WO2020202568A1 - 多軸制御システム、多軸制御方法および多軸制御プログラム - Google Patents

多軸制御システム、多軸制御方法および多軸制御プログラム Download PDF

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WO2020202568A1
WO2020202568A1 PCT/JP2019/015204 JP2019015204W WO2020202568A1 WO 2020202568 A1 WO2020202568 A1 WO 2020202568A1 JP 2019015204 W JP2019015204 W JP 2019015204W WO 2020202568 A1 WO2020202568 A1 WO 2020202568A1
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servomotor
controller
control system
servo amplifier
measurement
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PCT/JP2019/015204
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English (en)
French (fr)
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靖之 齊藤
寺田　啓
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • 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
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/52—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another additionally providing control of relative angular displacement
    • 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
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0426—Programming the control sequence

Definitions

  • the present invention relates to a multi-axis control system including a plurality of servo amplifiers and controllers, a multi-axis control method, and a multi-axis control program.
  • Multi-axis control systems that combine multiple motors are used in industrial equipment such as semiconductor manufacturing equipment and machine tool equipment.
  • industrial equipment such as semiconductor manufacturing equipment and machine tool equipment.
  • multi-axis control systems are gantry mechanisms, articulated robots, and the like.
  • the load fluctuates depending on the position of the object controlled by each axis.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other, the X_1 and X_1 axes that can move in the X-axis direction, the Y-axis that can move in the Y-axis direction, and the Z-axis that can move in the Z-axis direction.
  • the X_1 axis and the X_1 axis need to perform the same operation.
  • the Z-axis mechanism when the Z-axis mechanism is closer to the X_1 axis on the Y-axis, the Z-axis mechanism has a large effect on the X_1 axis, so that the load applied to the X_1 axis is larger than that on the X_1 axis. In addition, the load fluctuates each time the shaft is operated.
  • Patent Document 1 describes a drive system in which a plurality of lower controllers for driving a motor and an upper controller for controlling the lower controller are provided, and the lower controller is configured to drive the motor based on a preset drive content. Has been done.
  • the lower controller drives the motor according to the instruction of the upper controller, and it is possible to measure the movement content and the like.
  • the load applied to each axis varies depending on the position of each mechanism. Therefore, it is necessary to set control parameters while considering the influence between each axis by driving a plurality of motors at the same time or performing measurement at the same time. At that time, the multi-axis control system needs to perform synchronous control for synchronizing the operations of a plurality of motors.
  • synchronous control is realized by a single controller, there is a problem that it is difficult to increase the number of motors to be controlled because the number of controllable motors depends on the performance of the controller.
  • the present invention has been made in view of the above, and is a multi-axis capable of increasing the number of motors subject to synchronous control while suppressing an increase in the load of a controller that controls the operation of the entire system.
  • the purpose is to obtain a control system.
  • the present invention is a multi-axis control system that synchronously controls a plurality of servomotors associated with each of a plurality of axes, each of which has a plurality of servos. It includes a plurality of servo amplifiers that drive one or more of the motors, and a controller that controls the plurality of servo amplifiers.
  • the servo amplifier is a parameter storage unit that stores control operation parameters acquired from engineering tools, and a motor control unit that controls the servo motor to be driven among a plurality of servo motors according to the operation parameters stored in the parameter storage unit. And.
  • the multi-axis control system according to the present invention has the effect of being able to increase the number of servomotors subject to synchronous control while suppressing an increase in the load on the controller.
  • the figure which shows the structural example of the engineering tool which concerns on Embodiment 1. A flowchart showing an example of controller operation when measuring a servomotor in the multi-axis control system according to the first embodiment.
  • the figure which shows an example of the input acceptance screen which the engineering tool displays on the display part A flowchart showing an example of the operation of the servo amplifier when the servomotor is positioned in the multi-axis control system according to the first embodiment. A flowchart showing an example of the operation of the controller when the operation parameters used by the servo amplifier are changed in the multi-axis control system according to the first embodiment. The figure which shows an example of the input acceptance screen which the engineering tool displays on the display part. A flowchart showing an example of the operation of the servo amplifier when the operation parameters of the servomotor are changed in the multi-axis control system according to the first embodiment.
  • the multi-axis control system, the multi-axis control method, and the multi-axis control program according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a multi-axis control system according to the first embodiment.
  • the multi-axis control system 11 shown in FIG. 1 includes a controller 12, servo amplifiers 13a and 13b, servomotors 14a to 14d, and mechanical elements 15a to 15d.
  • Each of the machine elements 15a to 15d is one of the parts forming the machine, and is driven by the servomotors 14a to 14d.
  • the number of servo amplifiers, the number of servomotors, and the number of mechanical elements included in the multi-axis control system 11 are examples and are not limited to the numbers shown in FIG.
  • the number of servo amplifiers, servo motors and mechanical elements may be 2 or more.
  • the servo amplifier 13a when it is not necessary to distinguish between the servo amplifier 13a and the servo amplifier 13b, these are referred to as the servo amplifier 13.
  • the servomotors 14a to 14d are referred to as servomotors 14, and the machine elements 15a to 15d are referred to as machine elements 15.
  • the controller 12 and each servo amplifier 13 are connected to the network 18.
  • a terminal 16 including an engineering tool 17 is further connected to the network 18.
  • the terminal 16 is a personal computer, a tablet terminal, or the like.
  • the engineering tool 17 is used when the user makes various settings for the controller 12 and each servo amplifier 13.
  • the engineering tool 17 is also used when the user gives an instruction to the controller 12 and each servo amplifier 13.
  • the engineering tool 17 is realized by installing a program for operating as the engineering tool 17 on the terminal 16.
  • the terminal 16 may include the function of the controller 12.
  • Servo motors 14a and 14b are connected to the servo amplifier 13a.
  • An X_1-axis mechanical element 15a is connected to the servomotor 14a, and an X_1-axis mechanical element 15b is connected to the servomotor 14b.
  • Servo motors 14c and 14d are connected to the servo amplifier 13b.
  • a Y-axis mechanical element 15c is connected to the servomotor 14c, and a Z-axis mechanical element 15d is connected to the servomotor 14d.
  • the multi-axis control system 11 shown in FIG. 1 has a configuration in which one servo amplifier 13 drives two servo motors 14, but the configuration is not limited to this.
  • One servo amplifier 13 may drive one servomotor 14, or one servo amplifier 13 may drive three or more servomotors 14. Further, it is not necessary that the number of servomotors 14 driven by each servo amplifier 13 is the same. For example, the first servo amplifier 13 may drive one servomotor 14, and the second servo amplifier 13 may drive three servomotors 14.
  • each servo amplifier 13 drives the servo motor 14 according to the acquired operation parameters. It has a function of driving the motor 14 to synchronize the operations of a plurality of servomotors. That is, in the multi-axis control system 11, each servo amplifier 13 drives the servo motor 14 according to the operation parameters acquired from the engineering tool 17 to perform synchronous control without receiving an instruction from the controller 12. That is, in the multi-axis control system 11, the synchronous control of the servomotor, which is performed top-down by the control device that controls the entire system in the conventional system, is distributed from the controller 12 to each servo amplifier 14. The operating parameters will be described separately.
  • the controller 12 performs constant-period communication with each servo amplifier 13 to control the operation of the entire system.
  • the controller 12 and each servo amplifier 13 repeatedly communicate with each other at a predetermined cycle in the system.
  • each servo amplifier 13 When each servo amplifier 13 receives the operation parameters of various operations from the engineering tool 17, it holds them and operates according to the operation parameters. The operation according to the operation parameters will be described separately.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the mechanical configuration of the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the multi-axis control system 11 shown in FIG. 2 has X-axis mechanical elements 15a and 15b driven by a two-axis servomotor of a servomotor 14a and a servomotor 14b.
  • the axis driven by the servomotor 14a is the X_1 axis
  • the axis driven by the servomotor 14b is the X_1 axis.
  • the X_1 axis and the X_1 axis are parallel to each other.
  • the multi-axis control system 11 has a Y-axis driven by a one-axis servomotor 14c, and the Y-axis is mechanically connected to the X-axis so as to be orthogonal to the X-axis.
  • the multi-axis control system 11 has a Z-axis mechanical element driven by a one-axis servomotor 14d, and the Z-axis is mechanically connected to the Y-axis so as to be orthogonal to the X-axis and the Y-axis. ..
  • the X_1 axis and the X_2 axis provided parallel to each other serve as the gantry axis. That is, the X_1 axis and the X_1 axis form a gantry mechanism.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the controller 12 according to the first embodiment.
  • the controller 12 sets the operation parameters used when synchronously controlling the constant cycle communication unit 21 that performs constant cycle communication with each servo amplifier 13, the servo amplifier control unit 22 that controls each servo amplifier 13, and each servo motor 14. It includes a parameter acquisition unit 23 that is acquired and held from the engineering tool 17, and a communication unit 24 that communicates with the engineering tool 17 at an arbitrary timing. Each of these parts is connected to the internal bus 20 and can communicate with each other.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the servo amplifier 13 according to the first embodiment.
  • the servo amplifier 13 includes a communication unit 31, a measurement start condition determination unit 32, a measurement processing unit 33, a measurement data storage unit 34, a motor control unit 35, a parameter storage unit 36, a parameter setting unit 37, and a time. It is provided with a management unit 38. Each of these parts is connected to the internal bus 30 and can communicate with each other.
  • the communication unit 31 performs regular cycle communication or non-regular cycle communication with the controller 12.
  • Non-constant cycle communication is normal communication that does not correspond to regular cycle communication in which communication is repeated at a predetermined cycle, and the timing of communication is not fixed, and communication is performed at an arbitrary timing.
  • the measurement start condition determination unit 32 determines whether or not the measurement start condition, which is a condition for the measurement processing unit 33 to start the data measurement operation, is satisfied.
  • the measurement processing unit 33 performs data measurement processing when the measurement start condition is satisfied. The details of the data measurement process will be described later.
  • the measurement data storage unit 34 stores the measurement data obtained by the measurement processing unit 33 executing the data measurement process.
  • the motor control unit 35 includes a test run processing unit 351 and a positioning processing unit 352, and controls to drive the servomotor 14 connected to the servo amplifier 13.
  • the test run processing unit 351 drives the servomotor 14 according to the test run conditions, which are the operation parameters related to the test run, among the operation parameters stored in the parameter storage unit 36, when the multi-axis control system 11 performs the test run described later.
  • the positioning processing unit 352 drives the servomotor 14 according to the parameters of the positioning operation among the operation parameters stored in the parameter storage unit 36 when the multi-axis control system 11 performs the positioning operation described later.
  • the parameter storage unit 36 includes a main storage unit 361 and an auxiliary storage unit 362, and stores operation parameters for synchronous control acquired from the engineering tool 17.
  • the main storage unit 361 stores the operation parameters actually used when the servo amplifier 13 operates.
  • the auxiliary storage unit 362 stores the received new operation parameter.
  • the parameter setting unit 37 writes the operation parameters to the main storage unit 361 and the auxiliary storage unit 362.
  • the parameter setting unit 37 When the main storage unit 361 receives a new operation parameter from the engineering tool 17 via the communication unit 31 while the main storage unit 361 is storing the operation parameter, the parameter setting unit 37 writes it in the auxiliary storage unit 362. Further, when the parameter setting unit 37 satisfies the predetermined condition, the parameter setting unit 37 reads the operation parameter from the auxiliary storage unit 362 and writes it in the main storage unit 361.
  • the time management unit 38 includes the built-in clock 381 and the time storage unit 382, and manages the start time of the operation using the operation parameters stored in the parameter storage unit 36.
  • the built-in clock 381 outputs time information.
  • the time management unit 38 synchronizes the built-in clock 381 with the built-in clock 381 included in the other servo amplifier 13 by using NTP (Network Time Protocol) or the like.
  • the time storage unit 382 stores the operation start time when the controller 12 notifies the operation start time.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the engineering tool 17 according to the first embodiment.
  • the engineering tool 17 obtains a communication unit 71 that communicates with the controller 12 at an arbitrary timing, a data acquisition unit 72 that acquires various data set in the controller 12 or each servo amplifier 13 from the user, and various data acquired from the user. It includes a data setting unit 73 set in the controller 12 or each servo amplifier 13, and a display unit 74 for displaying various data input screens, a status display screen of the multi-axis control system 11, and the like. Each of these parts is connected to the internal bus 70 and can communicate with each other.
  • the operation of the multi-axis control system 11 will be described with specific examples.
  • the operation when measuring the servomotor 14, the operation when performing the trial run of the servomotor 14, the positioning operation of the servomotor 14, and the operation when changing the operation parameters used by the servo amplifier 13 Will be described with reference to the drawings.
  • the operation of the controller 12 and the operation of the servo amplifier 13 will be described separately.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the controller 12 when the servomotor 14 is measured in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the "servo motor” is simply referred to as a "motor”.
  • motor shall mean “servo motor”.
  • the controller 12 When measuring the servomotor 14, the controller 12 first acquires the measurement conditions of the servomotor 14 as operating parameters from the engineering tool 17 (step S11). Specifically, the engineering tool 17 receives the input of the measurement conditions of the servomotor 14 from the user, and transmits the input measurement conditions to the controller 12. That is, the controller 12 receives the measurement conditions transmitted by the engineering tool 17 in step S11. The processing of step S11 is performed by the parameter acquisition unit 23.
  • the engineering tool 17 displays the measurement screen 210 shown in FIG. 7 and accepts input of measurement conditions.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the measurement screen 210 displayed on the display unit 74 by the engineering tool 17.
  • the measurement screen 210 includes an input area 211 for receiving input of measurement conditions from the user.
  • the user performs a predetermined operation on the engineering tool 17 to display the measurement screen 210, and inputs the measurement conditions to the measurement condition input area 211.
  • examples of measurement conditions are measurement time, start condition, measurement target axis, and measurement target data.
  • FIG. 7 shows a display example after the input of the measurement conditions is completed.
  • the engineering tool 17 indicates that the "start condition” is "X_1 axis speed> 100r / min AND Y axis speed> 100r / min", and the “measurement target axis” is "X_1 axis,"
  • the measurement condition data indicating that the X_1 axis and the Y axis are generated is generated and transmitted to the controller 12.
  • the engineering tool 17 generates measurement data indicating that the "measurement time” is "4.0 sec” and the "measurement target data” is the "motor speed, torque, speed command”.
  • X_1 axis, X_1 axis, and Y axis which are the "measurement target axes" are transmitted to each servomotor 14 that drives the servomotors 14.
  • the measurement condition data may be simply described as the measurement condition.
  • the controller 12 when the controller 12 acquires the measurement conditions, the controller 12 then acquires the information indicating the state of each servomotor 14 from each servo amplifier 13 (step S12).
  • the information acquired by the controller 12 is periodically transmitted from each servo amplifier 13.
  • the cycle at which each servo amplifier 13 transmits information is predetermined, and the servo amplifier 13 repeatedly transmits information indicating the state of the driving servomotor 14 at a predetermined cycle.
  • the cycle of transmitting information is an integral multiple of the cycle in which the servo amplifier 13 and the controller 12 perform constant cycle communication.
  • the information indicating the state of the servomotor 14, that is, the information indicating the state of the servomotor 14 of the measurement target axis includes information indicating the rotation speed per unit time, which is the speed of the measurement target axis.
  • the servo amplifier control unit 22 performs the process of step S12.
  • the servo amplifier control unit 22 also performs the subsequent processes in steps S13 to S15.
  • the controller 12 confirms whether or not the measurement start condition, which is the above-mentioned "start condition", is satisfied (step S13).
  • the controller 12 since "X_1 axis speed> 100r / min AND Y axis speed> 100r / min", the controller 12 has the X_1 axis speed exceeding 100r / min and the Y axis. When the speed exceeds 100 r / min, it is judged that the measurement start condition is satisfied.
  • step S13: No If the measurement start condition is not satisfied (step S13: No), the controller 12 returns to step S12 and continues the operation.
  • step S13: Yes the controller 12 instructs each servo amplifier 13 that drives each servomotor 14 to be measured to start measurement (step S14).
  • the controller 12 simultaneously instructs each servo amplifier 13 that drives each servomotor 14 to be measured to start measurement.
  • each servo amplifier 13 that received this instruction has the operation parameters acquired in advance from the engineering tool 17, specifically, the contents input by the user as "measurement time” and “measurement target data” shown in FIG. The measurement is performed according to the operation parameters shown in the above, and the measurement data showing the measurement result is transmitted to the controller 12.
  • the controller 12 executes step S14 to instruct the start of measurement, and then acquires measurement data from each servo amplifier 13 and outputs the measurement data to the engineering tool 17 (step S15).
  • the engineering tool 17 receives the measurement data from the controller 12, the engineering tool 17 updates the measurement screen 210 shown in FIG. 7 and displays the measurement result.
  • the engineering tool 17 updates, for example, the display of the measurement screen 210 to the contents shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the measurement result displayed on the display unit 74 by the engineering tool 17.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the operation of the servo amplifier 13 when the servomotor 14 is measured in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the servo amplifier 13 first acquires the measurement conditions (step S21). In step S21, the measurement conditions notified from the engineering tool 17, specifically, the "measurement time” and the “measurement target” in which the engineering tool 17 displays the measurement screen 210 shown in FIG. 7 and receives input from the user. Acquire the contents of "data” as measurement conditions. Next, the servo amplifier 13 sets the acquired measurement conditions and drives the servomotor 14 (step S22).
  • the parameter setting unit 37 performs the process of acquiring the measurement conditions in step S21 and the process of setting the measurement conditions in step S22. Further, the motor control unit 35 controls to drive the servomotor 14.
  • the motor control unit 35 holds in advance information on the speed of the servomotor 14 when measuring the servomotor 14.
  • the speed of the servomotor 14 is the number of rotations of the rotor of the servomotor 14 per unit time.
  • the speed information of the servomotor 14 may be included in the measurement conditions acquired in step S21 instead of being held in advance by the motor control unit 35.
  • the parameter setting unit 37 sets the measurement conditions by writing the acquired measurement conditions, specifically, information indicating each of the measurement time and the measurement target data to the parameter storage unit 36.
  • the parameter setting unit 37 writes information indicating each of the measurement time and the measurement target data in the main storage unit 361 or the auxiliary storage unit 362 of the parameter storage unit 36.
  • the information indicating each of the measurement time and the measurement target data is an operation parameter used in the operation of measuring the servomotor 14.
  • step S23 the servo amplifier 13 generates information indicating the state of the servomotor 14 and transmits it to the controller 12 (step S23).
  • the state of the servomotor 14 is the speed of the shaft driven by the servomotor 14.
  • the processing of step S23 is performed by the measurement processing unit 33.
  • step S24 the servo amplifier 13 confirms whether or not the instruction to start measurement has been received from the controller 12 (step S24), and if not received the instruction (step S24: No), returns to step S23 and continues the operation.
  • step S24 When the servo amplifier 13 receives an instruction to start measurement (step S24: Yes), the servo amplifier 13 performs measurement according to the measurement conditions set in step S22 and transmits the measurement data to the controller 12 (step S25).
  • the process of step S24 is performed by the measurement start condition determination unit 32.
  • the measurement start condition determination unit 32 receives the measurement start instruction, it determines that the measurement start condition is satisfied.
  • the processing of step S25 is performed by the measurement processing unit 33.
  • step S25 the measurement processing unit 33 repeats the measurement until the measurement time (4.0 sec in the present embodiment) specified in the measurement conditions elapses, and measures the measurement result obtained each time the measurement is performed as measurement data. It is stored in the data storage unit 34.
  • the measurement processing unit 33 reads the measurement data from the measurement data storage unit 34 and transmits it to the controller 12. Since the measurement time input by the user is long, the measurement data storage unit 34 may not be able to store the measurement data obtained by the measurement at the measurement time. In this case, the measurement processing unit 33 divides the storage area constituting the measurement data storage unit 34 into two areas and uses them, and writes the measurement data in one area and reads the measurement data from the other area. And the process of transmitting to the controller 12 is performed in parallel. As a result, it is possible to prevent the transmission of the measurement data to the controller 12 from being interrupted.
  • the servo amplifier 13 when the servo amplifier 13 receives the instruction to start measurement, it starts measurement and stores the measurement data in the measurement data storage unit 34, and when the measurement time elapses, it is stored in the measurement data storage unit 34.
  • the measurement data is transmitted to the controller 12.
  • the controller 12 In the multi-axis control system 11, it is not necessary for the servo amplifier 13 to transmit the measurement data to the controller 12 at any time by the constant cycle communication, and the data amount of the measurement data is not limited to the amount of data that can be transmitted in one fixed period communication. .. Therefore, the controller 12 can obtain high-definition measurement data and can grasp the accurate state of each servomotor 14 and each mechanical element 15.
  • the measurement can be started for the plurality of servomotors 14 under complicated conditions, it becomes easy to measure the data in the expected situation. Since the measurement can be started under complicated conditions such as AND and OR of the measurement start conditions for a plurality of motors, it becomes easy to measure the data in the expected situation, and the user can reduce the time required for selecting the measurement data. Further, since the controller 12 does not need to constantly monitor the measurement data transmitted from the servo amplifier 13, the load can be reduced, and the limitation on the number of axes that can be specified as the measurement target axes of the measurement conditions can be relaxed.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the controller 12 when the servomotor 14 is commissioned in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the controller 12 When performing a test run of the servomotor 14, the controller 12 receives a test run start operation from the user via the engineering tool 17, and instructs each servo amplifier 13 to start the test run (step S31). Specifically, the engineering tool 17 accepts the test run start operation of the servomotor 14 from the user, and transmits a signal to that effect to the controller 12. That is, in step S31, the controller 12 receives the signal indicating the start of the test run transmitted by the engineering tool 17. Upon receiving this signal, the controller 12 instructs each servo amplifier 13 to start a test run. The servo amplifier control unit 22 performs the process of step S31.
  • the method in which the engineering tool 17 accepts the test run start operation from the user may be any method.
  • the engineering tool 17 displays the test run screen 220 shown in FIG. 11 and accepts the input of the test run conditions and the start operation of the start of the test run.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a test run screen 220 displayed on the display unit 74 by the engineering tool 17. Information input by the user as a test run condition is transmitted from the engineering tool 17 to each servo amplifier 13.
  • the user performs a predetermined operation on the engineering tool 17 to display the test run screen 220, and inputs the motor rotation speed, acceleration / deceleration time constant, and operation duration as test run conditions.
  • the test run conditions also include the target axis of the test run.
  • the user specifies the target axis of the test run by using the pull-down menu arranged at the upper left of the test run screen 220.
  • FIG. 11 shows a display example after the input of the test run conditions is completed. When the "forward rotation" button or the "reverse rotation” button arranged at the lower left of the test run screen 220 shown in FIG. 11 is pressed, the engineering tool 17 generates information indicating the start of the test run to the controller 12. Send.
  • the engineering tool 17 generates test run condition data indicating the test run conditions and transmits the data to each servo amplifier 13.
  • the test run condition data includes information indicating each of the target axis of the test run, the motor rotation speed, the acceleration / deceleration time constant, the operation duration, and the rotation direction (forward or reverse).
  • the test run condition data may be simply described as the test run condition.
  • the "forward rotation” button is a button for receiving a test run start instruction to reverse each target axis of the test run
  • the "reverse” button is a button for receiving a trial run start instruction to reverse each target axis of the test run. is there.
  • the directions of forward and reverse rotation shall be predetermined.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the operation of the servo amplifier 13 when the servomotor 14 is commissioned in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the servo amplifier 13 first acquires the test run conditions (step S41).
  • the test run conditions notified from the engineering tool 17 are acquired.
  • the servo amplifier 13 sets the acquired test run conditions, and then executes the test run when the controller 12 receives an instruction to start the test run of the servomotor 14 (step S42).
  • the servo amplifier 13 accelerates the servomotor 14 with a time constant of 1000 ms until the rotation speed reaches 200 r / min after starting the forward rotation of the shaft. After that, when 30 s have elapsed, the servomotor 14 is decelerated with a time constant of 1000 ms to end the test run. This control is performed by the test run processing unit 351 of the motor control unit 35.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the controller 12 when the positioning operation of the servomotor 14 is performed in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the controller 12 When performing the positioning operation of the servomotor 14, the controller 12 receives the operation to start the positioning operation from the user via the engineering tool 17, and instructs each servo amplifier 13 to start the positioning operation (step S51).
  • the engineering tool 17 receives the positioning operation start operation of the servomotor 14 from the user, and transmits a signal to that effect to the controller 12. That is, the controller 12 receives the signal indicating the start of the positioning operation transmitted by the engineering tool 17 in step S51. Upon receiving this signal, the controller 12 instructs each servo amplifier 13 to start the positioning operation.
  • the servo amplifier control unit 22 performs the process of step S51.
  • any method may be used for the engineering tool 17 to accept the start operation of the positioning operation from the user.
  • the engineering tool 17 displays the input acceptance screen 230 shown in FIG. 14 and accepts the input of the parameters of the positioning operation and the start operation of the positioning operation.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the input reception screen 230 displayed on the display unit 74 by the engineering tool 17. Information input by the user as a parameter of the positioning operation is transmitted from the engineering tool 17 to each servo amplifier 13.
  • the user performs a predetermined operation on the engineering tool 17 to display the input acceptance screen 230, and displays the target position, rotation speed, acceleration time constant, deceleration time constant, dwell time, and auxiliary with respect to the parameter table 231. Enter the function and M code set.
  • the parameters of the positioning operation also include the target axis of the positioning operation.
  • the user specifies the target axis for the positioning operation by using the pull-down menu arranged at the upper left of the input reception screen 230.
  • FIG. 14 shows a display example after the parameter input is completed.
  • the engineering tool 17 provides information indicating the start of the positioning operation when the "write selection item" button or the "batch write” button arranged at the upper right of the input reception screen 230 shown in FIG. 14 is pressed. Generate and send to controller 12.
  • the engineering tool 17 transmits the parameters of the positioning operation to the servo amplifier 13.
  • the engineering tool 17 causes the user to select the set to be written from the plurality of input sets, and sends the selected set to the servo amplifier 13. To do.
  • the engineering tool 17 transmits all the input sets to the servo amplifier 13.
  • the engineering tool 17 transmits information indicating each of the target position, rotation speed, acceleration time constant, deceleration time constant, dwell time, auxiliary function, and M code to each servo amplifier 13 as parameters for positioning operation.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of the operation of the servo amplifier 13 when the positioning operation of the servomotor 14 is performed in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the servo amplifier 13 first acquires the parameters of the positioning operation (step S61).
  • the parameters of the positioning operation transmitted from the engineering tool 17, for example, the target position, the rotation speed, the acceleration time constant, the deceleration time constant, the dwell time, the auxiliary function, and the M code shown in FIG. 14 are acquired.
  • the servo amplifier 13 sets the acquired parameters of the positioning operation (step S62). Steps S61 and S62 are performed by the parameter setting unit 37.
  • step S62 the servo amplifier 13 confirms whether or not there is an instruction to start operation from the controller 12 (step S63), and if there is no instruction (step S63: No), repeats step S63.
  • step S63: Yes the servo amplifier 13 performs the positioning operation according to the parameter set in step S62 (step S64). Steps S63 and S64 are performed by the positioning processing unit 352 of the motor control unit 35.
  • the motor control unit 35 controls the servomotor 14 so that the position of the servomotor 14 is 0.500 mm and the rotation speed of the shaft is 100 r / min.
  • the motor control unit 35 sets the acceleration time constant and the deceleration time constant at this time to 10 ms. Next, the motor control unit 35 controls the servomotor 14 so that the position of the servomotor 14 is 300.000 mm and the rotation speed of the shaft is 200 r / min. The motor control unit 35 sets the acceleration time constant and the deceleration time constant at this time to 50 ms. Hereinafter, similarly, the motor control unit 35 controls the servomotor 14 according to the set operating parameters.
  • the operations of the plurality of servomotors 14 can be synchronized to perform trial run and positioning, and a failure in a mechanism such as the X_1 axis and the X_1 axis shown in FIG. 2 that need to be driven at the same timing. Can be reduced. In addition, it becomes easy to adjust the mechanism that needs to synchronize the operations. Further, when the positioning operation is used, since the servomotor 14 is driven based on the preset positioning data, it is not necessary for the controller 12 to sequentially transmit the position command for designating the position to each servo amplifier 13. .. Therefore, the load on the controller 12 is reduced, and the limitation on the number of servomotors 14 that can be positioned at the same time can be relaxed.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of the operation of the controller 12 when the operation parameters used by the servo amplifier 13 are changed in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the controller 12 When changing the operation parameter used by the servo amplifier 13, the controller 12 accepts the operation parameter switching start operation from the user via the engineering tool 17, and instructs each servo amplifier 13 to switch the operation parameter (step S71).
  • the engineering tool 17 receives the operation parameter switching start operation from the user, and transmits a signal to that effect to the controller 12. That is, in step S71, the controller 12 receives the signal indicating the start of operation parameter switching transmitted by the engineering tool 17.
  • the controller 12 instructs each servo amplifier 13 to switch the operating parameters.
  • the controller 12 simultaneously instructs each servo amplifier 13 to switch the operating parameters.
  • the servo amplifier control unit 22 performs the process of step S71.
  • any method may be used for the engineering tool 17 to accept the operation parameter switching start operation from the user.
  • the engineering tool 17 displays the input acceptance screen 240 shown in FIG. 17 and accepts the input of the operation parameter used by the servo amplifier 13 and the operation of starting the switching of the operation parameter.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the input reception screen 240 displayed on the display unit 74 by the engineering tool 17. Information input by the user as an operation parameter is transmitted from the engineering tool 17 to each servo amplifier 13.
  • the user performs a predetermined operation on the engineering tool 17 to display the input acceptance screen 240, and on the parameter table 241, the parameters of each axis for which the operation parameters are changed, that is, PB01 to PB11. Enter each parameter.
  • the "axis selection" button arranged at the upper right of the input acceptance screen 240 the user calls the selection menu of the target axis whose operation parameter is to be changed, and selects the axis whose operation parameter is to be changed.
  • FIG. 17 shows a display example after the axes X_1 and X_2 are selected as the target axes for changing the operation parameters and the input of the operation parameters is completed.
  • the engineering tool 17 When the "write" button on the input acceptance screen 240 is pressed, the engineering tool 17 generates information indicating the start of switching of the operation parameters and transmits the information to the controller 12. At this time, the engineering tool 17 transmits the operation parameter to the controller 12. The engineering tool 17 transmits information indicating each of the items (No., abbreviation, name, unit, ...) Shown in FIG. 17 to the servo amplifier 13 as operating parameters for change.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of the operation of the servo amplifier 13 when the operation parameters of the servomotor 14 are changed in the multi-axis control system 11 according to the first embodiment.
  • the servo amplifier 13 first acquires the operating parameters for change (step S81). In this step S81, the operation parameters for change transmitted from the engineering tool 17 are acquired. Next, the servo amplifier 13 stores the acquired operating parameters for change in the auxiliary storage unit 362 of the parameter storage unit 36 (step S82). Steps S81 and S82 are performed by the parameter setting unit 37.
  • the operation parameter for change stored in the auxiliary storage unit 362 is an operation parameter before the servo amplifier 13 starts to be used in the operation of driving the servomotor 14.
  • the servo amplifier 13 After executing step S82, the servo amplifier 13 confirms whether or not there is an operation parameter switching instruction from the controller 12 (step S83), and if there is no instruction (step S83: No), repeats step S83.
  • the servo amplifier 13 starts using the operation parameter stored in the auxiliary storage unit 362 (step S84).
  • the parameter setting unit 37 of the servo amplifier 13 reads the operation parameter from the auxiliary storage unit 362 and writes it to the main storage unit 361 to switch the operation parameter used when driving the servomotor 14.
  • the main storage unit 361 is a first storage unit that stores the operation parameters in use in the operation of the servo amplifier 13 for driving the servomotor 14.
  • the auxiliary storage unit 362 is a second storage unit that stores operation parameters before the servo amplifier 13 starts to be used in the operation of driving the servomotor 14.
  • the operating parameters of the plurality of servo amplifiers 13 can be changed all at once, the difference in operation of the plurality of servomotors 14 due to the deviation of the operating parameters can be minimized, and the adjustment becomes easy. Further, since it is not necessary to transmit the operation parameters of each target servo amplifier 13 to the network 18 at once, the limitation on the number of servo amplifiers 13 that can change the operation parameters all at once can be relaxed.
  • the parameter setting unit 37 manages whether to enable the main storage unit 361 or the auxiliary storage unit 362 of the parameter storage unit 36 with an identifier such as a flag, and the parameter becomes effective by changing this identifier. May be changed. Further, a plurality of auxiliary storage units 362 may be provided.
  • the controller 12 that controls the operation of the entire system transmits the operation parameters used in the operation of driving the servomotor 14 to the target servo amplifier 13. , Instruct each servo amplifier 13 to which the operation parameter is transmitted to start the operation using the transmitted operation parameter.
  • Each servo amplifier 13 stores the operation parameters received from the controller 12, and when it receives an instruction to start the operation, each servo amplifier 13 operates individually according to the stored operation parameters to drive the servomotor 14.
  • the operations of the servomotors 14 driven by each of the plurality of servo amplifiers 13 can be synchronized, and synchronous control of the plurality of axes can be realized.
  • the controller 12 does not need to transmit the control information of the servomotor 14 to the servo amplifier 13 after instructing each servo amplifier 13 to start the operation. Therefore, the load on the controller 12 can be reduced. Further, even if the number of servomotors 14 included in the multi-axis control system 11 increases, the load on the controller 12 does not increase significantly. That is, it is possible to increase the number of motors subject to synchronous control while suppressing the increase in the load of the controller 12. Further, the load on the network 18 to which the controller 12 and the servo amplifier 13 are connected can be reduced.
  • Embodiment 2 The multi-axis control system according to the second embodiment will be described.
  • the configuration of the multi-axis control system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Further, the configurations of the controller and the servo amplifier constituting the multi-axis control system are the same as those in the first embodiment.
  • the operation parameters are set in the target servo amplifier 13 which is the servo amplifier 13 for driving the servo motor 14 of the target axis of the synchronous control, and the controller 12 sets the operation parameters.
  • the multi-axis control system 11 sets the operation start time and the operation parameter in each servo amplifier 13, and each servo amplifier 13 sets the operation parameter in the operation start time. Start the following operation.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of the operation of the controller 12 when the servomotor 14 is measured in the multi-axis control system 11 according to the second embodiment.
  • the controller 12 When measuring the servomotor 14 in the multi-axis control system 11 according to the second embodiment, the controller 12 first acquires the measurement start time and the measurement conditions which are the operation parameters from the engineering tool 17 (step S91). Specifically, the engineering tool 17 receives input of the measurement start time and the measurement condition from the user, and transmits the input measurement start time and the measurement condition to the controller 12. The controller 12 acquires the measurement start time and the measurement conditions by the same method as in step S11 described in the first embodiment. For example, the engineering tool 17 displays a screen similar to the measurement screen 210 shown in FIG. 7 on the display unit 74, and accepts input of the measurement start time and the measurement condition. At this time, as a start condition included in the input area 211 shown in FIG.
  • the measurement condition acquired by the controller 12 in step S91 is the measurement target axis. That is, in step S91, the controller 12 acquires the measurement start time and the measurement target axis. Further, when the engineering tool 17 transmits the measurement start time and the measurement condition to the controller 12, in parallel with this, the engineering tool 17 transmits the measurement start time and the measurement condition to the servo amplifier 13 that drives the servomotor 14 of the measurement target axis. .. Specifically, the engineering tool 17 transmits the measurement start time, the measurement time, and the measurement target data to the servo amplifier 13.
  • Step S92 is the same process as step S15 described in the first embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of the operation of the servo amplifier 13 when the servomotor 14 is measured in the multi-axis control system 11 according to the second embodiment.
  • the servo amplifier 13 first acquires the measurement start time and the measurement conditions (step S101). In this step S101, the measurement start time and the measurement conditions notified from the engineering tool 17 are acquired. Next, the servo amplifier 13 sets the acquired measurement start time and measurement conditions, and drives the servomotor 14 (step S102). The processes of steps S101 and S102 are the same as those of steps S21 and S22 shown in FIG. In step S102, the time storage unit 382 of the time management unit 38 stores the measurement start time included in the measurement conditions.
  • the servo amplifier 13 confirms whether or not it is the measurement start time (step S103), and if it is not the measurement start time (step S103: No), repeats step S103.
  • the measurement start time step S103: Yes
  • the measurement is performed according to the measurement conditions set in step S102, and the measurement data is transmitted to the controller 12 (step S104).
  • the time management unit 38 of the servo amplifier 13 performs the determination process in step S103.
  • the process of step S104 is the same as the process of step S25 shown in FIG.
  • the start time of the operation may be set in the servo amplifier 13.
  • the servo amplifier 13 for which the start time of the operation is set executes the operation at the start time of the operation.
  • the controller 12 transmits the operation parameter including the information of the start time of the operation to the servo amplifier 13, and the servo amplifier 13 receiving the operation parameter operates.
  • the servomotor 14 is driven by individually operating according to the operation parameters.
  • the multi-axis control system according to the present embodiment can synchronize the operations of the servomotors 14 driven by each of the plurality of servo amplifiers 13, and a plurality of servo motors 14 can be synchronized with each other. Synchronous control of axes can be realized.
  • the multi-axis control system including the gantry mechanism has been described in the first and second embodiments, it is merely an example, and the multi-axis control system having other configurations will also be described in the first and second embodiments. It is possible to apply the controlled controls.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of hardware that realizes the controller 12 of the multi-axis control system 11 according to the first and second embodiments.
  • Each of the components constituting the controller 12 described in the first and second embodiments is realized by, for example, a processing circuit composed of the processor 101, the memory 102, and the communication device 103 shown in FIG.
  • the processor 101 shown in FIG. 21 is a CPU (Central Processing Unit) or the like.
  • the memory 102 shown in FIG. 21 is a non-volatile or volatile semiconductor memory, a magnetic disk, or the like, such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or a flash memory.
  • the servo amplifier control unit 22 and the parameter acquisition unit 23 of the controller 12 are realized by the processor 101 executing a program for operating as each of these units.
  • the program for operating as the servo amplifier control unit 22 and the parameter acquisition unit 23 is stored in the memory 102 in advance.
  • the processor 101 operates as the servo amplifier control unit 22 and the parameter acquisition unit 23 by reading the program from the memory 102 and executing it. Further, the fixed cycle communication unit 21 and the communication unit 24 are realized by the communication device 103.
  • the program for the processor 101 to operate as the servo amplifier control unit 22 and the parameter acquisition unit 23 of the controller 12 is assumed to be stored in the memory 102 in advance, but the present invention is not limited to this.
  • the above program may be supplied to the user in a state of being written on a recording medium such as a CD (Compact Disc) -ROM or a DVD (Digital Versatile Disc) -ROM, and may be installed by the user in the memory 102.
  • the hardware that realizes the processor 101 is configured to include a reading device for reading a program from a recording medium or an interface circuit for connecting the reading device.
  • the above program may be provided to the user via a communication line such as the Internet and installed in the memory 102.
  • each component of the servo amplifier 13 shown in FIG. 4 is realized by a processing circuit composed of the processor 101, the memory 102, and the communication device 103 shown in FIG.
  • the configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 11 multi-axis control system 12 controller, 13, 13a, 13b servo amplifier, 14a, 14b, 14c, 14d servo motor, 15a, 15b, 15c, 15d mechanical elements, 16 terminals, 17 engineering tools, 18 networks, 20, 30 , 70 Internal bus, 21 Constant cycle communication unit, 22 Servo amplifier control unit, 23 Parameter acquisition unit, 24, 31, 71 Communication unit, 32 Measurement start condition judgment unit, 33 Measurement processing unit, 34 Measurement data storage unit, 35 Motor Control unit, 36 parameter storage unit, 37 parameter setting unit, 38 time management unit, 72 data acquisition unit, 73 data setting unit, 74 display unit, 351 commissioning processing unit, 352 positioning processing unit, 361 main storage unit, 362 auxiliary storage Department, 381 built-in clock, 382 time storage unit.

Landscapes

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Abstract

複数の軸のそれぞれと対応付けられている複数のサーボモータ（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）を同期制御する多軸制御システム（１１）であって、それぞれが複数のサーボモータの中の１つ以上を駆動する複数のサーボアンプ（１３ａ，１３ｂ）と、複数のサーボアンプを制御するコントローラ（１２）と、を備え、サーボアンプは、エンジニアリングツールから取得した制御用の動作パラメータを記憶するパラメータ記憶部（３６）と、複数のサーボモータのうち駆動対象のサーボモータをパラメータ記憶部が記憶している動作パラメータに従って制御するモータ制御部（３５）と、を備える。

Description

多軸制御システム、多軸制御方法および多軸制御プログラム
　本発明は、複数のサーボアンプおよびコントローラから成る多軸制御システム、多軸制御方法および多軸制御プログラムに関する。
　半導体製造装置および工作機械装置といった産業用途の装置では、複数のモータを組み合わせた多軸制御システムが使用されている。多軸制御システムの例は、ガントリ機構、多関節ロボットなどである。
　多軸制御システムは、各軸が制御する物体の位置によって負荷が変動する。例として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が互いに直交するものとし、Ｘ軸方向に移動可能なＸ＿１軸およびＸ＿２軸、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸、Ｚ軸方向に移動可能なＺ軸からなるガントリ機構を考える。このガントリ機構では、Ｘ＿１軸およびＸ＿２軸は同一動作を行う必要がある。しかしながら、Ｚ軸の機構がＹ軸上でＸ＿１軸に寄っていた場合、Ｚ軸の機構がＸ＿１軸に影響を大きく与えるため、Ｘ＿１軸に掛かる負荷がＸ＿２軸に比べると大きい。また各々軸を運転する毎に負荷は変動する。
　特許文献１には、モータを駆動する複数の下位コントローラと、下位コントローラを制御する上位コントローラとを備え、下位コントローラは予め設定された駆動内容に基づいてモータを駆動する構成の駆動系システムが記載されている。特許文献１に記載の駆動系システムでは、上位コントローラの指示によって下位コントローラがモータを駆動し、移動内容等を測定することが可能である。
特開２００７－３４７４２号公報
　上述したように、多軸制御システムは、各機構がどの位置にあるかで各軸に掛かる負荷が変動する。そのため、同時に複数のモータを駆動したり、同時に測定を行ったりすることで各軸間の影響を考慮しながら制御パラメータの設定を行う必要がある。そしてその際には、多軸制御システムは、複数のモータの動作を同期させる同期制御を行う必要がある。ただし、単一のコントローラで同期制御を実現する場合、制御可能なモータの数がコントローラの性能に依存するため、制御対象のモータの数を増加させることが難しいという問題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、システム全体の動作を制御するコントローラの負荷が増加するのを抑制しつつ同期制御の対象のモータの数を増加させることが可能な多軸制御システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の軸のそれぞれと対応付けられている複数のサーボモータを同期制御する多軸制御システムであって、それぞれが複数のサーボモータの中の１つ以上を駆動する複数のサーボアンプと、複数のサーボアンプを制御するコントローラと、を備える。サーボアンプは、エンジニアリングツールから取得した制御用の動作パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、複数のサーボモータのうち駆動対象のサーボモータをパラメータ記憶部が記憶している動作パラメータに従って制御するモータ制御部と、を備える。
　本発明にかかる多軸制御システムは、コントローラの負荷が増加するのを抑制しつつ同期制御の対象のサーボモータの数を増加させることができる、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる多軸制御システムの構成例を示す図 実施の形態１にかかる多軸制御システムが有する機械構成の一例を示す図 実施の形態１にかかるコントローラの構成例を示す図 実施の形態１にかかるサーボアンプの構成例を示す図 実施の形態１にかかるエンジニアリングツールの構成例を示す図 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの測定を行う場合のコントローラの動作の一例を示すフローチャート エンジニアリングツールが表示部に表示する測定画面の一例を示す図 エンジニアリングツールが表示部に表示する測定結果の一例を示す図 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの測定を行う場合のサーボアンプの動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの試運転を行う場合のコントローラの動作の一例を示すフローチャート エンジニアリングツールが表示部に表示する試運転画面の一例を示す図 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの試運転を行う場合のサーボアンプの動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの位置決め動作を行う場合のコントローラの動作の一例を示すフローチャート エンジニアリングツールが表示部に表示する入力受け付け画面の一例を示す図 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの位置決め動作を行う場合のサーボアンプの動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボアンプが使用する動作パラメータを変更する場合のコントローラの動作の一例を示すフローチャート エンジニアリングツールが表示部に表示する入力受け付け画面の一例を示す図 実施の形態１にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの動作パラメータを変更する場合のサーボアンプの動作の一例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの測定を行う場合のコントローラの動作の一例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる多軸制御システムにおいてサーボモータの測定を行う場合のサーボアンプの動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１，２にかかる多軸制御システムのコントローラを実現するハードウェアの一例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる多軸制御システム、多軸制御方法および多軸制御プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる多軸制御システムの構成例を示す図である。図１に示す多軸制御システム１１は、コントローラ１２と、サーボアンプ１３ａおよび１３ｂと、サーボモータ１４ａ～１４ｄと、機械要素１５ａ～１５ｄとを備える。機械要素１５ａ～１５ｄのそれぞれは、機械を形成する部品の１つであり、サーボモータ１４ａ～１４ｄにより駆動される。多軸制御システム１１が備えるサーボアンプの数、サーボモータの数および機械要素の数は一例であり図１に示した数に限定するものではない。サーボアンプ、サーボモータおよび機械要素の数は２以上であればよい。これ以降の説明では、サーボアンプ１３ａとサーボアンプ１３ｂとを区別する必要が無い場合、これらをサーボアンプ１３と記載する。同様に、サーボモータ１４ａ～１４ｄをサーボモータ１４と記載し、機械要素１５ａ～機械要素１５ｄを機械要素１５と記載する。
　コントローラ１２および各サーボアンプ１３は、ネットワーク１８に接続される。ネットワーク１８には、エンジニアリングツール１７を含む端末１６がさらに接続される。端末１６は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末などである。エンジニアリングツール１７は、ユーザがコントローラ１２および各サーボアンプ１３に対して各種設定を行う場合に用いられる。また、エンジニアリングツール１７は、ユーザがコントローラ１２および各サーボアンプ１３に対して指示を行う場合にも用いられる。エンジニアリングツール１７は、エンジニアリングツール１７として動作するためのプログラムを端末１６にインストールすることにより実現される。なお、端末１６がコントローラ１２の機能を包含していてもよい。
　サーボアンプ１３ａには、サーボモータ１４ａおよび１４ｂが接続される。サーボモータ１４ａにはＸ＿１軸の機械要素１５ａが接続され、サーボモータ１４ｂにはