KR20030036870A

KR20030036870A - 서보제어시스템 및 그의 제어방법

Info

Publication number: KR20030036870A
Application number: KR10-2003-7004614A
Authority: KR
Inventors: 미즈노키미히로; 다카키노부야스
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-05-09
Also published as: JPWO2003017019A1; US7009357B2; TW517182B; JP4678120B2; WO2003017019A1; KR100504636B1; US20050264252A1

Abstract

컨트롤러 #1가 보간지령이 개시된 후 클럭 동기회로(45)의 클럭신호에 동기해서 제1의 연산수단에 의해 보간선상의 길이를 연산하고 이 연산치에 따른 합성궤적용 프레임(100)을 작성하는 제1의 스텝을 실행한 후 송신수단에 의해 합성궤적용 프레임(100)을 컨트롤러 #2에 송신하고 컨트롤러 #2가 수신수단에 의해 합성궤적 연산용 프레임을 수신하는 제2의 스텝을 실행한 후, 컨트롤러 #1,#2가 제2의 연산수단에 의해 합성궤적용 프레임(100)에 따라 보간선상의 위치를 연산하는 제3의 스텝을 실행하는 것이다.

Description

서보제어시스템 및 그의 제어방법{SERVO CONTROL SYSTEM AND ITS CONTROL METHOD}

종래의 서보제어시스템을 일본국 특개평9-269811호 공보에 개시된 도 8에 의해 설명한다. 도 8에서, 서보제어시스템은 상위 제어부로서의 전체의 제어지령을 출력하는 호스트 CPU(6)와 동일한 연산을 실행하는 동시에 하위 제어부로서의 다수의 서보 CPU(8),(9)와 서보 CPU(8)에 접속되는 동시에 직교형의 로봇(15)의 서보모터 M1~M3에 접속된 드라이버 D1~D3와, 서보모터 CPU(9)에 접속되는 동시에 관절형의 로봇(17)의 서보모터(M4),(M5)에 접속된 드라이버 D4,D5로 구성된다.

호스트 CPU(6)에는 위치결정점의 위치데이터등의 입력되는 키보드(10)와, 위치결정 목표점의 위치데이터를 교시하는 교시장치(11)와 외부장치와의 송수신을 가능하게 하는 외부 입출력 회로(13)가 접속되어 있다.

상기와 같이 구성된 서보제어시스템의 동작을 도 8에 의해 설명한다. 보간제어의 개시에 의해 호스트 CPU(6)을 다음의 목표점의 동작지령을 서보 CPU(8),(9)에 송신한다. 서보 CPU(8),(9)는 다음의 목표점을 수신함으로써 동기제어를 위한 동일한 연산을 실행한다.

이 연산의 결과에 따라 서보 CPU(8),(9)는 각 서보모터 M1~M3,M4,M5의 위치피드백 제어연산을 실행하고 위치결정 완료가 호스트 CPU(6)에 송신된다.

이와 같은 서보제어시스템에서는 호스트 CPU(6)에서 동작지령을 각 서보 CPU(8),(9)에 송신해서 각 서보 CPU(8),(9)가 동일한 연산을 실행해서 로봇(15) ,(17)을 동기제어할 수가 있다.

따라서, 제어축수가 비교적 적은 동기제어에서는 유효한 제어시스템이다.

그러나 각 서보 CPU(8),(9)간에서 다수의 모터를 동기제어하면서 보간제어를 실행한다. 예를 들면, 후술하는 바와 같은 제어축수를 다수 구비한 타이어의 성형기를 구동하는 서보제어시스템에서 각 서보 CPU(8),(9)가 동일한 연산을 실행하지 않으면 안된다고 하면 동기 대상의 모터가 증가함에 따라 연산시간도 증가한다. 이 때문에, 보간제어 시간이 길어진다.

이와 같은 해결수단으로서 각 서보 CPU(8),(9)를 처리속도가 빠른 것으로 하면 해결할 수 있으나 처리속도에도 한계가 있다.

한편 모터끼리를 보간제어하는 경우, 도 8에 표시한 바와 같이 다수축 M1~M5있으나, 이를 도 9에 표시한 바와 같이 간략해서 X축, Y축의 2축으로 표시하는 것으로 해서, 도 9에서 보간제어의 연산은 보간선상의 길이 L_t1을 연산하는 합성궤적연산과 보간선상의 길이 L_t1에 따라 각축의 위치 X_t1, Y_t1을 연산시키는 각축 연산으로 되어 있고 합성궤적 연산은, 각 모터끼리 공통이므로, 각 서보 CPU(8),(9)가 같은 합성궤적 연산을 실행해야 할 필연성이 없다. 따라서, 한쪽의 서보 CPU(8) ,(9)가 합성궤적 연산을 실행해서 그 결과를 이용해서 각 서보 CPU(8),(9)가 각축 연산을 실행하는 것이 생각된다.

