WO2013099031A1 - エンジニアリングツール - Google Patents

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WO2013099031A1
WO2013099031A1 PCT/JP2011/080525 JP2011080525W WO2013099031A1 WO 2013099031 A1 WO2013099031 A1 WO 2013099031A1 JP 2011080525 W JP2011080525 W JP 2011080525W WO 2013099031 A1 WO2013099031 A1 WO 2013099031A1
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WO
WIPO (PCT)
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motion
motor
control
motor drive
sequence
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/080525
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
加来　靖彦
小池　晴彦
上塩　具宏
渡邉　寛治
Original Assignee
株式会社安川電機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社安川電機 filed Critical 株式会社安川電機
Priority to PCT/JP2011/080525 priority Critical patent/WO2013099031A1/ja
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Priority to US14/316,717 priority patent/US20140306642A1/en

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/409—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using manual input [MDI] or by using control panel, e.g. controlling functions with the panel; characterised by control panel details, by setting parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P31/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors not provided for in groups H02P1/00 - H02P5/00, H02P7/00 or H02P21/00 - H02P29/00

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to an engineering tool.
  • Patent Document 1 describes a multi-axis control system including a PLC, a motion controller, and a motor drive device as control devices for a plurality of motors in factory automation installed in a production factory.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an engineering tool that allows a general mechanical engineer to independently perform design and adjustment of motion control related parts. To do.
  • various setting operations related to motion control are performed on a motion controller that performs motion control of a motor via a motor driving device.
  • An engineering tool having a function that can be performed by a typical figure input operation is applied.
  • FIG. 1 It is a block diagram showing typically the system configuration of the production machine provided with the motor control system concerning one embodiment. It is a figure showing the production
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the system configuration of a production machine equipped with a motor control system.
  • the production machine 1 includes a general-purpose personal computer 2 (hereinafter abbreviated as general-purpose PC 2), a PLC 3 (Programmable Logic Controller), a touch panel display 4, a motion controller 5, a motor drive device 6, a motor drive device 7, A remote I / O 8 and a machine part 9 are provided.
  • general-purpose PC 2 hereinafter abbreviated as general-purpose PC 2
  • PLC 3 Programmable Logic Controller
  • touch panel display 4 a touch panel display 4
  • motion controller 5 a motor drive device 6
  • a remote I / O 8 and a machine part 9 are provided.
  • the general-purpose PC 2 is a personal computer that starts an application program on a general-purpose OS and performs predetermined processing.
  • the general-purpose PC 2 is preinstalled with an engineering tool that is an application group for performing various settings, test operations, and adjustments for the motor control system of the production machine 1.
  • the general-purpose PC 2 is used for setting, trial operation, and adjustment of the motor control system using the engineering tool, and is removed during the actual operation of the production machine 1.
  • the PLC 3 is a control device that performs sequence control of the entire production machine 1 by processing of a sequence program described later.
  • the PLC 3 is a computer specialized in sequence control of the production machine 1 that includes a storage unit such as a CPU and a memory, and stores and executes a sequence program to be described later.
  • the touch panel display 4 is an operation unit that displays various information output from the PLC 3 and inputs operation information from the user, and functions as a human interface for the user in place of the general-purpose PC 2 during actual operation of the production machine 1. To do.
  • the motion controller 5 controls the motion of the motor via the motor driving device 6 and the motor driving device 7 in cooperation with the binary input / output control at the remote I / O 8 based on a time sequence chart described later.
  • Equipment In the example of this embodiment shown in the figure, the motion controller 5 includes a CPU 51, a device memory 52, a shared memory 53, an upper network I / F 54, and a motion network I / F 55.
  • the device memory 52 is a memory that holds and stores programs and data unique to the motion controller 5
  • the shared memory 53 is a memory that shares a part of storage content with a shared memory (not shown) included in the PLC 3.
  • the upper network I / F 54 and the motion network I / F 55 transmit and receive information corresponding to an ETHERNET (registered trademark) compliant network ENW and a MECHATRLINK (registered trademark) compliant network MNW, which will be described later, respectively.
  • ETHERNET registered trademark
  • MECHATRLINK registered trademark
  • the motor drive device 6 and the motor drive device 7 are control devices that supply drive power to each motor provided in the machine portion 9 based on the motor drive command received from the motion controller 5 to control the drive.
  • the remote I / O 8 is a control device that performs binary input / output control on input devices and output devices provided in the machine part 9.
  • this remote I / O 8 is a binary of ON or OFF of sensors and switches provided in the machine part 9 with respect to the PLC 3 and the motion controller 5 via the upper network ENW and / or the motion network MNW. Output input information.
  • the remote I / O 8 is turned on or off via a network ENW, MNW with respect to a lamp or a valve opening / closing solenoid provided in the machine part 9 according to a command from the PLC 3 and the motion controller 5. The binary output state is switched.
  • the machine part 9 is a machine part 9 that is a main body of the production machine 1, and includes various motors (a rotary motor 91, a linear motor 92, etc. in the figure) that are driving sources thereof and a detector (a linear scale in the figure). 93), a binary input device 94 (sensors, switches, etc. in the figure), and a binary output device 95 (lamps, solenoids, etc. in the figure).
  • the mechanical portion 9 is configured by combining a plurality of drive shafts that move a workpiece or a tool (not shown), and the motion operation of each axis is important.
  • Each shaft is composed of a rotary unit using a rotary motor and a gear, a combination of a rotary motor and a ball screw, or a linear motion unit using a linear motor.
  • the general-purpose PC 2, the PLC 3, the touch panel display 4, and the motion controller 5 are connected so as to be able to send and receive information via an upper network ENW that conforms to the ETHERNET (registered trademark) standard.
  • the motion controller 5, the motor drive device 6, the motor drive device 7, and the remote I / O 8 are connected to be able to send and receive information via the motion network MNW that conforms to the MECHATRLINK (registered trademark) standard.
  • MECHATRLINK registered trademark
  • Each network ENW and MNW may be configured by a standard other than the above.
  • the motion controller 5 may be connected to the general-purpose PC 2 or the like by USB only for securing the power supply.
  • the sequence control is to control the cooperation of a large number of binary input information and the binary output state in the production machine 1 with a preset cooperative relationship, and almost all forms of information to be handled are ON. And OFF binary information.
  • the motion control is a control for performing so-called trajectory control and interpolation control mainly by causing a quantitative operation for each of the plurality of motors 91 and 92 to be performed in parallel. Since this motion control also includes the linkage with the sequence control as a part of the motion control, the type of information to be handled is the amount of information such as the position, speed, or torque / thrust for rotation and linear movement together with the binary information described above. Dealing with typical information.
  • the motor control system S includes a motion controller 5, a motor drive device 6 and a motor drive device 7, and motors 91 and 92.
  • FIG. 2 is a diagram showing a motion program generation process in this conventional comparative example.
  • an operation diagram for motion is drawn on paper as a drawing or drawn with drawing software on a general-purpose PC 2 or the like.
  • This motion operation diagram is, for example, a time series and geometrical description of the operations of a plurality of motors 91 and 92 (motor driving device 6) each having an axis number set as shown in FIG.
  • motor driving device 6 each having an axis number set as shown in FIG.
  • the cooperative relationship with binary I / O control in the remote I / O 8 is also described.
  • This motion motion diagram can be created only by a mechanical engineer who designs the machine part 9 of the production machine 1 and envisions the motion motion of each axis.
  • the mechanical engineer performs quantitative cooperative driving performed in parallel on each axis, a sensor, a limit switch, a lamp, Set and define the linkage relationship with binary input / output control such as solenoids in the motion operation diagram.
  • an electrical engineer creates a motion program and a sequence ladder program.
  • the explanation is limited to the motion control performed by the motion controller 5, but complex motion requires a sequence operation in addition to the motion of the axis operation, so in the end, there are two programs: the motion program and the sequence ladder program. Necessary.
  • the sequence ladder program is a program that describes the contents of sequence control procedures that are stored in the conventional motion controller 5 and executed. Conventionally, it has been customary to perform sequence control based on a ladder program.
  • the ladder program is a program that follows the relay control method that has been used before the computer control using the CPU was developed and used. For example, as shown in FIG. 3 (a), a plurality of program lines that geometrically describe the cooperative relationship between one or more binary inputs expressed by relays for switching between connection and disconnection and one binary output. It is a program of a system that describes them in parallel and executes them all at once.
  • the motion program is a program that describes the contents of a motion control procedure that is stored in the conventional motion controller 5 and executed.
  • the conventional motion program is a program of a system in which program lines in which the movement amount of each axis is described in a character string are listed in the execution order and sequentially executed in the order of the list.
  • the motion program and the sequence ladder program are input to a predetermined conversion application that operates on the general-purpose PC 2, thereby allowing the motion controller 5 to execute intermediate language data.
  • a motion program and a sequence program are generated.
  • the motion program and the sequence ladder program have different execution formats.
  • the sequence ladder program can be said to be a scan execution type in which all program lines are executed in a batch within one control scan.
  • the motion program can be said to be a sequential execution type in which one program line is executed over a plurality of scans, and no other processing can be performed during the execution of one program line.
  • FIG. 4 is a diagram showing a comparative example of the hardware setup of the motor control system S, which has been conventionally performed with respect to motion control.
  • the hardware configuration is assumed to be the same as that shown in FIG. 1, and in FIG. 4, illustrations of portions not related to the motion system setup are omitted as appropriate.
  • the hardware setup of the motor control system S is based on the premise that the machine part 9 of the production machine 1 is already assembled, and each drive shaft and the motor drive device 61 corresponding thereto are installed.
  • the general-purpose PC 2 and the motion controller 5 are connected by an upper network ENW compliant with the ETHERNET (registered trademark) standard, and the network is set appropriately so that information can be transmitted and received.
  • the motion controller 5 is connected to the motor driving device 61 and the remote I / O 8 via a motion network MNW conforming to the MECHATRLINK standard, and the network is appropriately set so that information can be transmitted and received.
  • wiring and connection between the motor driving device 61 and the corresponding motors 91 and 92, and wiring and connection between the remote I / O 8 and the binary input device or binary output device are performed.
  • the user sets various parameters of the motor driving device 61, assigns an I / O port of the remote I / O 8, etc. Set up. Thereafter, the motor driving device 61 and the motors 91 and 92 provided in the machine part 9 can be tested. Note that the trial operation at this point is merely to check whether the motors 91 and 92 are moving.
  • the motion program and the sequence ladder program generated by the general-purpose PC 2 are downloaded to the device memory 52 of the motion controller 5 via ETHERNET (registered trademark).
  • ETHERNET registered trademark
  • the work processes related to motion control in the above-described conventional comparative example are shown in FIG. 5 when they are grouped in time series by distinguishing between mechanical system engineers and electrical system engineers.
  • the conceptual design of the entire production machine 1 is first performed on the hardware side, then the detailed design of each part is performed and the necessary parts are ordered.
  • the work so far has been mainly executed only by a conventional tool application such as CAD that operates on the general-purpose PC 2.
  • the entire production machine 1 including the motor control system S is assembled with the prepared parts, and operation adjustment and trial operation of each part including setting of various parameters are performed.
  • the mechanical engineer creates the above-described motion operation diagram by handwriting and designs motion control and sequence control. This is performed at the same time as the detailed design of hardware and part ordering.
  • the electrical engineer has the main work of the electrical system such as the design of the sequence control of the entire production machine 1 performed by the PLC 3 and the design of the interface screen on the touch panel display 4.
  • the electrical engineer has the main work of the electrical system such as the design of the sequence control of the entire production machine 1 performed by the PLC 3 and the design of the interface screen on the touch panel display 4.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a motion system program generation process according to the present embodiment, and corresponds to FIG. 2 in the conventional comparative example.
  • a mechanical engineer directly operates an operation diagram conversion tool that operates on the general-purpose PC 2 to input and plot an operation diagram for motion & sequence.
  • This operation diagram conversion tool is one of the applications provided in the engineering tool prepared for motion control of the motor control system S in this embodiment.
  • the motion diagram conversion tool directly and automatically generates a motion & sequence time chart based on the input and drawn motion motion diagram (see FIG. 9 described later).
  • this motion & sequence time chart is based on the position command using the positioning function of the motor drive device 6. Constructed with additional columns.
  • the motion controller 5 can be realized including motion control and sequence control related thereto only by executing the motion & sequence time chart.
  • FIG. 7 is a diagram showing a hardware setup of the motor control system S performed for motion control according to the present embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 4 in the conventional comparative example.
  • the mechanical engineer simply performs a predetermined selection operation and a geometric figure input operation with each application provided in the engineering tool on the general-purpose PC 2, and the upper network conforming to the ETHERNET (registered trademark) standard.
  • Trial operation and adjustment of the motors 91 and 92 can be performed.
  • numerical values of various parameters can be input so that highly accurate adjustment can be performed.
  • a general mechanical engineer can independently execute from the design to the adjustment of the motion-related portion on both the hardware side and the software side of the motor control system S.
  • a mechanical engineer appropriately edits an operation diagram for motion and sequence using the above-described operation diagram conversion tool, regenerates a time chart for motion and sequence, and generates motion controller 5. You can do this easily because you only need to download it again.
  • the motion controller 5 in this embodiment may simply and repeatedly output the position data sequence included in the motion & sequence time chart to each motor drive device 6 as a positioning command during the motion control.
  • the motor drive device 6 that repeatedly receives the position data can maintain a predetermined motion operation by the positioning function.
  • the motion controller 5 of the present embodiment is different from that of the conventional comparative example in that different types of motion programs and sequence ladder programs are translated and processed from the form of intermediate language data. Processing burden is greatly reduced.
  • FIG. 9 is a diagram showing a display example of the edit window when the operation diagram conversion tool is executed.
  • the speed change of the two motor drive devices 6 of Servo # 01 and # 02, the four binary output signals, and the four binary input signals are linked in time series and Set geometrically.
  • the rotational speed of the motor 91 corresponding to each motor drive device 6 can be set discretely in three stages of 0%, 100%, and -100% at the motor drive apparatus speed, and each stage can be set at an arbitrary timing.
  • the cursor C is moved to an arbitrary position on the straight line along the time axis direction (horizontal right direction in the figure) corresponding to each motor driving device 6, and the predetermined line is moved upward by performing a predetermined operation.
  • it can be deformed into a substantially trapezoidal shape directed downward.
  • the straight line is initially located at a height corresponding to the servo speed of 0%, and by deforming it into the above-mentioned upper and lower approximate trapezoidal shapes, 100% corresponding to the upper and -100% corresponding to the lower
  • the timing to switch to the servo speed can be specified.
  • each of the substantially trapezoidal shapes can change the length in the time axis direction.
  • 0%, 50%, 100%, -50, -100%, etc. may be set so as to change discretely at other arbitrarily set steps. Alternatively, it may be set so as to be continuously changed by an arbitrary amount.
  • the time axis is set as an operation schedule time.
  • the operation schedule time is an elapsed time from the start of motion control in the actual production machine 1, and the progress is managed in time series by the operation diagram conversion tool.
  • the servo speed, binary output signal, and binary input signal switching schedules are managed so as to be synchronized with the same operation schedule. If this operation schedule is stopped due to some trouble during the motion control, the switching schedule of each of the servo speed, the binary output signal, and the binary input signal is also stopped in accordance with the operation schedule time.
  • a straight line along the same time axis direction is discretely switched to a height corresponding to a binary value of H (ON) and L (OFF) at an arbitrary position. Can be deformed. Further, the binary switching timing and the servo speed switching timing can be linked. That is, one of the switching timings can be set as a trigger for the other switching timing.
  • the operation diagram conversion tool generates a motion & sequence time chart corresponding to the motion & sequence operation diagram.
  • the operation diagram conversion tool in this embodiment can manage and list a plurality of operation diagrams for motion & sequence as shown in FIG.
  • FIG. 10 seven motion & sequence operation diagrams of Chart # 01 to # 07 have already been input and stored, and only the motion & sequence operation diagram of Chart # 05 is tabbed. Displayed by operation. It should be noted that in this Chart display form, the details of the operation diagram are simplified and displayed.
  • the operation diagram conversion tool in this embodiment can edit the execution order, the number of repetitions, and the conditional branch in Chart units.
  • a state in which one execution order list is edited with the name “execution order list-01” is displayed.
  • Charts # 01 to # 07 are executed in the order of the # numbers corresponding to the ascending order of the execution numbers [01] to [02] (END of [08] ends)
  • Chart # 02 with number [02] and Chart # 07 with execution number [07] are repeatedly executed 10 times and 5 times, respectively.
  • Chart # 05 of execution number [05] execution is shifted to Chart # 07 of execution number [07] when the binary input signal corresponding to IN01 is in the ON state.
  • Chart # 06 of execution number [06] the process returns to execution of Chart # 01 of execution number [01].
  • the operation diagram conversion tool generates a motion & sequence time chart corresponding to the execution order list.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a display example of an edit window when the motor capacity selection tool is executed.
  • this motor capacity selection tool the moment of inertia (inertial mass) and the reduction ratio are analyzed for each element that constitutes a mechanism driven by the motors 91 and 92 to be selected in advance.
  • the operation speed pattern that is virtually executed by the motors 91 and 92 to be selected is shown in time series, and the drive mechanism is illustrated by pressing the application button Ba at the lower right in the figure.
  • the motor capacity required when driving with the driving speed pattern is calculated.
  • the above-mentioned driving speed pattern may use a preset fixed pattern, or a pattern that the user has transformed into an arbitrary geometric shape (or input of parameter values) on the screen shown in FIG. Also good.
  • the capacity selection using the operation pattern shown in the figure is only a rough selection, and the final capacity selection is performed using the servo speed change pattern described in the motion & sequence diagram above. Also good.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a display example of the operation window when the ETHERNET (registered trademark) connection setting tool is executed.
  • ETHERNET registered trademark
  • the dip switch switching setting of the motion controller 5 to be connected is specified in advance, and the motion controller 5 and the general-purpose PC 2 in a state where the user switches the dip switch correspondingly.
  • Make settings after connecting to In the example shown in the figure, a button Br for connecting with a recommended setting (“recommended setting” in the figure) and a button Bb for returning to the original setting are displayed on the screen.
  • the engineering tool of the present embodiment is an application for simply setting parameters and adjusting the gain of the motor drive device 6 and the motor drive device 7 (hereinafter collectively referred to as “motor drive devices 6 and 7”). It also has.
  • FIG. 14 shows an example of the adjustment screen of the motor drive device.
  • the screen shown in FIG. On this screen, the response level of the motor driving devices 6 and 7 can be changed by pressing the up and down buttons. The higher the numerical value of the level, the faster the response of the motor driving devices 6 and 7 can be.
  • the screen is shifted to the screen of FIG. 14B by pressing the “Make more adjustments” button in FIG. On the screen shown in FIG.
  • a radio button is used to select whether the command to the motor drive devices 6 and 7 is an external command (there is a command from the host) or an internal command (no command from the host). For example, when the operation chart of the motor drive devices 6 and 7 is not created in the operation diagram, the internal command of the motor drive devices 6 and 7 may be selected, and the operation patterns of the motor drive devices 6 and 7 are ready. In this case, the operation pattern is automatically loaded into the motor driving devices 6 and 7 by selecting an external command.
  • the automatic adjustment of the gains of the motor driving devices 6 and 7 is started by pressing the “automatic adjustment” button.
  • the automatic adjustment (auto tuning) operation in the motor driving devices 6 and 7 is completed, the motor driving devices 6 and 7 are completed. 7 Internal parameters are set automatically.
  • the motor driving devices 6 and 7 and the motion controller 5 are connected by analog signals such as a speed command and a torque command
  • the speed control and the position control are configured in the motion controller 5
  • the motor drive By configuring the functions of the devices 6 and 7 inside the motion controller 5, it is possible to achieve the same as the above description.
  • the monitoring function of the motor drive devices 6 and 7 for monitoring the operation state of the motor drive devices 6 and 7 is also displayed simply by defining an appropriate button and changing to a display screen as shown in FIG. be able to.
  • other parameters to be set in the motor driving devices 6 and 7 can be easily set by creating a similar setting screen and changing with appropriate buttons.
  • each of the motors 91 and 92 provided in the machine part 9 of the production machine 1 corresponds to the motor described in each claim
  • the motion & sequence operation diagram is the motion operation diagram and sequence for each claim. It corresponds to the operation diagram
  • the motion & sequence time chart corresponds to the motion time chart and sequence time chart described in each claim
  • the positioning command corresponds to the motor drive command described in each claim
  • the position data string Corresponds to the command data string described in each claim.
  • various setting operations related to motion control are performed on the motion controller 5 that performs motion control of the motors 91 and 92 via the motor driving devices 6 and 7. This can be done by selecting from and inputting geometric figures.
  • the trial run and adjustment of the motors 91 and 92 provided in the machine portion 9 in the example of the present embodiment and the parameters for the motion control unit 61 Settings, test operations, and adjustments, remote I / O 8 I / O port assignment settings, and network settings of the host network ENW and motion network MNW can be easily performed.
  • the PLC 3 performs sequence control of the entire production machine 1, and the motion control itself performed by the motion controller 5 is often incorporated as part of the sequence control of the PLC 3. That is, the start timing of the motion control itself is often controlled by a binary output from the PLC 3 (so-called I / O control).
  • the PLC 3 and the motion controller 5 are connected by serial communication such as ETHERNET (registered trademark).
  • ETHERNET registered trademark
  • the operation check of the control for each axis of the production machine 1 and the operation check of the motion control in which a plurality of axes operate in a complex manner can be performed. Since the mechanical system engineer alone including the adjustment can be performed in advance, only the electrical system engineer can set the finishing operation of the entire production machine 1 by the sequence control of the PLC 3 thereafter. Unlike the comparative example, it is not necessary for the mechanical engineer and the electrical engineer to jointly perform debugging work for each axis control and motion control, and the electrical engineer performs the finishing operation of the production machine 1 which is the original work in charge.
  • the development lead time of the production machine 1 can be greatly shortened because it is possible to concentrate on work such as setting the human interface such as the touch panel display 4 and the electric process of the production machine 1.
  • the work range of the mechanical engineer and the work range of the electrical engineer can be clearly distinguished, and the production machine 1 can be finished by simple handover between the two. Therefore, the development period of the production machine 1 can be shortened.
  • the motion command can be output to the motor drive devices 6 and 7 in time series by the input of the motion & sequence operation diagram described in time series and geometry from the user.
  • the engineering tool includes an operation diagram conversion tool for generating a motion & sequence time chart that can be referred to by the controller 5.
  • the motion program diagram describing the operation of the motors 91 and 92 (servo speed in FIG. 9 above) for performing the assumed motion control is executed by the motion controller 5 during the motion control.
  • this motion diagram is described in time-series and geometrically represented figures, so when creating it, conventional sequence ladder programs and motion programs Unlike programming work in the case of, it can be created intuitively and easily. In other words, detailed motion control can be defined and set without making the user aware of the conventional act of programming.
  • the time chart for motion and sequence is configured by adding a position data string to a positioning command using the positioning function of the motor driving devices 6 and 7.
  • the motion controller 5 simply and repeatedly outputs the position data sequence included in the motion & sequence time chart as a positioning command to each of the motor drive devices 6 and 7 (for example, outputs as a pulse train). It's okay.
  • the motion controller 5 has a processing burden on the CPU 51 as compared with the case where the different types of motion program and sequence ladder program are translated from the intermediate language data in the conventional comparative example. It is greatly reduced. Thereby, since it can comprise using comparatively simple CPU51, the cost reduction of the motion controller 5 is attained.
  • the motion controller 5 may perform positioning control and the motor drive devices 6 and 7 may perform only speed control and torque control. In such a case, the motion controller 5 may output a command as an analog signal or the like to the motor driving devices 6 and 7. In accordance with such specifications, the motion controller 5 maintains a predetermined motion operation in the motor drive devices 6 and 7 by configuring the motion & sequence time chart with a data string corresponding to the command. Can be made.
  • predetermined binary input / output signals related to the motion control of the motors 91 and 92 can be obtained by inputting the motion diagram for motion & sequence described in time series and geometrically from the user.
  • a sequence time chart describing the linkage relationship with the motion control of the motors 91 and 92 is generated by including in the motion & sequence time chart.
  • the motion controller 5 can also perform sequence control that allows cooperation with each binary input / output device connected to the remote I / O 8.
  • the motion & sequence time chart corresponds to each of the plurality of motor driving devices 6 and 7 and is generated in synchronization with the same operation schedule time in which the progress is managed in time series.
  • the operation schedule time can be operated so that the progress can be stopped under a predetermined condition.
  • each axis and each binary I / O signal to be controlled in the motion & sequence time chart operate in synchronization with the progress of the same operation schedule time, so that the progress of the operation schedule time is stopped.
  • the interlock function for preventing malfunction which was possible with the ladder program, can be realized with the time chart for motion and sequence.
  • the execution order list in which the execution order, repetition count, and conditional branch in the motion controller 5 can be set for a plurality of motion & sequence time charts generated for each individual operation schedule time. It has a function.
  • the entire motion control to be performed by the motion controller 5 can be subdivided into feature parts and each can be set in detail in the motion & sequence time chart, and the entire original motion control can be set in units of the motion & sequence time chart. Functionally edit and build.
  • the engineering tool includes the ETHERNET (registered trademark) connection setting tool for switching the setting of the network connection between the general-purpose PC 2 and the motion controller 5 by a selection operation from the user.
  • ETHERNET registered trademark
  • the engineering tool includes the ETHERNET (registered trademark) connection setting tool for switching the setting of the network connection between the general-purpose PC 2 and the motion controller 5 by a selection operation from the user.
  • the engineering tool may include a tool that can drive the motors 91 and 92 in real time via the motion controller 5 and the motor driving devices 6 and 7 by a selection operation from the user.
  • the mechanical engineer can independently check the operation of each motor 91 and 92 and adjust the malfunction.
  • the engineering tool is also equipped with a tool for virtually setting an input / output destination of a predetermined binary input force signal related to motion control of the motors 91 and 92 by a selection operation from the user. Also good.
  • the tool can be realized by storing the same I / O setting in the shared memory 53 of the motion controller 5 and the shared memory (not shown) of the PLC 3.
  • the operation diagram conversion tool generates the motion & sequence time chart, but the present invention is not limited to this.
  • the motion diagram conversion tool may generate a motion program and a sequence ladder program corresponding to the content based on the input motion & sequence motion diagram.
  • a mechanical engineer who has not acquired a programming technique in the same manner can also independently perform motion on the motion controller 5 having a specification for translating and executing the intermediate language data of the motion program and the sequence ladder program. Control settings, test runs, and adjustments can be made.
  • the motion control is a control for performing a quantitative operation on the motor, but the present invention is not limited to this.
  • the motion control in a broad sense includes controlling the operation of a pneumatic (hydraulic) cylinder (not shown) of solenoid valve control that functions as an actuator in the same way as a motor.
  • This pneumatic cylinder generally operates by binary control of ON and OFF for the solenoid valve, but even in this case, the pneumatic cylinder motion control is set by the operation diagram of the binary output signal shown in FIG.
  • the motion controller can control the motion of the pneumatic cylinder by referring to the time chart for motion & sequence generated based on the operation diagram.
  • a binary output signal is output from the motion controller 5 to the remote I / O 8 through the motion network MNW without using the motor driving devices 6 and 7, or the motion controller 5 is connected to the remote I / O 8 from the remote I / O 8.
  • Input a binary input signal.
  • the remote I / O 8 is connected to lamps, solenoids, sensors, and switches attached to the machine part 9 by wiring.
  • the air that drives the air cylinder can be turned ON / OFF by a solenoid valve that switches air.
  • the operation of the air cylinder can be controlled by wiring the solenoid included in the solenoid valve with the remote I / O 8 and driving the solenoid valve with the remote I / O 8.
  • the solenoid # 01 changes from H to L
  • the solenoid valve operates to shut off the compressed air
  • the rod of the air cylinder can be positioned at a position that has been preliminarily set at the mounting position of the sensor # 02.
  • the solenoid # 02 can be connected to another solenoid valve and configuring the air circuit so that the air cylinder moves in the reverse direction, the air cylinder can be returned to the original position in the same manner as the above operation.
  • the air cylinder can be driven without using a ladder program by using an operation diagram in the same way as driving a motor.
  • the air cylinder was operated for the first time after setting the operation sequence in the PLC 3 or the motion controller 5, so that only mechanical engineers like the motion control by the motor described above. I could't test the machine or debug the machine. According to the present invention, it is possible to operate the air cylinder only by a mechanical engineer.

Abstract

【課題】モーション制御関連部分の設計から調整までを一般的な機械技術者が単独で行うことを可能にする。 【解決手段】エンジニアリングツールは、モータ駆動装置６，７を介してモータ９１，９２のモーション制御を行うモーションコントローラ５に対し、モーション制御に関する各種の設定操作を、ユーザからの選択操作と幾何的な図形の入力操作によって行える機能を有している。ユーザから時系列的かつ幾何的に記述されるモーション用動作線図の入力により、モータ駆動装置６，７に対するモータ駆動指令を時系列的に出力できるようモーションコントローラ５が参照可能なモーション＆シーケンス用タイムチャートを生成する。モーション＆シーケンス用タイムチャートは、モータ駆動装置６，７に対するモータ駆動指令を構成する指令データ列を付加して構成される。

Description

エンジニアリングツール
　開示の実施形態は、エンジニアリングツールに関する。
　特許文献１には、生産工場に設置されるファクトリーオートメーションで複数のモータの制御装置としてＰＬＣ、モーションコントローラ、及びモータ駆動装置で構成される多軸制御システムが記載されている。
特開２００５－２９３５６９号公報
　特許文献１に記載されているような多軸制御システムを備えたファクトリーオートメーションとしての生産機械の製作においては、従来よりその設計、組立、試運転、及び調整などの各作業を機械系技術者と電気系技術者が共同又は分担して行っていた。これは、生産機械の本体である機械部分の製作は機械系技術者のみが行うものの、その制御系であるＰＬＣ、モーションコントローラ、及びモータ駆動装置に関係する作業については電気系及びコンピュータ関連の技術スキルが必要であるため、これらの作業を行うにはほとんどの場合電気系技術者の手を借りなければならないためである。特にモータのモーション制御に関しては、ＰＬＣと同様のラダープログラムで記述されたシーケンス用プログラムやモーション用プログラムをモーションコントローラに実行させる必要があったため、多くの場合そのような各種プログラミング技術を習得していない機械系技術者が単独でモーション制御の設定を行うことはとても困難とされていた。このように、生産機械の駆動源であるモータのモーション制御に関する作業を機械系技術者と電気系技術者の２者で共同で行う場合には作業効率が著しく低く、特に調整作業においては機械部分と制御系のどちらに不具合があるのかを２者で交代して繰り返し検証する必要があったため作業が非常に煩雑となっていた。
　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、モーション制御関連部分の設計から調整までを一般的な機械技術者が単独で行うことが可能なエンジニアリングツールを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、モータ駆動装置を介してモータのモーション制御を行うモーションコントローラに対し、モーション制御に関する各種の設定操作を、ユーザからの選択操作と幾何的な図形の入力操作によって行える機能を有したエンジニアリングツールが適用される。
　本発明によれば、モーション制御関連部分の設計から調整までを一般的な機械技術者が単独で行うことが可能となる。
一実施形態に係るモータ制御システムを備えた生産機械のシステム構成を模式的に表したブロック図である。 従来比較例でのモーション系プログラムの生成工程を表す図である。 シーケンス用ラダープログラムとモーション用プログラムを説明する図である。 モーション制御に関して従来行われていたモータ制御システムのハードウエアセットアップの比較例を表す図である。 従来比較例でのモーション制御に関係する作業工程を、機械系技術者と電気系技術者との分担で区別して時系列的にまとめた図である。 本実施形態によるモーション系プログラムの生成工程を表す図である。 本実施形態によりモーション制御に関して行われるモータ制御システムのハードウエアセットアップを表す図である。 本実施形態によるモーション制御に関係する作業工程を、機械系技術者と電気系技術者との分担で区別して時系列的にまとめた図である。 動作線図変換ツールを実行した際の編集ウィンドウの表示例を表した図である。 複数のモーション＆シーケンス用動作線図を管理、一覧するウィンドウの表示例を表した図である。 実行順リスト編集ウィンドウの表示例を表した図である。 モータ容量選定ツールを実行した際の編集ウィンドウの表示例を表した図である。 ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）接続設定ツールを実行した際の操作ウィンドウの表示例を表した図である。 モータ駆動装置の調整画面の表示例を表した図である。 モータ駆動装置の動作状態モニタ画面の表示例を表した図である。
　以下、一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
　＜本実施形態のシステム構成＞
　図１は、モータ制御システムを備えた生産機械のシステム構成を模式的に表したブロック図である。この図１に示す例において、生産機械１は汎用パーソナルコンピュータ２（以下、汎用ＰＣ２と略記）、ＰＬＣ３（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、タッチパネルディスプレイ４、モーションコントローラ５、モータ駆動装置６、モータ駆動装置７、リモートＩ／Ｏ８、及び機械部分９を備えている。
　汎用ＰＣ２は、一般的な汎用ＯＳ上でアプリケーションプログラムを起動し、所定の処理を行わせるパーソナルコンピュータである。なお、本実施形態においてこの汎用ＰＣ２は、生産機械１のモータ制御システムに対する各種の設定、試運転、及び調整を行うためのアプリケーション群であるエンジニアリングツールがあらかじめインストールされている。この汎用ＰＣ２は、当該エンジニアリングツールを利用してモータ制御システムの設定、試運転、及び調整を行うためのものであり、生産機械１の実運転時には撤去される。
　ＰＬＣ３は、後述するシーケンス用プログラムの処理によって当該生産機械１全体のシーケンス制御を行う制御機器である。なお、特に図示しないが、このＰＬＣ３は内部にＣＰＵ及びメモリ等の記憶部を備えており、後述するシーケンス用プログラムを記憶して実行する生産機械１のシーケンス制御に特化したコンピュータである。
　タッチパネルディスプレイ４は、ＰＬＣ３から出力される各種情報の表示や、ユーザからの操作情報の入力を行う操作部であり、当該生産機械１の実運転時に上記汎用ＰＣ２に代わってユーザに対するヒューマンインターフェースとして機能する。
　モーションコントローラ５は、後述するモーション・シーケンス用タイムチャートに基づいて、リモートＩ／Ｏ８での２値入出力制御と連携しモータ駆動装置６やモータ駆動装置７を介したモータのモーション制御を行う制御機器である。図示する本実施形態の例では、このモーションコントローラ５は、ＣＰＵ５１、デバイスメモリ５２、共有メモリ５３、上位ネットワークＩ／Ｆ５４、及びモーションネットワークＩ／Ｆ５５を備えている。デバイスメモリ５２は当該モーションコントローラ５独自のプログラムやデータを保持記憶するメモリであり、共有メモリ５３は上記ＰＬＣ３が備える共有メモリ（特に図示せず）と一部の記憶内容を共有するメモリである。なお本実施形態の例では、上位ネットワークＩ／Ｆ５４とモーションネットワークＩ／Ｆ５５はそれぞれ後述するＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）準拠のネットワークＥＮＷとＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）準拠のネットワークＭＮＷに対応して情報の送受を制御するインターフェースである。なお、モーションネットワークとしては、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）の他にたとえばＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）などを用いても良い。
　モータ駆動装置６及びモータ駆動装置７は、上記モーションコントローラ５から受信したモータ駆動指令に基づいて機械部分９に備えられる各モータに駆動電力を供給しその駆動を制御する制御機器である。
　リモートＩ／Ｏ８は、機械部分９に備えられる入力機器や出力機器に対し２値入出力制御を行う制御機器である。つまり、このリモートＩ／Ｏ８は、上記の上位ネットワークＥＮＷ及び／又はモーションネットワークＭＮＷを介して、上記ＰＬＣ３及び上記モーションコントローラ５に対し、機械部分９に備えられるセンサやスイッチのＯＮ又はＯＦＦの２値入力情報を出力する。またリモートＩ／Ｏ８は、同様にネットワークＥＮＷ、ＭＮＷを介して、上記ＰＬＣ３及び上記モーションコントローラ５からの指令に応じ、機械部分９に備えられるランプやバルブ開閉用などのソレノイドに対しそのＯＮ又はＯＦＦの２値出力状態を切り替える。
　機械部分９は、当該生産機械１の本体である機械部分９であり、その駆動源である各種モータ（図中の回転型モータ９１、リニアモータ９２など）やその検出器（図中のリニアスケール９３など）、２値入力機器９４（図中のセンサ、スイッチなど）、及び２値出力機器９５（図中のランプ、ソレノイドなど）を備えている。この機械部分９は、ワークやツール（特に図示せず）を動かす複数の駆動軸を組み合わせて構成し、各軸のモーション動作が重要である。各軸は、回転モータとギアによる回転ユニットや、回転モータとボールネジの組み合わせ又はリニアモータによる直動ユニットで構成される。
　図示する本実施形態の例では、汎用ＰＣ２、ＰＬＣ３、タッチパネルディスプレイ４、及びモーションコントローラ５がＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）規格に準拠する上位ネットワークＥＮＷを介して情報を送受可能に接続されている。また本実施形態の例では、モーションコントローラ５、モータ駆動装置６、モータ駆動装置７、及びリモートＩ／Ｏ８がＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）規格に準拠するモーションネットワークＭＮＷを介して情報を送受可能に接続されている。なお、本実施形態の例では、上位ネットワークＥＮＷの具体的な規格としてＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）を、モーションネットワークＭＮＷの具体的な規格としてＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）をそれぞれ用いているが、これら例示したもの以外の規格で各ネットワークＥＮＷ、ＭＮＷを構成してもよい。また、モーションコントローラ５はその電源を確保するためだけに汎用ＰＣ２などとＵＳＢ接続してもよい。
　本実施形態において、シーケンス制御とは、生産機械１における多数の２値入力情報と２値出力状態の連携を予め設定した連携関係で統括制御することであり、扱う情報の形態は、ほぼ全てＯＮとＯＦＦの２値情報である。
　またモーション制御とは、主に複数のモータ９１，９２のそれぞれに対する量的な動作を並行に連携して行わせることで、いわゆる軌跡制御や補間制御を行わせる制御である。なお、このモーション制御においてもその一部に上記シーケンス制御との連携も含めるため、扱う情報の形態は上述した２値情報とともに、回転や直線移動についての位置、速度、又はトルク・推力といた量的な情報を扱う。
　また、モータ制御システムＳは、モーションコントローラ５と、モータ駆動装置６及びモータ駆動装置７と、各モータ９１，９２で構成される。
　＜モーション制御関連部分の従来比較例＞
　ここで、モーション制御に関連する部分の製作に関して、従来行われていた比較例について説明する。まず、図２はこの従来比較例でのモーション系プログラムの生成工程を表す図である。
　この図２に示す従来比較例においては、まず最初にモーション用動作線図を図面として紙上に手書き、又は汎用ＰＣ２上の描画ソフトなどで作図する。このモーション動作用線図は、例えば上述の図９に示すようにそれぞれ軸番号が設定された複数のモータ９１，９２（モータ駆動装置６）の動作を時系列的かつ幾何的に記述した図面であり、さらにリモートＩ／Ｏ８における２値入出力制御との連携関係をも記述する。
　このモーション動作用線図は、当該生産機械１の機械部分９を設計し、各軸のモーション動作を構想した機械系技術者のみが作成できる。機械系技術者は、機械部分９におけるワークやツールなどの各可動部の連携動作を実現するために、各軸で並行して行われる量的な連携駆動と、センサ、リミットスイッチ、ランプ、及びソレノイドなどの２値入出力制御との連携関係をモーション動作用線図で設定、定義する。
　そしてこのモーション動作用線図の記述内容に基づいて、電気系技術者がモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムを作成する。ここではモーションコントローラ５が行うモーション制御に限定して説明しているが、複雑なモーションは軸動作のモーションの他にシーケンス動作も必要なため、結局、モーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムの２つが必要となる。
　シーケンス用ラダープログラムは、従来のモーションコントローラ５に記憶させて実行させるシーケンス制御の手順内容を記述するプログラムである。従来よりシーケンス制御においては、ラダープログラムに基づいて行われることが慣習としてあった。ラダープログラムは、ＣＰＵを用いたコンピュータ制御が開発、利用される以前から行われていたリレー制御の手法を踏襲した形式のプログラムである。例えば図３（ａ）に示すように、接続と遮断を切り替えるリレーなどで表現された１つ以上の２値入力と、１つの２値出力との連携関係を幾何的に記述したプログラム行を複数行並列に記述してそれら全てを一括実行する方式のプログラムである。
　また一方、モーション用プログラムは、従来のモーションコントローラ５に記憶させて実行させるモーション制御の手順内容を記述するプログラムである。従来のモーション用プログラムは、例えば図３（ｂ）に示すように、各軸の移動量を文字列で記述したプログラム行を実行順に列記して、その列記順に逐次実行する方式のプログラムである。
　これらモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムの作成にあたっては、コンピュータに関連したプログラミング技術（いわゆるコーディング技術）が必要である。そのため従来では、一般的にプログラミング技術を習得していない機械系技術者ではプログラムの作成を行えず、主に電気系技術者のみが上記モーション動作用線図の内容を変換してモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムを作成していた。この２つのプログラムの作成は、紙上に手書きで記述する以外にも、汎用ＰＣ２上で動作する編集アプリケーションで入力することにより行われる。
　そして、上記図２に示したように、これらモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムを汎用ＰＣ２上で動作する所定の変換アプリケーションに入力することで、モーションコントローラ５が実行可能な中間言語データの形態のモーション用プログラムとシーケンス用プログラムが生成される。
　なお上述したように、上記のモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムでは、それぞれ実行形式が異なる。詳しくは、シーケンス用ラダープログラムは、全てのプログラム行を１制御スキャン内で一括実行するスキャン実行型といえる。また、モーション用プログラムは、１プログラム行を複数回のスキャンに渡って実行する逐次実行型ということができ、１プログラム行の実行中には他の処理ができない。モーション制御だけでも、このように性質が正反対の２種類のプログラムを記述しないと生産機械１の複雑なモーション動作が実現できない。このように性質の異なる２種類のプログラムを使いこなすのは電気系技術者でさえも容易ではなく、それだけに機械系技術者で２種類のプログラムを習得しているケースは非常にまれである。
　図４は、同じくモーション制御に関して従来行われていたモータ制御システムＳのハードウエアセットアップの比較例を表す図である。なお、ハードウエア構成については、上記図１と同じものを利用した場合を想定しており、図４中ではモーション系のセットアップに関係のない部分は適宜図示を省略している。
　この図４において、モータ制御システムＳのハードウエアセットアップとしては、まず生産機械１の機械部分９がすでに組み立てられ、各駆動軸とそれらに対応するモータ駆動装置６１が設置されていることが前提となる。そして汎用ＰＣ２とモーションコントローラ５とがＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）規格に準拠した上位ネットワークＥＮＷで接続され、情報を送受可能に適宜ネットワークの設定が行われる。また、モーションコントローラ５と上記モータ駆動装置６１及びリモートＩ／Ｏ８とがＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ規格に準拠したモーションネットワークＭＮＷで接続され、情報を送受可能に適宜ネットワークの設定が行われる。また、モータ駆動装置６１と対応する各モータ９１，９２との間の配線と接続、及びリモートＩ／Ｏ８と２値入力機器や２値出力機器との間の配線と接続が行われる。
　次に汎用ＰＣ２で動作するアプリケーションの形態のエンジニアリングツール（図４中では図示を省略）を用いて、ユーザがモータ駆動装置６１の各種パラメータの設定やリモートＩ／Ｏ８のＩ／Ｏポートの割り当てなどの設定を行う。この後に、モータ駆動装置６１及び機械部分９に備えられた各モータ９１，９２の試運転が可能となる。なおこの時点での試運転は、単に各モータ９１，９２が動くかどうかの動作確認だけが行われる。
　そして、汎用ＰＣ２で生成された上記のモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムを、ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）を介してモーションコントローラ５のデバイスメモリ５２にダウンロードする。モーションコントローラ５にそれらモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムを実行させることで、モーション制御に関係する部分の試運転が可能となる。ここで多くの場合は、モーション制御が適切かつ高精度に行われるよう各プログラムや各種パラメータの調整を繰り返す。以上の工程を経てモータ制御システムＳのハードウエアがセットアップされる。
　このような従来比較例のモータ制御システムＳでは、そのハードウエアセットアップにおいて機械部分９における組立、配線、試運転、及び調整（機構的な部分での試運転、調整）の作業だけが機械系技術者単独で行える。しかしその他の作業は、電気系及びコンピュータに関連する知識やスキルが必要とされていたため電気系技術者の分担とされており、そのうちのモータ駆動装置６１のパラメータ設定や調整の作業に関しては機械系技術者と電気系技術者が共同で行う必要があった。
　以上の従来比較例でのモーション制御に関係する作業工程を、機械系技術者と電気系技術者との分担で区別して時系列的にまとめると、図５に示すようになる。まず機械系技術者の作業分担としては、ハードウエア面に関して初めに生産機械１全体の構想設計を行ってから、各部の詳細設計を行い、必要な部品の発注を行う。ここまでの作業は主に汎用ＰＣ２上で動作するＣＡＤなどの従来型ツールアプリケーションのみで実行していた。その後に揃った部品でモータ制御システムＳを含めた生産機械１全体の組立を行い、各種パラメータの設定を含めた各部の動作調整と試運転を行う。また、機械系技術者はモータ制御システムＳのソフトウエア面に関して、上述したモーション動作用線図を手書きなどで作成してモーション制御及びシーケンス制御の設計を行う。これは、ハードウエアの詳細設計や部品発注と並行するタイミングで行われる。
　一方、電気系技術者の作業分担としては、ハードウエア面に関し、機械系技術者による構想設計に合わせて必要となる電気回路図の設計を行い、それからモータ制御システムＳの各部の盤配線を行う。そして生産機械１の組立と同時に各部どうしを接続する機内配線を行う。またソフトウエア面に関して、機械系技術者が作成したモーション動作用線図に基づいてモーション用プログラム及びシーケンス用ラダープログラムを含めた各種制御プログラムを設計し、汎用ＰＣ２の変換アプリケーションで中間言語データの形態のプログラムを生成する。生産機械１の動作調整及び試運転の際には、各制御プログラムをモーションコントローラ５などをダウンロードしてモーション制御の動作調整及び試運転を行う。
　このようにモーション制御に関係する範囲だけでも従来比較例の場合における生産機械１の製作工程では、機械系技術者と電気系技術者の作業分担が複雑に入り組んでいる。特に、モーション制御に関する調整作業においては、各軸の調整を個別に完了させてからさらに各軸を複雑に連携させたモーション制御での調整が必要となる。また、機械部分９のモーションが想定通り作動しない場合のデバッグ作業においては、機械部分９のデバッグは機械系技術者のみで行われる一方、各制御プログラムのデバッグは電気系技術者のみで行われ、お互い不慣れな部分が残る共同作業となるため長い作業時間を要する原因となっていた。また、電気系技術者はモーション制御の他にも、ＰＬＣ３が行う生産機械１全体のシーケンス制御の設計やタッチパネルディスプレイ４でのインターフェース画面の設計などといった電気系の主たる作業があるため、モーション制御のデバッグに時間をかけられない制約がある。以上のような理由から、従来比較例のモータ制御システムＳを備えた生産機械１の開発期間がどうしても短縮できなかった
　この問題を根本的に解決するには、モーションコントローラ５の在り方を見直す必要がある。すなわち、モータ制御システムＳのハードウエア面及びソフトウエア面の両方でモーション関連部分の設計から調整、デバッグまでを一般的な機械系技術者が単独で実行可能にする必要があった。
　＜本実施形態によるモーション制御関連部分＞
　そこで本実施形態では、モーション制御に関連する部分の製作に関して、以下に説明するように行う。まず、図６は本実施形態によるモーション系プログラムの生成工程を表す図であり、上記従来比較例における図２に対応する図である。
　この図６に示す本実施形態の例では、まず最初に機械系技術者が汎用ＰＣ２上で動作する動作線図変換ツールを直接操作してモーション＆シーケンス用動作線図を入力、作図する。この動作線図変換ツールは、本実施形態においてモータ制御システムＳのモーション制御用に用意したエンジニアリングツールが備えるアプリケーションの１つである。動作線図変換ツールは、入力、作図されたモーション動作用線図に基づいてモーション＆シーケンス用タイムチャートを直接自動的に生成する（後述の図９参照）。上記従来比較例でモーション用プログラム及びシーケンス用プログラムが中間言語データの形態で生成されるのとは異なり、このモーション＆シーケンス用タイムチャートはモータ駆動装置６の位置決め機能を利用した位置決め指令に位置データ列を付加して構成される。また、モーションコントローラ５は、このモーション＆シーケンス用タイムチャートを実行するだけで、モーション制御とそれに関係するシーケンス制御を含めて実現可能となる。
　図７は、本実施形態によりモーション制御に関して行われるモータ制御システムＳのハードウエアセットアップを表す図であり、上記従来比較例における図４に対応する図である。この図７において、機械系技術者は汎用ＰＣ２上のエンジニアリングツールに備えられた各アプリケーションで所定の選択操作と幾何的な図形の入力操作を行うだけで、ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）規格準拠の上位ネットワークＥＮＷ及びＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ規格準拠のモーションネットワークのそれぞれのネットワーク設定と、モータ駆動装置６１に対するパラメータ設定、試運転、及び調整と、リモートＩ／Ｏ８のＩ／Ｏポート割り当て設定と、機械部分９に備えられた各モータ９１，９２の試運転及び調整とを行える。また付加的に各種パラメータの数値入力も行えるようにし、精度の高い調整を行えるようにしてもよい。
　そして、上述したモーション＆シーケンス用タイムチャートをモーションコントローラ５のデバイスメモリ５２にダウンロードし、実行させることで、機械部分９での各軸の連携によるモーション制御の試運転及び調整を行える。すなわち本実施形態によれば、モータ制御システムＳのハードウエア面及びソフトウエア面の両方でモーション関連部分の設計から調整までを一般的な機械系技術者が単独で実行可能となる。特に、制御プログラムのデバッグにおいても、機械系技術者が上記の動作線図変換ツールを用いてモーション＆シーケンス用動作線図を適宜編集し、モーション＆シーケンス用タイムチャートを再生成してモーションコントローラ５に再度ダウンロードするだけでよいため簡易に行える。
　また、本実施形態におけるモーションコントローラ５は、そのモーション制御中においてモーション＆シーケンス用タイムチャートに含まれる位置データ列を位置決め指令として各モータ駆動装置６に対し単純に繰り返し出力するだけでよい。これにより、上記位置データを繰り返し受信するモータ駆動装置６は、その位置決め機能により所定のモーション動作を維持できる。このため、上記従来比較例では異なる種類のモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムをそれぞれ中間言語データの形態から翻訳して処理していたことと比較して、本実施形態のモーションコントローラ５はＣＰＵの処理負担が大幅に軽減される。
　以上の本実施形態でのモーション制御に関係する作業工程を、機械系技術者と電気系技術者との分担で区別して時系列的にまとめると、上記図５に対応する図８に示すようになる。すなわち、モーション制御に関連する範囲においては、ハードウエア面及びソフトウエア面の両方で設計から調整までを一般的な機械系技術者が単独で実行可能となる。また、モーション制御に関連する範囲において電気系技術者は、関係する電気回路の設計と配線のみ行ってソフトウエア面での作業を行う必要がなくなり、その分ＰＬＣ３におけるシーケンス制御やタッチパネルディスプレイ４でのインターフェースの設定作業に注力することができる。
　＜エンジニアリングツールの実施例＞
　以下において、上述したエンジニアリングツールが備える各アプリケーションの機能について、その実行画面の表示例を参照しつつ説明する。なお、以下に示す各実行画面は、いわゆるマルチウィンドウ形式のＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を利用した形態で示す。
　図９は、上記動作線図変換ツールを実行した際の編集ウィンドウの表示例を表した図である。この図９が示す例においては、Ｓｅｒｖｏ＃０１、＃０２の２つのモータ駆動装置６の速度変化と、４つの２値出力信号と、４つの２値入力信号との連携関係を時系列的かつ幾何的に設定している。この例では、モータ駆動装置速度において、各モータ駆動装置６に対応するモータ９１の回転速度を０％、１００％、－１００％の３段階で離散的に設定でき、それぞれ任意のタイミングで各段階に切り替えることができる。画面上では各モータ駆動装置６に対応して時間軸方向（図中の水平右方向）に沿った直線上の任意の位置にカーソルＣを移動させ、所定の操作を行うことで当該直線を上方もしくは下方に向けた略台形形状に変形させることができる。当該直線は初期的にサーボ速度０％に対応する高さに位置しており、上述した上方、下方の略台形形状に変形させることで上方に対応する１００％、下方に対応する－１００％のサーボ速度に切り替えるタイミングを指定できる。また、それぞれの略台形形状は時間軸方向の長さも変形できる。なお、モータ駆動装置６の設定については、対応するモータ９１の回転速度以外にも、回転量（回転位置）やトルクで設定できるようにしてもよいし、その変化についても上記の０％、１００％、－１００％の３段階以外に例えば０％、５０％、１００％、－５０、－１００％などのように任意に設定した段階で離散的に変化するよう設定してもよいし、他にも逐次任意の量で連続的に変化させるよう設定してもよい。
　本実施形態において、上記時間軸は動作スケジュール時間として設定されている。動作スケジュール時間とは、実際の生産機械１においてモーション制御の開始時からの経過時間であり、当該動作線図変換ツールによって時系列的に進行が管理される。上記のサーボ速度、２値出力信号、及び２値入力信号の切り替えスケジュールは同一の動作スケジュールに同期するよう管理されている。もし、モーション制御中に何らかの不具合でこの動作スケジュールを停止した場合には、サーボ速度、２値出力信号、及び２値入力信号のそれぞれの切り替えスケジュールも動作スケジュール時間に合わせて進行を停止する。
　また、２値出力信号及び２値入力信号においては、同じ時間軸方向に沿った直線を任意の位置でＨ（ＯＮ）、Ｌ（ＯＦＦ）の２値に対応する高さに離散的に切り替えるよう変形させることができる。また、この２値の切り替えタイミングとサーボ速度の切り替えタイミングとを連携させることができる。つまり、どちらか一方の切り替えタイミングを他方の切り替えタイミングのトリガーに設定できる。
　以上のようにしてサーボ速度、２値出力信号、及び２値入力信号の切り替えスケジュールを幾何的に入力することで、ユーザはモーション＆シーケンス用動作線図を動作線図変換ツールに簡易に入力することができる。そして動作線図変換ツールは、このモーション＆シーケンス動作用線図に対応するモーション＆シーケンス用タイムチャートを生成する。
　また、本実施形態における動作線図変換ツールは、図１０に示すように複数のモーション＆シーケンス用動作線図を管理、一覧できる。この図１０に示す例では、Ｃｈａｒｔ＃０１～＃０７の７つのモーション＆シーケンス用動作線図がすでに入力されて記憶しており、そのうちのＣｈａｒｔ＃０５のモーション＆シーケンス動作用線図だけをタブ操作により表示させている。なお、このＣｈａｒｔの表示形態では、動作用線図の細部が簡略化されて表示されている。
　さらに、本実施形態における動作線図変換ツールは、図１１に示すように、Ｃｈａｒｔ単位で実行順と繰り返し回数と条件分岐を編集できる。図１１に示す例では、「実行順リスト－０１」の名称で１つの実行順リストが編集されている状態を表示している。この実行順リスト－０１の例では、実行番号［０１］～［０２］の昇順に対応してＣｈａｒｔ＃０１～＃０７がその＃番号順に実行され（［０８］のＥＮＤは終了）、そのうち実行番号［０２］のＣｈａｒｔ＃０２と実行番号［０７］のＣｈａｒｔ＃０７がそれぞれ１０回と５回繰り返し実行される。また、実行番号［０５］のＣｈａｒｔ＃０５の実行後においては、ＩＮ０１に対応する２値入力信号がＯＮ状態である場合に実行番号［０７］のＣｈａｒｔ＃０７に実行を移す。また、ＩＮ０１に対応する２値入力信号がＯＦＦ状態である場合には、実行番号［０６］のＣｈａｒｔ＃０６を実行した後に実行番号［０１］のＣｈａｒｔ＃０１の実行に戻る。動作線図変換ツールは、この実行順リストに対応してモーション＆シーケンス用タイムチャートを生成する。
　また本実施形態のエンジニアリングツールは、各モータ９１，９２の容量を選定するためのアプリケーションも備えている。図１２は、モータ容量選定ツールを実行した際の編集ウィンドウの表示例を表した図である。このモータ容量選定ツールでは、あらかじめ選定対象のモータ９１，９２が駆動する機構でそれを構成する各要素ごとに慣性モーメント（慣性質量）や減速比が解析されている。図１２が示す例においては、選定対象のモータ９１，９２に仮想的に実行させる運転速度パターンを時系列で示しており、図中右下の適用ボタンＢａを押下することで上記駆動機構を図示する運転速度パターンで運転する場合に必要とされるモータ容量が算出される。そして算出されたモータ容量に適合する具体的なモータ９１，９２の型式などをデータベースから選定し、選定結果として表示する。なお、上記の運転速度パターンは予め設定された定型のパターンを用いてもよいし、図１２に示す画面上でユーザが任意の幾何形状（もしくはパラメータ値の入力）に変形させたものを用いてもよい。また、図示する運転パターンを用いた容量選定はあくまで概略的な選定としておき、また別に上記のモーション＆シーケンス用動作線図で記述したサーボ速度の変化パターンを用いて最終的な容量選定を行ってもよい。
　また本実施形態のエンジニアリングツールは、簡易にネットワーク設定を行うためのアプリケーションも備えている。図１３は、ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）接続設定ツールを実行した際の操作ウィンドウの表示例を表した図である。このＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）接続設定ツールでは、あらかじめ接続対象のモーションコントローラ５が備えるディップスイッチの切り替え設定を指定しておき、それに対応してユーザがディップスイッチを切り替えた状態のモーションコントローラ５と汎用ＰＣ２とを接続してから設定操作を行うようにする。図示する例では、画面上に推奨設定（図中の「おすすめの設定」）で接続する場合のボタンＢｒと、元の設定に戻す場合のボタンＢｂが表示されている。推奨設定ボタンＢｒを押下する選択操作を行った場合には、ディップスイッチの切り替え状態に対応した２つのプライベートＩＰアドレスが自動生成されて汎用ＰＣ２とモーションコントローラ５にそれぞれ割り当てることで、相互にこの例のＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）規格準拠の上位ネットワークＥＮＷ上でのデータ送受が可能となる。また、元の設定に戻すボタンＢｂを押下する選択操作を行った場合には、汎用ＰＣ２が通常接続する構内ＬＡＮでのプライベートＩＰアドレスに再設定されることで、元の構内ＬＡＮへの再接続が可能となる。このようにＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）接続設定ツールを利用することで、この例のＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）規格準拠のネットワークの知識を持ち合わせていない一般的な機械系技術者でも簡易に汎用ＰＣ２のネットワーク設定が可能となる。
　また本実施形態のエンジニアリングツールは、簡易にモータ駆動装置６やモータ駆動装置７（以降これらを総称して「モータ駆動装置６，７」と記述する）のパラメータ設定やゲイン調整を行うためのアプリケーションも備えている。
　例えば、図１４はモータ駆動装置の調整画面の一例を示している。例えば、調整機能を有効にすると最初に図１４（ａ）の画面となる。この画面では、上下ボタンを押すことでモータ駆動装置６，７の応答レベルが変えられる。レベルの数値が高いほうがモータ駆動装置６，７の応答が速くできる。モータ駆動装置６，７のゲインを機械に応じて調整したい場合は、図１４（ａ）図内の「もっと調整する」ボタンを押すことで、図１４（ｂ）の画面に推移させる。図１４（ｂ）の画面では慣性モーメント比を推定動作するボタンを押すことでモータ駆動装置６，７が推定動作を行い慣性モーメントのパラメータがモータ駆動装置６，７に自動で設定される。次に、モータ駆動装置６，７への指令が外部指令（上位からの指令があり）か内部指令（上位からの指令なし）かをラジオボタンにて選択する。例えば、動作線図でモータ駆動装置６，７の動作チャートを作成していない場合はモータ駆動装置６，７の内部指令を選べばよく、モータ駆動装置６，７の動作パターンが準備できている場合は、外部指令を選ぶことで、動作パターンがモータ駆動装置６，７に自動的にロードされる。次に「自動調整」のボタンをおすことで、モータ駆動装置６，７のゲインの自動調整が始まり、モータ駆動装置６，７での自動調整（オートチューニング）動作が完了するとモータ駆動装置６，７内部のパラメータが自動で設定される。
　現在のモータ駆動装置製品は、モータ駆動装置６，７の各ゲイン（速度ゲイン、位置ゲイン、慣性モーメント比など）を個別に設定しなくても、オートチューニングによって、動作が可能な機能を備えている。モーションネットワークにてモーションコントローラ５とモータ駆動装置６，７を接続する場合は、モーションコントローラ５経由でモータ駆動装置６，７のデータをモーションコントローラ５に接続した汎用ＰＣ２に取り込むことができるため、図１４（ａ）や図１４（ｂ）の画面でモータ駆動装置６，７の機能を制御することが可能である。
　また後述するように、モータ駆動装置６，７とモーションコントローラ５を速度指令やトルク指令などのアナログ信号で接続する形態では、モーションコントローラ５内部で、速度制御や位置制御を構成するため、モータ駆動装置６，７の機能をモーションコントローラ５内部に構成しておくことで、上述の説明と同等なことが可能性である。
　また、モータ駆動装置６，７とモーションコントローラ５をパルス列で接続し、モータ駆動装置６，７のＵＳＢやシリアルＩ／Ｆでパソコンと接続してサーボ調整などを行う場合には、前記汎用ＰＣ２とモータ駆動装置６，７を直接接続して、汎用ＰＣ２内のエンジニアリングツールで直接モータ駆動装置６，７を認識することで、前述の図１４で説明した調整動作が同じように実現できる。
　また、モータ駆動装置６，７の動作状態をモニタするモータ駆動装置６，７のモニター機能も適当なボタンを定義して、図１５に示すような表示画面に推移することで、簡便に表示することができる。同様に、モータ駆動装置６，７に設定する他のパラメータも同様な設定画面を作成し、適当なボタンで推移することで簡単に設定動作が実現できる。
　このため、従来は個別にモータ駆動装置６，７の調整マニュアルを読み込んで調整したり、サーボ専用のエンジニアリングツールを使う必要があったが、本発明によると図１の汎用ＰＣ２にインストールしているモーションコントローラのエンジニアリングツールを起動するだけで、モータ駆動装置６，７の設定・調整も済ませることができ、また上記で説明したように直感的に操作できる画面を個別に作成することで、機械系技術者のみで調整・設定ができる効果がある。
　以上において、生産機械１の機械部分９に備えられる各モータ９１，９２が各請求項記載のモータに相当し、モーション＆シーケンス用動作線図が各請求項記載のモーション用動作線図及びシーケンス用動作線図に相当し、モーション＆シーケンス用タイムチャートが各請求項記載のモーション用タイムチャート及びシーケンス用タイムチャートに相当し、位置決め指令が各請求項記載のモータ駆動指令に相当し、位置データ列が各請求項記載の指令データ列に相当する。
　以上説明したように、本実施形態のエンジニアリングツールによれば、モータ駆動装置６，７を介してモータ９１，９２のモーション制御を行うモーションコントローラ５に対し、モーション制御に関する各種の設定操作を、ユーザからの選択操作と幾何的な図形の入力操作によって行えるようにした。これにより、電気系とコンピュータ関連の知識やスキル、及びプログラミング技術がなくとも、本実施形態の例における機械部分９に備えられた各モータ９１，９２の試運転及び調整と、モーション制御ユニット６１に対するパラメータ設定、試運転、及び調整と、リモートＩ／Ｏ８のＩ／Ｏポート割り当て設定と、上位ネットワークＥＮＷ及びモーションネットワークＭＮＷのネットワーク設定と、を簡易に行える。つまり、機械系技術者のみで機械各軸単独での動作テストや機械調整、機械精度測定、及び各軸が複雑に連携して動作するプログラム運転の記述や動作確認まで完了できる。この結果、モーション制御関連部分の設計から調整までを一般的な機械技術者が単独で行うことが可能となる。
　なお、上述したようにＰＬＣ３は生産機械１全体のシーケンス制御を行うものであり、モーションコントローラ５が行うモーション制御自体もＰＬＣ３のシーケンス制御の一部として組み込まれる場合が多い。つまり、モーション制御自体の開始タイミングがＰＬＣ３からの２値出力によって制御（いわゆるＩ／Ｏ制御）される場合が多い。また多くの場合、省配線とするためにＰＬＣ３とモーションコントローラ５とをＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）などのシリアル通信で接続するが、ＰＬＣ３からは指令コマンドでの起動ではなく上記の２値出力でモーションコントローラ５にモーション制御の開始を指令させることで、生産機械１全体の制御構成をわかりやすく単純化できる。またスイッチの操作だけでモーション制御を開始させることもできるようになる。
　このような構成の生産機械１では、本実施形態のエンジニアリングツールを用いることで、生産機械１の各軸別の制御の動作確認や複数軸が複雑に連携動作するモーション制御の動作確認をその機械調整も含めて事前に機械系技術者単独で行えるため、その後には電機系技術者のみで生産機械１全体の仕上げ運転動作をＰＬＣ３のシーケンス制御で設定できる。比較従来例のように各軸制御及びモーション制御のデバッグ作業を機械系技術者と電気系技術者が共同で行う必要がなくなり、電気系技術者は本来の担当作業である生産機械１の仕上げ動作やタッチパネルディスプレイ４などのヒューマンインターフェースの設定や生産機械１の電気プロセスなどの作業に集中できるため、結果として生産機械１の開発リードタイムを大幅に短縮できる。つまり、従来の生産機械１の開発手順とは異なり、機械系技術者の作業範囲と電気系技術者の作業範囲とを明確に区別でき、両者間の単純な引き継ぎにより生産機械１を仕上げることができるため、生産機械１の開発期間を短縮できる。
　また、本実施形態によれば、ユーザから時系列的かつ幾何的に記述されるモーション＆シーケンス用動作線図の入力により、モータ駆動装置６，７に対する動作指令を時系列的に出力できるようモーションコントローラ５が参照可能なモーション＆シーケンス用タイムチャートを生成する動作線図変換ツールを、エンジニアリングツールが備えている。これにより、想定したモーション制御を行わせるためのモータ９１，９２の動作（上記図９中のサーボ速度）を記述したモーション用動作線図そのものが、モーション制御時にモーションコントローラ５に実行させる制御プログラム言語として機能する。しかし制御プログラム言語として機能しながら、このモーション用動作線図は時系列的かつ幾何的に表現される図形で記述されるため、それを作成する際には従来のシーケンス用ラダープログラムやモーション用プログラムの場合のプログラミング作業とは異なり直感的かつ簡易に作成できる。つまり、ユーザにとって従来のようなプログラミングするという行為を意識させることなく詳細なモーション制御の定義、設定が行える。
　また、本実施形態によれば、モーション＆シーケンス用タイムチャートは、モータ駆動装置６，７の位置決め機能を利用した位置決め指令に位置データ列を付加して構成される。これにより、モーションコントローラ５は、そのモーション制御中においてモーション＆シーケンス用タイムチャートに含まれる位置データ列を位置決め指令として各モータ駆動装置６，７に対し単純に繰り返し出力（例えばパルス列で出力）するだけでよい。このため、モーションコントローラ５は、上記従来比較例では異なる種類のモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムをそれぞれ中間言語データの形態から翻訳して処理していたことと比較して、ＣＰＵ５１の処理負担が大幅に軽減される。これにより、比較的簡易なＣＰＵ５１を用いて構成できるため、モーションコントローラ５の低コスト化が可能となる。
　なお、モーションコントローラ５とモータ駆動装置６，７の仕様によっては、例えばモーションコントローラ５で位置決め制御を行いモータ駆動装置６，７で速度制御、トルク制御だけを行う場合もある。このような場合には、モーションコントローラ５がモータ駆動装置６，７に対してアナログ信号などで指令を出力する場合がある。このような仕様に合わせて、上記のモーション＆シーケンス用タイムチャートが上記指令に対応するデータ列を付加して構成することで、モーションコントローラ５はモータ駆動装置６，７に所定のモーション動作を維持させることができる。
　また、本実施形態によれば、ユーザから時系列的かつ幾何的に記述されるモーション＆シーケンス用動作線図の入力により、モータ９１，９２のモーション制御に関係する所定の２値入出力信号と当該モータ９１，９２のモーション制御との連携関係を記述したシーケンス用タイムチャートをモーション＆シーケンス用タイムチャートに含めて生成する。これにより、モーションコントローラ５はリモートＩ／Ｏ８に接続される各２値入出力機器との連携を行わせるシーケンス制御も合わせて可能となる。また、生産機械１の規模や仕様によっては、このモーション＆シーケンス用タイムチャートだけで生産機械１全体のシーケンス制御を行うことも可能であり、その場合には生産機械１にＰＬＣ３を不要とすることもできる。
　また、本実施形態によれば、モーション＆シーケンス用タイムチャートは、複数のモータ駆動装置６，７にそれぞれ対応し、時系列的に進行が管理される同一の動作スケジュール時間に同期して生成される。これにより、従来比較例で用いられていたスキャン実行型のシーケンス用ラダープログラムや逐次実行型のモーション用プログラムでは実現できなかった時間概念に基づいてのモーション制御の設定が可能となり、複数軸について時間軸上におけるそれらの連携動作の所用時間や休止時間の関係についても詳細かつ統合的に定義、設定できる。
　また、本実施形態によれば、動作スケジュール時間は所定の条件で進行を停止できるよう操作可能である。上述したようにモーション＆シーケンス用タイムチャートの制御対象である各軸と各２値入出力信号は同一の動作スケジュール時間の進行に同期して動作するため、当該動作スケジュール時間の進行を停止させることで制御対象の各軸、各２値入出力信号の時間変化も一斉に停止させることができる。これにより、ラダープログラムでは可能であった誤動作防止用のインターロック機能を、モーション＆シーケンス用タイムチャートでも実現できる。
　また、本実施形態によれば、個別の動作スケジュール時間ごとに生成された複数のモーション＆シーケンス用タイムチャートに対し、モーションコントローラ５における実行順と繰り返し回数と条件分岐を設定可能な実行順リストの機能を有している。これにより、モーションコントローラ５に行わせるモーション制御全体を特徴部分ごとに細分化してそれぞれをモーション＆シーケンス用タイムチャートで詳細に設定でき、また元のモーション制御全体をモーション＆シーケンス用タイムチャートの単位で機能的に編集し構築できる。
　また、本実施形態によれば、ユーザからの選択操作により、汎用ＰＣ２とモーションコントローラ５との間のネットワーク接続の設定を切り替えるＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）接続設定ツールを、エンジニアリングツールが備えている。これにより、ネットワークの知識を持ち合わせていない一般的な機械系技術者でも、汎用ＰＣ２に対して、ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）規格準拠の上位ネットワークＥＮＷを介したモーションコントローラ５との接続と、ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）規格準拠の他の構内ＬＡＮ等への接続とを簡易に切り替えることができる。
　なお、特に図示しないが、ユーザからの選択操作により、モーションコントローラ５とモータ駆動装置６，７を介してモータ９１，９２をリアルタイムに駆動できるツールもエンジニアリングツールに備えられていてもよい。このツールを利用することにより、機械系技術者は各モータ９１，９２の動作確認と不具合の調整を単独で行える。
　また、特に図示しないが、ユーザからの選択操作により、モータ９１，９２のモーション制御に関係する所定の２値入力力信号の入出力先を仮想的に設定するツールもエンジニアリングツールに備えられていてもよい。このツールを利用することにより、生産機械１に備えられる具体的なリモートＩ／Ｏ８の型式や仕様を知らない機械系技術者でも、暫定的にモーションコントローラ５にモーション制御の試運転させることができる。この場合には、当該ツールが、モーションコントローラ５の共有メモリ５３とＰＬＣ３の共有メモリ（図示せず）に同じＩ／Ｏ設定を記憶させることなどにより実現できる。
　なお、上記実施形態では、動作線図変換ツールがモーション＆シーケンス用タイムチャートを生成していたが、本発明はこれに限られない。例えば、動作線図変換ツールは、入力されたモーション＆シーケンス用動作線図に基づいて、その内容に対応するモーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムを生成してもよい。この場合には、モーション用プログラムとシーケンス用ラダープログラムの中間言語データを翻訳して実行する仕様のモーションコントローラ５に対しても、同様にプログラミング技術を習得していない機械系技術者が単独でモーション制御の設定、試運転、及び調整を行うことができる。
　また上記実施形態において、モーション制御とは、モータに対する量的な動作を行わせる制御としていたが、本発明はこれに限られない。この他にも、モータと同様にアクチュエータとして機能するソレノイドバルブ制御の空圧（油圧）シリンダ（特に図示せず）の動作を制御することも広義のモーション制御に含め、これに本発明を適用しても同様の効果が得られる。この空圧シリンダは、一般的にソレノイドバルブに対するＯＮとＯＦＦの２値制御で動作するが、この場合でも上記図９に示した２値出力信号の動作線図で空圧シリンダのモーション制御を設定、入力し、当該動作線図に基づいて生成されたモーション＆シーケンス用タイムチャートを参照してモーションコントローラが空圧シリンダのモーション制御を行える。
　例えば、図１において、モータ駆動装置６，７は使わずに、モーションネットワークＭＮＷを通してモーションコントローラ５からリモートＩ／Ｏ８に対して２値出力信号を出力したり、モーションコントローラ５がリモートＩ／Ｏ８から２値入力信号を入力したりする。リモートＩ／Ｏ８は機械部分９に取り付けたランプやソレノイド、センサ、スイッチと配線接続する。たとえば、空気圧で動作するエアシリンダでワークを移動する機構の場合、エアを切り替える電磁弁でエアシリンダを駆動するエアをＯＮ／ＯＦＦできる。前記電磁弁に含まれるソレノイドをリモートＩ／Ｏ８と配線し、リモートＩ／Ｏ８で電磁弁を駆動することで、エアシリンダの動作を制御できる。
　前述している実施形態と同様に、図９に示す動作線図において、例えば、２値出力信号のチャートでソレノイド＃０１をリモートＩ／Ｏ８を経由してエアシリンダに割り付けている場合、図中で信号レベルがＬからＨに変化すると、電磁弁が作動して圧縮エアがエアシリンダに入り、エアシリンダが動作する。例えば、直動エアシリンダが動作（伸びた）した場合、移動端を検出するセンサの検出信号をリモートＩ／Ｏ８経由でセンサ＃０２に割付ておく。また、センサ＃０２の信号変化でソレノイド＃０１がＨからＬに変化するように動作線図上で状態設定（ソレノイドのトリガ条件設定）をしておく。センサ＃０２エアシリンダの動作を検出して、センサの信号がＬからＨに変化するとソレノイド＃０１がＨからＬに変化して電磁弁が作動して圧縮エアを遮断しエアシリンダの動作が停止し、センサ＃０２の取り付け位置であらかじめさだまった位置にエアシリンダのロッドを位置決めできる。同様にソレノイド＃０２を他の電磁弁と接続し、エアシリンダが逆方向移動するようにエア回路を構成することで、前記動作と同様にエアシリンダをもとの位置にもどすことができる。
　以上説明したように、モータを駆動するのと同じように動作線図を用いることで、ラダープログラムを使うことなく、エアシリンダを駆動することができる。なお、従来は、ラダープログラムを書くことで、ＰＬＣ３やモーションコントローラ５に動作シーケンスを設定して初めてエアシリンダを動作していたので、前述までのモータによるモーション制御と同様に、機械系技術者だけで機械の試運転や動作デバックなどができなかった。本発明によると機械系技術者のみでエアシリンダを動作させることが可能になる。
　また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
　その他、一々例示はしないが、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
　１　　　　　　　　生産機械
　２　　　　　　　　汎用パーソナルコンピュータ
　３　　　　　　　　ＰＬＣ
　４　　　　　　　　タッチパネルディスプレイ
　５　　　　　　　　モーションコントローラ
　６，７　　　　　　モータ駆動装置
　８　　　　　　　　リモートＩ／Ｏ
　９　　　　　　　　機械部分
　５１　　　　　　　ＣＰＵ
　５２　　　　　　　デバイスメモリ
　５３　　　　　　　共有メモリ
　５４　　　　　　　上位ネットワークＩ／Ｆ
　５５　　　　　　　モーションネットワークＩ／Ｆ
　９１　　　　　　　回転型モータ
　９２　　　　　　　リニアモータ
　ＥＮＷ　　　　　　上位ネットワーク
　ＭＮＷ　　　　　　モーションネットワーク
　Ｓ　　　　　　　　モータ制御システム
 

Claims (10)

  1. 　モータ駆動装置を介してモータのモーション制御を行うモーションコントローラに対し、モーション制御に関する各種の設定操作を、ユーザからの選択操作と幾何的な図形の入力操作によって行える機能を有したことを特徴とするエンジニアリングツール。
  2. 　ユーザから時系列的かつ幾何的に記述されるモーション用動作線図の入力により、前記モータ駆動装置に対するモータ駆動指令を時系列的に出力できるよう前記モーションコントローラが参照可能なモーション用タイムチャートを生成することを特徴とする請求項１記載のエンジニアリングツール。
  3. 　前記モーション用タイムチャートは、前記モータ駆動装置に対する前記モータ駆動指令を構成する指令データ列を付加して構成されることを特徴とする請求項２記載のエンジニアリングツール。
  4. 　ユーザから時系列的かつ幾何的に記述されるシーケンス用動作線図の入力により、前記モータのモーション制御に関係する所定の２値入出力信号と当該モータのモーション制御との連携関係を記述したシーケンス用タイムチャートを前記モーション用タイムチャートに含めて生成することを特徴とする請求項２又は３記載のエンジニアリングツール。
  5. 　前記モーション用タイムチャートは、複数の前記モータ駆動装置にそれぞれ対応し、時系列的に進行が管理される同一の動作スケジュール時間に同期して生成されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のエンジニアリングツール。
  6. 　前記動作スケジュール時間は所定の条件で進行を停止できるよう操作可能であることを特徴とする請求項５記載のエンジニアリングツール。
  7. 　個別の前記動作スケジュール時間ごとに生成された複数の前記モーション用タイムチャートに対し、前記モーションコントローラにおける実行順と繰り返し回数と条件分岐を設定可能であることを特徴とする請求項５又は６記載のエンジニアリングツール。
  8. 　ユーザからの選択操作により、前記モーションコントローラと前記モータ駆動装置を介して前記モータをリアルタイムに駆動できることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエンジニアリングツール。
  9. 　ユーザからの選択操作により、前記モータの前記モーション制御に関係する所定の２値入出力信号の入出力先を仮想的に設定することを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載のエンジニアリングツール。
  10. 　ユーザからの選択操作により、前記エンジニアリングツールが実行される設定機器と前記モーションコントローラとの間のネットワーク接続の設定を切り替えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のエンジニアリングツール。
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