고, 제어 대상 장치를 모션 제어하기 위한 모션 제어 장치가 행하는 모션 제어 방법으로서,
상기 모션 제어 장치는
상기 비리얼타임 OS 상에서 동작하는 접수부와,
상기 리얼타임 OS 상에서 동작하는 채널 관리부와,
상기 리얼타임 OS 상에서 동작하는 정주기 처리부를 가지고,
상기 접수부가 상기 제어 대상 장치가 복수의 모션 제어 사이클에 걸쳐서 행할 동작을 나타내는 제어 지령을 접수하고, 접수한 제어 지령의 내용을 나타내는 제어 지령 정보를 상기 비리얼타임 OS 및 상기 리얼타임 OS로부터 참조 가능한 공유 메모리 중 소정의 어드레스 범위에 확보되는 제어 지령용 채널에 격납하는 스텝과,
상기 채널 관리부가, 상기 제어 지령용 채널로부터 상기 제어 지령 정보를 취득하여 상기 정주기 처리부에 전달하는 스텝과,
상기 정주기 처리부가 상기 채널 관리부로부터 전달된 상기 제어 지령 정보에 기초하여, 상기 제어 대상 장치에 대해서 상기 모션 제어 사이클마다 실행시킬 동작을 나타내는 보간 지령을 상기 모션 제어 사이클마다 송신함으로써, 상기 제어 대상 장치를 모션 제어하는 스텝과,
상기 채널 관리부가, 또한, 상기 채널 관리부가 재기동한 경우, 상기 제어 지령용 채널이 확보되는 상기 소정의 어드레스 범위를 나타내는 정보를 취득함으로써, 상기 소정의 어드레스 범위를 인식하는 스텝을 포함하는 모션 제어 방법.
비리얼타임 OS 및 리얼타임 OS가 인스톨되고, 제어 대상 장치를 모션 제어하기 위한 모션 제어 장치로서,
상기 비리얼타임 OS 상에서 동작하는 접수부와,
상기 리얼타임 OS 상에서 동작하는 채널 관리부와,
상기 리얼타임 OS 상에서 동작하는 정주기 처리부를 가지고
상기 접수부는 상기 제어 대상 장치가 복수의 모션 제어 사이클에 걸쳐서 행할 동작을 나타내는 제어 지령을 접수하고, 접수한 제어 지령의 내용을 나타내는 제어 지령 정보를 상기 비리얼타임 OS 및 상기 리얼타임 OS로부터 참조 가능한 공유 메모리 중 소정의 어드레스 범위에 확보되는 제어 지령용 채널에 격납하고,
상기 채널 관리부는, 상기 제어 지령용 채널로부터 상기 제어 지령 정보를 취득하여 상기 정주기 처리부에 전달하고,
상기 정주기 처리부는 상기 채널 관리부로부터 전달된 상기 제어 지령 정보에 기초하여, 상기 제어 대상 장치에 대해서 상기 모션 제어 사이클마다 실행시킬 동작을 나타내는 보간 지령을 상기 모션 제어 사이클마다 송신함으로써, 상기 제어 대상 장치를 모션 제어하고,
상기 채널 관리부는, 또한, 상기 채널 관리부가 재기동한 경우, 상기 제어 지령용 채널이 확보되는 상기 소정의 어드레스 범위를 나타내는 정보를 취득함으로써, 상기 소정의 어드레스 범위를 인식하는, 모션 제어 장치.
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