그러나, 한쪽의 서보 CPU(8),(9)가 합성궤적 연산을 실행하고 있는 동안, 각 서보 CPU(8),(9)가 각축 연산을 할 수 없으므로 합성궤적 연산과 각축 연산시간과의 합이 되는 보간제어 시간은 그다지 감소하지 않는다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 된 것으로, CPU의 처리속도를 빠른 것으로 하지 않고, 다수의 컨트롤러간에서 모터의 각축을 보간제어 시키는 서보제어시스템에서, 이 시스템 전체의 보간제어 처리시간을 감소시키는 서보제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

제1의 발명에 관한 서보제어시스템은 제1 및 제2의 모터의 제1의 각축에 따라 제1의 보간선상의 길이를 연산해서 보간제어하는 제1의 컨트롤러와 제3 및 제4의 모터의 제2의 각축에 따라 제2의 보간선상의 길이를 연산해서 보간제어하는 제2의 컨트롤러를 갖는 서보제어시스템의 길이를 연산하는 정보가 기억된 제1의 기억수단과 제2의 컨트롤러에는, 상기 제2의 보간선상의 길이를 연산하는 정보가 기억된 제2의 기억수단과, 상기 제1 및 제2의 컨트롤러에는 상기 제1, 제2의 보간선상의 길이에 따라 상기 제1 및 제2의 각축의 위치를 연산하는 정보가 기억된 제3의 기억수단과 상기 보간지령을 개시한 후 상기 제1 또는 제2의 기억수단의 정보를 판독하고 상기 제1,제2의 보간선상의 길이를 연산하는 동시에 이 연산치에 따라 제1의 프레임을 작성하는 제1의 연산수단과, 상기 제1의 프레임을 다른 상기 컨트롤러에 송신하는 제1의 송신수단과 상기 제1의 프레임을 수신하는 수신수단과, 상기 제2의 기억수단의 정보를 판독해서 상기 제1, 제2의 보간선상의 길이에 따라 상기 제1, 제2의 각축의 위치를 연산하는 제2의 연산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 서보제어시스템에 의하면, 제1 및 제2의 컨트롤러가 제1의 연산수단에 의해 제1, 제2의 보간선상의 길이를 연산하고, 제1의 송신수단에 의해 이 연산치에 따른 제1의 프레임을 제1의 컨트롤러로부터 제2의 컨트롤러, 제2의 컨트롤러로부터 제1의 컨트롤러에 송신하고, 수신수단에 의해 제1 및 제2의 컨트롤러가 상기 보간선상의 길이를 수신한 후, 제2의 연산수단에 의해 제1, 제2의 보간성상의 길이에 따라 제1, 제2의 각축의 위치를 연산한다.

따라서 동시에 제1 및 제2의 컨트롤러가 제1의 연산수단에 의해 제1, 제2의 보간선상의 길이를 연산한 후 제2의 연산수단에 의해 제1, 제2의 각축의 위치를 연산하므로, 제1의 컨트롤러가 제1의 보간선상의 길이를 연산한 후, 제의 컨트롤러가 제2의 보간선상의 길이를 순서대로 연산하고 제1, 제2의 각축의 위치를 연산하는 서보제어시스템에 비해 보간제어 시간을 단축할 수 있다는 효과가 있다. 또 보간제어 시간과는 보간선상의 길이의 연산시간과 각축의 연산시간과의 합을 말한다.

제2의 발명에 관한 서보제어시스템은 제1의 발명에서 제1 및 제2의 컨트롤러에는, 보간지령을 기억한 제4의 기억수단을 가지고 있고 제1 및 제2의 컨트롤러에는 보간지령의 개시에 따라 제4의 기억수단으로부터 보간지령을 판독해서 제1, 제2의 각축의 지령치를 작성하는 동시에 이 지령치에 따른 제2의 프레임을 작성하는 각축 지령작성수단과, 제2의 프레임을 다른 컨트롤러에 송신하는 제2의 송신수단과, 제1 및 제2의 컨트롤러에는, 제2의 프레임을 수신하는 제2의 수신수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 서보제어시스템에 의하면 각축 지령작성수단에 의해 각축의 위치를 연산시키는 각축 지령을 작성하는 동시에 다른 컨트롤러에 제2의 프레임을 송신해서 제1 및 제2의 컨트롤러가 각축 지령을 수신한다.

따라서, 보간지령 작성수단에 의해 각축의 위치를 연산하므로, 상위 컨트롤러부터의 각축 지령을 받지 않고, 컨트롤러만으로 서보제어시스템을 구축할 수 있다는 효과가 있다.

