WO1986004159A1 - Interface system for a servo controller - Google Patents

Description

PC /JP86/00009

明 細 書

サ ー ボ コ ン ト ロ ー ラ の ィ ン タ フ I ィ ス方式

技 術 分 野

*発明は、 複数の サーボモー タ に よ り 工作機械等の負 荷 を駆動する サ - ポ系 と数値制街装置 と の間に おけ る サ 一 ボ コ ン ト ロ ー ラ の ィ ン タ フ _Λ イ ス方式 に関す る 。

背 景 技 術

多軸の工作機械等 を精度良 く 制街する ため に 、 数値制 御装置 （以下、 N C 装置 と い う 。 ） 等の指令信号で駆動 される サ ー ボ モ ー タ が用い られてい る。 従来、 こ の種の サ ー ボ モ - タ はア ナ ロ グサー ボ方式に よ る 駆動制铒が行 な われていたが、 近年 に な っ てコ， ン ビュ - タ 制 ¾技衛の 開発が進行す る 中 で、 1 台の制街装置に よ っ て複数台の サ ー ボ モ ー タ を いか に効率良 く コ ン ト 口 - ルす る か と い う 点で、 種 々 の工夫がな されている 。

第 2 図は 、 こ の よ う なサー ボモー タ制街回路 と 駆動回 路の概略を示すブ ロ ッ ク 図であ る。 図に おい て 、 N C 装 置側 の制御回路 1 は 、 サ - ボ制街用 の マ イ ク ロ プ ロ セ 、 y サ （ サ - ポ C P U ) の シ ス テ ム ノ ス ラ イ ン に接続 され、 サー ボ系の動作が決定 される も の で 、 位置指令が読み込 まれ る メ モ リ 2 、 位置指令と フ ィ ー ドバ ッ ク さ れる現在 位置信号 と を演算す る演算器 3 、 こ の演算結果 に基ずい て速度指今 V C M D を 出力する位置块め コ ン ト ロ ー ラ 4 か ら構成 され、 サ ー ボ モー タ側の速度制裤回路 5 に は 、 速度指今 V C M D と フ ィ 一 ドバ ッ ク され る速度信号 と を 演算す る演箕器 6 、 速度コ ン ト ロ ー ラ 7 、 電琉ル ー プ演 箕器 8 、 電流コ ン ト α ー ラ 9 およびァ ラ 一 ム処理回路 1 0 が設け られ、 電流 コ ン ト ロ ー ラ 9 の P W M信号が絶縁 ア ン プ 1 1 を介 し て ト ラ ンジ ス タ ブ リ ッ ジ よ り な る イ ン パ ー タ 1 2 に供給 さ れ、 サー ボモ - タ 1 3 を所定の駆動 電流で回転駆動 させ る

なお、 1 4 は 口 一 タ リ エ ン コ ー ダ等の速度お よび現在 位置の検出器であ る 。

上記制御回路 1 は 、 シ ー ケ ン ス処理を行な ラ マ イ ク ロ 7 Q セ ッ サ構成の メ ィ ン C P U と共有 R A Μ等 を介 し て 接続される サー ボ C Ρ Uから位置指令等のァ ー タ を受け 取 リ 、 かつサ ー 'ボ モ一タ側か ら帰還され る速度 お よ び現 在位置デ ー タ ち 、 サ一 ボ C P U のデー タ バ ス と 接練 され る イ ン タ フ ェ イ ス 回路を介 して供給されてい る

一方、 サ ー ボモ一 タ 側に配置 された ィ ン バ一 タ 1 2 を 駆動す る速度制御回路 5 は、 サ一ボモ — タ 1 3 に対 し て irttわ ぴ速度について所定の フ ィ ー ド バ -ッ ク 制御を行 な う 。 こ の サ ー ボモ一 タ 1 3 は、 制御対象 と されるェ作 機械等の軸数 に応 じ た台数が設け られる 。 ま た、 D C サ タ の場合に は、 m度制街回路 5 の P W M信号 A

〜 D に よ つ て第 3 図 に示す駆勖回路の 4 つの ト ラ ン ジ ス タ がオ ン オ フ 制御 されている

こ の よ う な従来の サ ー ボコ ン ト α —ラ の イ ン タ フ エ イ ス方式 に おい て は、 ェ作 ¾ζ ¾Λ等のサ ー ボ制御 され る铀数 に対応 した台数の 度制裤回路 5 を用意 し なければ な ら ず、 ま た高精度でサ ー ボ制御を行な うた め に は 、 N C 装 置側 と サ - ボ モー タ 俩の速度制裤回路 5 と の間でのデ ー タ 転送が高速 に行な われるため、 イ ン タ フ ヱ イ ス 回路 の 構成 も 複雑 に な る の で 、 と り わ け サ ー ボ側での ド ウ ェ ア の保守が困鎗 に な る 。

発 明 の 開 示

本発明は、 サー ボ モー タ のデ ィ ジ タ ル制御に おけ る 時 分割処理 を有効に利用 し て、 マ イ ク ロ プ D セ ッ サ構成の サ ー ボ コ ン ト 口 - ラ の精度を損な ラ こ と な く 、 多轴の睁 分割制御 を箇単 な回路構成で低コ ス ト の サ ー ボ ι ン ト α - ラ で実現 し う る よ う に したサーボ コ ン ト 口一 ラ の イ ン タ フ X ィ ス方式を提供する こ と を 目 的 と し てい

本発明 に よれば、 数値制铒装置からの位置指今信号 と サ ー ボ モ ー タ か ら帰還 されるデー タ と を演箕処理 し て サ ー ボ モ ー タ を堪動制御する サ ー ボ コ ン ト σ — ラ の イ ン タ フ ェ イ ス方式 に おい て、 前記サ ー ボモ ー タ の電流値お よ び速度デ - タ が入力 さ れ 、 該 サ ー ボ モ ー タ の電流、 速 度、 位置の制御信号を発生する制铒回路 を数値制街装置 側 に設け、 こ の制铒回路からの制铒信号 に よ つ て開閉制 御 され る複数の ス ィ ツ チ ン グ素子で構成 される 铤勖回路 を サ ー ボモ ー タ 側 に設けてなる サ一ボコ ン ト Q — ラ の ィ ン タ フ エ ィ ス 方式が提供される。

本発明 の サ ー ボ コ ン ト ロ ー ラ の ィ ン タ フ ェ イ ス方式 は、 サ ー ボ制御 され る サ一ボ系の轴数に かかわ ら ず、 容 易 に サ 一 ボ コ ン ト ロ ー ラ の ソ フ ト ウ エ ア化を行 な っ て 、 マ イ ク 口 プ π セ ッ サ に よ る多铀の時分劐制御が可能で あ リ 、 かつハ.一. ド ゥ ェ ァ の削減.を可能に し てい る 。

図面の簡単な説明

図は太発明の一実施例を示すブ ロ ッ ク 図 、 第 2 図 は従来のサ ー ボ コ ン ト ロ - ラ の イ ン タ フ ヱ イ ス方式の一 例 を示す プ ロ ツ ク 図 、 第 3 図は D C サ ー ボ モ ー タ の駆動 回路の一例を示す図であ る。

発明 を実施するための最良の形態 以下 、 末発明の一実施例について図面 を参照 し なが ら 詳細に説明す る 。

第 1 図は术発明の一実施例ブロ ッ ク 図 であ リ 、 図 に お い て 、 制御回路 1 5 に は、 位置指令が読み込まれ る メ モ U 2 、 位置指今 と フ イ ー ドバ ッ ク さ.れる 現在 ^置信号 と を演算する 演算器 3 、 こ の演算結果に基ずいて速度指今 V C M D を 出 力する 位置块めゴ ン ト CT一 ラ 4、 こ の速度 指今 V C M D と ブ イ 一 バ ッ ク される速度信号 と を演箕 す る 演箕器 6 、 ¾度 ン ト 13 — ラ 7 、 電流 ル - プ演箕器 8 、 電流 コ ン ト d — ラ 9 が設け られてい る 。

一方、 サ一 ボモ ー タ 側のサ - ボ増幅回路 1 6 に は絶縁 ア ン プ 1 1 お よびァ ラ ー ム処理回路 1 0 が設け られる と と も に 、 所疋末数のデ ー タ線 1 7 で制御回路 1 5 と 接铳 され、 これ ら デー タ 線 1 7、 絶縁ア ン プ 1 1 を 介 し て P W M信号 A〜 D がサー ボモ ー タ 1 3 の駆動回路であ る ィ ン バ ー タ 1 2 に供給 される よ う に な つ て い る 。

こ の ょ ラ に 、 サ一 ボ モー タ 1 3 の電流 、 ¾度 、 位置 を 制御す る 制御 回路 1 5 は 、 サ ー ボ C P U 、 メ イ ン C P

U 、 共有 R A M な ど と と も に 、 N C 装置側に配置 され る 。 こ のた め に 、 サ ー ボモー タ 側での 口一カ ルバ ス を メ ィ ン C P U の シ ス テ ム バ ス に 直接結合する こ と がで き る 。 ま た、 イ ン ノ ー タ 1 2 は、 バ ワ ー ト ラ ン ジ ス タ 等の 最終段の ド ラ ィ バ素子のみで耩成する こ と がで き 、 複雑 な制御回路の要素は殆 どが N C装置側に ま と め て配置 さ れ、 サ ー ボモ ー タ 側 に はサ一ボ増幅回路や上記パ ワ ー ト ラ ン ジ ス タ 等最小限の回路素子のみが配置 され る 。

の よ う に構成 さ れ る サ — ボ コ ン ト D — ラ の イ ン タ ノ ェ イ ス方式 では、 従来サ - ボモー タ 側 に あ つ て電流制 御や速度制御，を行 な つ Tいたコ ン ト ロ ー ル機構が、 N C 装置側 に移 さ れたた め 、 サ - ボ系の铀数が増加 し て も 、 それ ら の帰還 され る デ ー タ は、 サー ボ C P U の シ ス テ ム バ ス ラ ィ ン に接続 さ れ る共有 R A Mな ど に ¾i ½ さ せ て お く こ と がで き 、 サ ー ボ系 と N C装置 と の イ ン タ フ ェ イ ス の構成が複雑 に な ら ない。 また、 マ イ ク D プ ロ セ ッ サ構 成のサ ー ボ コ ン ト ロ ー ラ の精度を損な う こ と な く 多軸の 時分割制揮が可能に な る 。

尚 、 本発明 は上記実施例 の よ う な D C モー タ に よ る サ一ポ系の場合に限定 される も の でな く 、 A C モ ー タ の 場合 に おいて も 同様に適用 され優れた効果を奏する も の で あ る 。

産業上の利用可能性

以上 の様 に 、 本発 の サ - ポ コ ン ト ロ ー ラ の イ ン タ フ ェ イ ス方式は、 サ ー ボ制御 される サ一 ボ系の軸数にか かわ らず、 容易に サ ー ボコ ン ト ロ ー ラ の ソ フ ト ウ エア化 を行な っ て、 マ イ ク ロ プロセ ッ サに よ る 多軸の時分割制 御が可能であ り 、 かつハ ー ド； ウ ェアの削減を可能 と す る か ら 、 精度良 く コ ン ト ロ ール される 口ポ ッ ト や工作機械 に適用 して好適であ る 。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) 数値制御装置か らの位置指令信号 と サ - ボ モ ー タ か ら帰還 され る デ ー タ と を演算処理 し て サ ー ボ モ ー タ を 駆動制御する サ ー ボ コ ン ト ロ ー ラ の イ ン タ フ ェ イ ス方式 は、 数値制御装置側 と サーポモータ側に それぞれ次 を含 む ：

数値制御装置側 に は、 前記サ - ボモ - タ の電流値お よ び速度デ - タ が入力 さ れ 、 該 サ ー ボ モ - タ の電流、 速 度、 位置の制街信号 を発生する制铒回路 ；

サ 一 ボ モ ー タ 側 に は、 前記制御回路か ら の制镩信号 に よ っ て開閉制御 され る複数の ス ィ ツ チ ン グ素子 で構成 さ れ る 駆動回路。

( 2 ) 前記制御回路は、 位置指令を記憶する メ モ リ と 、 こ の位置指今 と サ一 ボ モー タ か ら帰還さ れ る デ ー タ と の 間の誤差演算 を行 ラ 演箕器 と 、 速度指今 を出力する 位置 決め コ ン ト ロ ー ラ と 、 速度コ ン ト ロ ー ラ と 、 電流コ ン ト ロ ー ラ と を有する こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 1 ) 項 に 記載 し た サ ー ポ コ ン ト α — ラ の ィ ン タ フ イ ス方 式。

( 3 ) 前記駆動回路への制铟信号は、 絶縁ア ン プを介 し て供給 され る P W M信号であ る こ と を特徵 と す る請求の 範囲第 （ 1 ) 項 に記載 したサー ボコ ン ト ロ ー ラ の イ ン タ フ I イ ス方式。