제3의 발명에 관한 서보제어시스템은 제1의 발명에서 제1 및 제2의 컨트롤러에 보간지령을 송신하는 상위 컨트롤러를 구비하고 상기 상위 컨트롤러에는 상기 보간지령에 의해 제1, 제2의 각축 지령을 작성하는 동시에 상기 제1 및 제2의 컨트롤러에 송신하는 각축 지령작성수단을 소유하고 상기 제1 및 제2의 컨트롤러에는 상기 제1, 제2의 각축 지령을 수신하는 제3의 수신수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 서보제어시스템에 의하면, 상위 컨트롤러가 각축 지령작성수단에 의해 제1, 제2의 각축의 위치를 연산시키는 각축 지령을 작성하는 동시에 제1 및 제2의 컨트롤러가 각축 지령을 수신한다.

따라서 제1 및 제2의 컨트롤러가 제1, 제2의 각축 지령을 작헝할 필요가 없으므로, 제1 및 제2의 컨트롤러의 연산부하가 경감되는 동시에 상위 컨트롤러의 연산부하도 각축 지령을 작성하는 것 뿐이므로 비교적 적다는 효과가 있다.

제4의 발명에 관한 서보제어시스템의 제어방법은, 제1 및 제2의 모터의 제1의 각축에 따라 제1의 보간선상의 길이를 연산해서 보간제어하는 제1의 컨트롤러와 제3 및 제4의 모터의 제2의 각축에 따라 제2의 보간선상의 길이를 연산해서 보간제어하는 제2의 컨트롤러를 갖는 서보제어시스템에서 상기 제1 및 제2의 컨트롤러가 상기 보간지령을 개시한 후 제1의 연산수단에 의해 제1, 제2의 보간선상의 길이를 연산하고 이 연산치에 따른 제1의 프레임을 작성하는 제2의 스텝을 실행한 후, 송신수단에 의해 상기 제1의 프레임을 제1 및 제2의 컨트롤러로부터 상기 다른 컨트롤러에 송신하고 상기 다른 컨트롤러가 수신수단에 의해 상기 제1의 프레임을 수신하는 제2의 스텝을 실행한 후, 상기 제1 및 제2의 컨트롤러가 제2의 연산수단에 의해 상기 제1의 프레임에 따라 상기 제1, 제2의 각축의 위치를 연산하는 제3의 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 서보제어시스템이 제어방법에 의하면 동시에, 제1 및 제2의 컨트롤러가 제1의 연산수단에 의해 제1, 제2의 보간선상의 길이를 연산하고, 제1, 제2의 보간선상의 길이에 따라 제1, 제2의 각축의 연산을 하므로 제1, 제2의 컨트롤러가제1의 보간선상의 길이, 제2에 보간선상의 길이를 순서대로 실행하는 서보제어시스템에 비해 보간제어 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

제5의 발명에 관한 서보제어시스템의 제어방법은 제3의 발명에서 보간지령의 개시에 따라 제1 및 제2의 컨트롤러가 각축 지령작성수단에 의해 제1, 제2의 각축의 지령치를 작성하는 동시에, 상기 각축의 지령치에 따른 제2의 프레임을 다른 컨트롤러에 송신한 후, 제1에서 제3의 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 제어방법에 의하면 보간지령 마다에 각축 지령작성수단에 의해 각축의 위치를 연산하므로, 상위 컨트롤러로부터의 각축 지령을 받지 않고, 컨트롤러만으로 서보제어시스템을 구축할 수 있다는 효과가 있다.

제6의 발명에 관한 서보제어시스템의 제어방법은, 제4의 발명에서 보간지령의 개시에 따라, 상위 컨트롤러가 상기 제1, 제2의 각축의 지령을 작성하는 동시에, 이 제1, 제2의 각축의 지령을 제1 및 제2의 컨트롤러에 송신한 후, 제1에서 제3의 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 서보제어시스템의 제어방법에 의하면 제1 및 제2의 컨트롤러가 각축 지령을 작성할 필요가 없으므로 제1 및 제2의 컨트롤러의 연산부하가 경감되는 동시에 상위 컨트롤러의 연산부하도 각축 지령을 작성하는 것 뿐이므로, 비교적 적다는 효과가 있다.

제7의 발명에 관한 서보제어시스템은 제1 또는 제2의 발명에서 제1의 프레임에는 제1, 제2의 각축의 연산치에 따른 전회의 위치결정 지령위치의 일정범위에 달한 것으로 인해 발생하는 도착지령을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 서보제어시스템에 의하면, 제1, 제2의 각축의 연산치에 따른 도달지령에 기초한 다음의 위치지령의 생성등을 원활하게 실행할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명은 다수의 서보 컨트롤러를 갖는 서보제어시스템에서 서보모터의 각축의 보간제어에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 의한 서보제어시스템에 의해 구동제어 시키는 타이어 성형장치의 정면도.

도 2는 도 1에 표시하는 서보제어시스템의 전체 구성도.

도 3은 도 2의 시스템에 사용하는 합성궤적 연산 프레임(a), 각축 연산용 프레임(b)의 구성도.

도 4는 도 1의 서보제어시스템에 의해 실행되는 보간제어를 X,Y축 평면에서 위치결정 포인트 P₀, P₁, P₂, P₁₁, P₁₂를 표시한 곡선이다.

도 5는 도 1의 서보제어시스템에 의해 도 4에 표시하는 위치결정 포인트에의 동작을 시키는 플로차트.

도 6은 도 1의 서보제어시스템에 의해 도 4에 표시하는 위치결정 포인트 P₀, P₁, P₂, P₁₁, P₁₂에의 동작을 시키는 타임차트.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 서보제어시스템의 전체 구성도.

도 8은 종래의 서보제어시스템의 전체 구성도.

도 9는 위치결정 포인트 P₀, P₁, P₂를 표시하는 곡선.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

실시예 1.

다음에 본 발명에 대해 아래와 같이 실시예를 설명한다.

본 발명의 한 실시예에 의한 서보제어시스템을 도 1 내지 도 4에 의해서 설명한다.

도 1은 한 실시예에 의한 서보제어시스템에 의해 구동하는 타이어 성형장치의 정면도, 도 2는 도 1에 표시하는 타이어 성형장치를 구동시키는 서보제어시스템의 전체 구성도, 도 3은 도 1에 표시하는 시스템에 사용하는 합성궤적 연산용 프레임(a), 각축 연산용 프레임(b)의 구성도, 도 4는 도 1의 서보제어시스템에 의해 실행되는 보간제어를 X, Y축 평면에서 위치결정 포인트 P₀, P₁, P₂, P₁₁, P₁₂를 표시한 곡선이다.

도 1에서, 서보제어시스템을 사용해서 타이어를 성형하는 성형장치(20)는, 중앙에 타이어를 형성하는 드럼(21)을 회전시키는 서보모터(M1)와, 드럼(21)에서 좌측에서 타이어를 형성시키는 소재를 공급하는 좌측의 A소재 공급기(22)와, 드럼 (21)의 우측에서 타이어를 형성시키는 소재를 공급하는 우측의 B소재 공급부(24)로 되어 있다.

좌측의 A소재 공급기(22)에는 소재(a)를 공급하는 동시에 서보모터 M2,M3에 의해 구동되는 벨트 컨베이어 B2,B3와 드럼(21)근방에 위치하는 동시에, 서보모터 M6을 갖는 안내용 벨트 컨베이어 B6을 구비한 제1의 소재공급부와, 소재(b)를 공급하는 동시에 서보모터 M4,M5에 의해 구동되는 벨트 컨베이어 B4,B5를 갖는 제2의 소재공급부를 구비하고 있다.

우측의 B소재 공급기(24)에는 소재 C를 공급하는 동시에, 서보모터 M8,M9에 의해 구동되는 벨트 컨베이어 B8,B9와 드럼(21)근방에 위치하는 동시에 서보모터 M7을 갖는 안내용 벨트 컨베이어 B7을 구비한 제3의 소재공급부와, 소재(d)를 공급하는 동시에, 서보모터 M10,M11에 의해 구동되는 벨트 컨베이어 B10,B11을 갖는 제4의 소재공급부를 구비하고 있다.

이러한 타이어 성형기(20)는 타이어 소재(a~d)를 드럼(21)에 제공하기 위해서는 각 소재공급부를 이룬 서보모터 M2~M6, M8~M11과 드럼(21)의 서보모터 M1과 안내용 벨트 컨베이어 B6(B7)의 서보모터 M6(M7)이 적의 동기제어(보간제어)를 해야 하도록 구성되어 있다.

또 타이어 성형장치(20)는 일반적으로 20종류 정도의 소재가 사용되고, 제어대상 축수가 100축 정도가 되는 일이 많고, 도 1은 간략해서 도시한 것이다.

도 2에서, 서보제어시스템(25)은 버스(30)에 접속되는 동시에 서보모터 M1~M11을 구동하는 컨트롤러 #1~#3를 가지고 있고, 제1의 컨트롤러로서의 컨트롤러 #1에는 서보 드라이버(71a~71d)를 통해서 서보모터 M1~M4이 각각 접속되어 있고, 제2의 컨트롤러로서의 컨트롤러 #2에는 서보 드라이버 72a~72d를 통해서 서보모터 M5~M8이 접속되어 있고, 컨트롤러 #3에는 서보 드라이버 73a~73c를 통해서 서보모터 M9~M11이 접속되어 있고 상기한 바와 같이 각 소재공급부를 이루는 서보모터 M2~M5, M8~M11과 드럼(21)의 서보모터 M1과 안내용 벨트 컨베이어 B6(B7)의 서보모터 M6(M7)과의 각축이 동기제어(보간제어)를 하기 위해 컨트롤러 #1과 컨트롤러 #2(#3)사이에서 소정의 제어를 실행하도록 구성되어 있다.

각 컨트롤러 #1~#3에는 버스(30)에 접속된 버스제어용 I/F 31~33과 버스제어용 I/F 31~33에 접속된 인터럽트 제어회로 35~37을 통해서 접속된 CPU 41~44와 버스제어용 I/F 31~33에 접속된 일정주기의 클럭신호를 발생하는 클럭 발생수단으로서의 클럭 동기회로 45~47과 CPU 41~43에 접속된 메모리 51~53, 통신용 I/F 61~63을 가지고 있고, 통신용 I/F61~63에 각 서보 드라이버(71a~71d), (72a~72d), (73a~73c)가 접속되어 있다.

메모리(51~53)에는 제1의 기억수단으로서으 합성궤적 연산부(51b), 제2의 기억수단으로서 합성궤적 연산부(52b), 합성궤적 연산부(53b), 제3의 기억수단으로서의 각축 연산부(51c~53c)와 제4의 기억수단으로서의 제어명령부(51a~53a)를 구비하고 있다.

여기서, 도 4에서 각축의 보간제어를 하는데는, 보간선상의 길이 L_t1, L_t11을 연산하는 합성궤적 연산과 보간선상의 길이 Lt1에 따라 제1의 각축(보간선상)의 위치 X_t1, Y_t1과 보간선상의 길이 L_t11에 다라 제2의 각축(보간선상)의 위치 X_t1, Y_t11을 연산시키는 각축 연산으로 되어 있다.

제어명령부(51a)에는 보간지령이 되는 개시위치(현재치)P₀, 목표위치 P₁, P₂, 최고 속도치, 가속시간, 감속시간이 기억되고, 제어명령부(52a)에는 보간지령이 되는 개시위치(현재치)P₀, 목표위치 P₁₁, P₁₂, 최고 속도치, 가속시간, 감속시간이 기억되고, 제어명령부(52a)에는 보간지령이 되는 개시위치(현재치)P₀, 목표위치 P₂₁, P₂₂(도시않음), 최고 속도치, 가속시간, 감속시간이 기억되어 있다. 합성궤적 연산부(51b)에는 개시위치 P₀와 목표위치P₁, P₂와의 보간선상의 정보로서의 합성궤적 연산을 하기 위해 전이동거리 속도, 가속시간, 감속시간등의 파라미터가 기억되는 동시에, 소정의 보간 연산식과 연산된 합성궤적 연산치가 기억되고, 합성궤적 연산부(52b),(53b)에는 개시위치 P₀와 목표위치 P₁₁,(P₂₁), P₁₂(P₂₂)의 보간선상의 정보로서의 합성궤적 연산을 하기 위해 전이동거리, 속도, 가속시간, 감속시간등의 파라미터가 기억되는 동시에, 소정의 보간 연산식과 연산된 합성궤적 연산치가 기억되어 있다.

각축 연산부 51c~53c에는 보간선상의 위치를 연산시키는 정보로서의 각축 연산을 하는 현재위치, 전이동거리, 각축의 전이동량이 기억되는 동시에 소정의 보간 연산식과 연산된 각축 연산치가 기억되도록 형성되어 있다.

도 3 및 도 4에서 제1의 프레임으로서의 합성궤적 프레임(100)은 컨트롤러 #1~#3에서 예를 들면 컨트롤러 #1으로 연산된 합성궤적 연산치를 다른 컨트롤러 #2,#3에 송신하는 것으로 컨트롤러 #1~#3을 식별하기 위한 식별번호를 갖는 ID 101과 포인트 P₀~P₁을 번호 1, 포인트 P₁~P₂를 번호 2로 해서 보간의 스테이지를 표시하는 포인트 번호(103)와 제어상태를 표시하는 것으로 예를 들면 전회의 위치결정 지령위치의 일정범위에 달한 것에 의해 발생하는 도달지령으로서의 인포지션 지령(105a), 제어완료 지령(105b)을 갖는 제어상태를 표시하는 지령 종별(105)과 연산된 합성궤적 연산치(107)로 되어 있다.

제2의 프레임으로서의 각축 연산용 프레임(200)은 컨트롤러 #1~#3에서 예를 들면 컨트롤러 #1의 제어명령부(51a)에 기억되어 있는 각축 연산을 실행시키기 위한 지령을 다른 컨트롤러 #2,#3에 송신하는 것으로 컨트롤러 #1~#3를 식별하기 위한 식별번호를 갖는 ID 201과 포인트 번호(103)와 같은 포인트 번호(203)와 직선보간, 원호보간등을 표시하는 제어 종별(205)과 보간동작에 사용하는 대상으로 예를 들면 서보모터 M1,M6를 지정하는 보간 대상축(207)과 각축의 위치결정 위치의 포인트간의 거리가 되는 전이동량(209)과 각 X, Y의 전이동량(211)으로 되어 있다.

컨트롤러 #1의 전이동량(209)에는 각축의 위치결정 위치의 최초의 포인트 P₀와 포인트 P₁,P₂와의 거리가 생성되고 서보모터 M1,M6을 보간 대상축(207)으로 하도록 생성되어 있고 컨트롤러 #2의 전이동량(209)에는 각축의 위치결정 위치의 최초 포인트 P₀와 포인트 P₁₁,P₁₂와의 거리가 생성되고, 서보모터 M4,M5를 보간 대상축 (207)으로 하도록 생성되어 있다.

상기와 같이 구성된 서보제어시스템을 사용해서, 타이어 성형기를 구동시키는 동작에 대해 도 1 내지 도 6에 의해 설명한다.

도 5는 도 1에 표시한 서보제어시스템의 동작을 표시하는 플로차트, 도 6은 마찬가지로 타임차트이다.

타이어 성형장치(20)는 드럼(1)과 벨트 컨베이어 B4,B5,B6을 동기해서 동작시켜, 이 동기 동작에 더해, 벨트 컨베이어 B10,B11을 동기 동작시키거나 벨트 컨베이어 B8,B9를 동기 동작시키기도 한다.

따라서, 간단하게 제1, 제2의 모터로서의 서보모터 M1,M6와 제3, 제4의 모터로서의 서보모터 M4,M5를 각 컨트롤러 #1,#2간에서 동기 제어시키는 예에 대해 설명한다.

지금, 드럼(21)과 벨트 컨베이어(B6)를 구동시키는 서보모터 M1,M6과 밸브 컨베이어 B4,B5를 구동시키는 서보모터 M4,M5를 각 컨트롤러 #1,#2간에서 동기 제어시키는 경우 서보모터 M1,M5의 제1의 각축(X축 상당)을 각각 소정량 회전시켜, 서보모터 M6,M4의 제2의 각축(Y축 상당)을 각각 소정량 회전시키게 되므로, 도 4에 표시한 바와 같이, 이러한 동기 제어를 보간제어로서도 포착할 수가 있다. 따라서 서보모터 M1,M4,M5,M6를 도 4에 표시한 바와 같이 X,Y축의 2축 평면에서 위치결정 포인트 P₀→P₁→P₂, P₀→P₁₁→P₁₂을 제어하는 것으로 해서 설명한다.

상기와 같이 구성된 서보제어시스템의 동작을 도 1 내지 도 6에 따라 설명한다.

지금 클럭 동기회로 45~47에 의해 연산 클럭이 버스제어용 I/F31~33에 입력되어 있다.

시간 t1에서 외부장치(도시않음)로부터 보간의 개시지령이 컨트롤러 #1,#2에 입력되면(스텝 S201), 컨트롤러 #1,#2의 CPU(41),(42)는 제어명령부(51a),(52a)로부터의 기억정보에 따라 포인트 P₁,P₁₁의 각축 지령을 연산하기 위한 각축 연산용 프레임(200)을 작성하고(각축 지령 작성수단, 스텝 S203),시간 t2에서 CPU 41(42)는 이 연산용 프레임(200)을 버스제어용 I/F 31(32) →버스 30 →버스제어용 I/F 32(31)에서 송신하고(제2의 송신수단, 스텝 S205), 컨트롤러 #2,#1의 CPU 42 (41)는 슬레이브 처리로 이 연산용 프레임(200)을 버스제어용 I/F 32,(33)에서 수신 (제2의 수신수단)해서 메모리 52(51)의 각축 연산부 52c(51c)에 기억한다(스텝 S221).

시간 t3에서 컨트롤러 #1,#2의 CPU 41,(42)는 보간지령으로서의 보간제어신호를 온해서 인터럽트 제어회로 35(36)로부터 인터럽트 신호를 발생해서 인터럽트 신호를 버스제어용 I/F 31(32) →버스 30 →버스제어용 I/F 32(31)에 송신하고(스텝 S207), 컨트롤러 #2(#1)의 CPU 42(41)는 슬레이브 처리로서 버스제어용 I/F 32 (31)에서 수신하고(스텝 S223), 자국의 컨트롤러 #1,#2가 관리하는 축인기라를 각축 연산용 프레임(200)의 보간대상축(207)에 의해 판단하고(스텝 S225), 컨트롤러 #1,#2가 관리하는 축이므로, 메모리 51(52)의 각축 연산부 51c(51c)의 각축 연산용 프레임(200)을 유효로 하는 플래그를 1로 하고(스텝 S209, S227), 각축 연산용 프레임(200)이 유효한지 아진지를 판단하고(스텝 S211, S229), 유효하므로 시간 t4에서 컨트롤러 #1(#2)의 CPU(42)는 클럭 동기회로(45)의 연산클럭(클럭 신호)에 동기하고, 제1의 연산수단으로 기능하고, 즉 현시점에서의 포인트 P₀-P₁,(P₀-P₁₁)간의 보간선상의 길이로서위 합성궤적의 이동거리 L_t1,(L_t2)를 구하는 동시에 보간의 제어상태에 따라, 예를 들면 전번의 위치결정 지령위치의 일정범위에 달한 것으로 인포지션 지령(105a)등을 설정하고 합성궤적 연산치를 갖는 합성궤적용 프레임(100)을 작성하고(제1의 스텝, 스텝 S213), 시간 t5에서 컨트롤러 #1(#2)의 CPU 41(42)는 버스제어용 I/F 31(32) →버스 30 →버스제어용 I/F 32(31)에 송신(제1의 송신수단, 스텝 S215)하고, 컨트롤러 #2, #1의 CPU 42(41)은, 합성궤적용 프레임(100)을 버스제어용 I/F 32(31)에서 수신(제1의 수신수단)해서 제2의 스텝을 실행하고, 합성궤적용 프레임(100)을 버스제어용 I/F 32로부터 판독해서 메모리 52(51)의 합성궤적 연산부 52b(51b)에 기억한다(스텝 S231).

시간 t6에서 컨트롤러 #1,#2의 CPU 41(42)는 제2의 연산수단으로 기능하고, 즉 합성궤적 연산데이터에서의 포인트 P₀-P₁,(P₀-P₁₁)간의 합성궤적의 이동거리 L_t1(L_t11)되어 있는 각축 연산용 지령을 사용해서 컨트롤러 #1,#2가 관리하는 X,Y축의 좌표를 각축 연산해서 구한다(제3의 스텝, 스텝 S217, S233).

컨트롤러 #1, #2는 상기 스텝 S201~S237을 보간제어 종료까지 반복해서 실행해서 보간종료하고(스텝 S219, S235), 메모리 51(52)의 각축 연산부 51c(51c)의 각축 연산용 프레임(200)을 무효로 하는 플래그를 0으로 해서(스텝 S221, S237)종료한다.

각축 연산용 프레임(200)은 컨트롤러 #1,#2가 포인트마다에 작성하고 포인트 P2,P12의 각축 연산용 프레임(200)은 백그라운트 처리되어, 포인트 P₂,P₁₂의 제어개시까지 연산되어서 컨트롤러 #1,#2로 송신된다.

또, 감속정지시에는 인포지션 처리를 실행시키는 도달지령으로서의 인포지션신호(105a)를 지령종별(105)에 설정하고 감속정지 개시로부터 각 포인트에 위치결정할때까지의 시간에 합성궤적용 프레임(100)이 컨트롤러 #2에 송신되고, 각 컨트롤러 #1,#2는 각축 연산에 더해 감속정지시의 처리를 실행할 수 있다.

이러한 서로 다른 컨트롤러 #1,#2간에서 보간대상의 서보모터 M1,M6와 서보모터 M4,M5를 갖는 서보제어시스템(25)에 의하면 컨트롤러 #1에서는 포인트 P₀→P₁에 보간제어하기 위한 합성궤적 연산 L_t1을 실행하고 있을때 동시에 컨트롤러 #2에서는 P₀→P₁₁에 보간제어하기 위한 합성궤적 연산 L_t11을 실행하고 컨트롤러 #1의 합성궤적 연산치 L_t1을 컨트로러 #2에 송신하고, 컨트롤러 #2의 합성궤적 연산치 L_t11을 실행해서 컨트롤러 #1의 합성궤적 연산치 L_t1을 컨트롤러 #2에 송신하고, 컨트롤러 #2의 합성궤적 연산치 L_t11을 컨트롤러 #1에 송신함으로서 컨트롤 #1,#2가 합성궤적 연산 L_t1,L_t11에 따라 각축 연산을 실행하므로 서보제어시스템(25)으로서의 보간제어의 처리시간을 단축할 수 있는 것이다.

즉 종래 기술과 같이 동일한 보간제어 연산을 각 컨트롤러 #1,#2에서 실행시키는 경우의 보간제어 시간은, 합성궤적 연산의 실행시간을 15, 각축 연산의 실행시간을 2.5로 하면, 15×2 + 2.5= 32.5가 되고, 본 실시예에 의한 서보제어시스템 25에 의한 보간제어 시간은, 15+ 2.5= 17.5가 된다.

보간제어 시간의 비 K는 하기와 같이 된다.

K = 17.5 / 32.5 = 0.54

따라서, 본 실시예의 서보제어시스템(25)에서는, 종래에 비해 보간제어 시간이 약 반으로 감소할 수 있는 것이다.

실시예 2.

본 발명의 다른 실시예를 도 7에 의해 설명한다.

도 7에 표시한 바와 같이 서보제어시스템(25)에 상위 컨트롤러(101)를 설치하고, 상위 컨트롤러에는 도 2의 각 컨트롤러 #1~#3에 설치된 메모리 51~53의 제어명령부(51a~53a)상당의 기능과 컨트롤러 #1~#3에 보간지령을 송신하는 기능이 보간지령에 의해 각축 지령을 작성하는 동시에, 컨트롤러 #1,#2에 송신하는 각축 지령 작성수단의 기능을 갖도록 해도 된다.

이러한 서보제어시스템(25)의하면, 도 5의 스텝 S203, S205의 처리내용을 상위 컨트롤러(101)가 대체 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 관한 서보제어시스템 및 그의 제어방법은, 예들 들어 타이어의 성형장치에 사용하는데 적당하다.

Claims

제1 및 제3의 축을 관리하는 제1의 컨트롤러와 제2 및 제4의 축을 관리하는 제2의 컨트롤러를 구비하고 상기 제1의 컨트롤러는 제1의 보간선상의 길이를 연산하기 위한 정보가 기재된 제1의 기억수단과, 상기 제1의 기억수단으로부터 정보를 판독하고 상기 제1의 보간선상의 길이를 연산하는 제1의 연산수단과, 송신수단 및 수신수단을 소유하고, 상기 제2의 컨트롤러는 제2의 보간선상의 길이를 연산하기 위한 정보가 기재된 제2의 기억수단과, 상기 제2의 기억수단으로부터 정보를 판독해서 상기 제2의 보간선상의 길이를 연산하는 제2의 연산수단과, 송신수단 및 수신수단을 소유하고 상기 제1의 컨트롤러와 상기 제2의 컨트롤러는 상기 송신수단 및 수신수단에 의해 서로의 상기 제1의 보간선상의 길이 및 상기 제2의 보간선상의 길이를 송수신하는 동시에 상기 제1의 보간선상의 길이로부터 상기 제1 및 제2의 각축의 위치를 연산하고 상기 제2의 보간선상의 길이로부터 상기 제3 및 제4의 각축의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 서보제어시스템.
제1항에 있어서, 제1의 연산수단에 의한 제1의 보간선상의 길이의 연산과, 제2의 연산수단에 의한 제2의 보간선상의 길이의 연산이 동시에 실시되는 것을 특징으로 한 서보제어시스템.
제1항에 있어서, 제1의 컨트롤러 및 제2의 컨트롤러는 각각 제4의 기억수단을 소유하고 상기 제1의 컨트롤러의 제4의 기억수단에는 제1 및 제2의 축에 관한 보간지령에 필요한 현재위치, 목표위치, 최고 속도치, 가속시간 및 감속시간에 대한 정보가 기억되고, 상기 제2의 컨트롤러의 제4의 기억수단에는 제3 및 제4의 축에 관한 보간지령에 필요한 현재위치, 목표위치, 최고 속도치, 가속시간 및 감속시간에 대한 정보가 기억되고 상기 제1의 컨트롤러와 상기 제2의 컨트롤러는 각각 상기 제4의 기억수단의 정보를 기초로 각축 연산용 프레임을 상기 목표위치 마다에 작성하고, 상기 목표위치의 제어 개시전에 상기 각축 연산용 프레임을 서로 송수신하는 것을 특징으로 하는 서보제어시스템.
제1항에 있어서, 제1 및 제2의 컨트롤러는, 전회의 위치결정 지령위치의 일정범위에 달한 것으로 인해 발생하는 도달지령으로서의 인포지션 지령, 제어완료 지령을 갖는 제어상태를 표시하는 지령종별을 제1 또는 제2의 보간선상의 길이와 함께 송수신하는 것을 특징으로 하는 서보제어시스템.
제1항에 있어서, 제1의 컨트롤러와 제2의 컨트롤러는 상위 컨트롤러를 소유하고, 이 상위 컨트롤러는 제1 및 제2의 축에 관한 보간지령에 필요한 현재위치,목표위치, 최고 속도치, 가속시간 및 감속시간에 대한 정보 및 제3 및 제4의 축에 관한 보간지령에 필요한 현재위치, 목표위치, 최고 속도치, 가속시간 및 감속시간에 대한 정보를 소유하고, 이 정보를 기초로 각축 연산용 프레임을 작성해서 제1 및 제2의 컨트롤러에 송신하는 것을 특징으로 하는 서보제어시스템.
제1 및 제3의 축을 관리하는 제1의 컨트롤러와, 제2 및 제4의 축을 관리하는 제2의 컨트롤러를 사용하고, 상기 제1의 컨트롤러와 상기 제2의 컨트롤러 사이에서 제어를 하는 서보제어시스템의 제어방법으로, 상기 제1의 컨트롤러에서 상기 제1의 축 및 제2의 축의 각축 연산에 필요한 합성궤적 연산을 실행하는 동시에 상기 제2의 컨트롤러에서 상기 제3의 축 및 제4의 축의 각축 연산에 필요한 합성궤적 연산을 실행하는 공정과, 상기 제1의 컨트롤러에서의 합성궤적 연산의 결과를 상기 제2의 컨트롤러에 송신하는 공정과, 상기 제2의 컨트롤러에서의 합성궤적 연산의 결과를 상기 제1의 컨트롤러에 송신하는 공정과 상기 제1의 컨트롤러와 상기 제2의 컨트롤러에 의해 상기 합성궤적 연산의 결과에 따라 제1, 제2, 제3 및 제4의 축의 각축 연산을 실행하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 서보제어시스템의 제어방법.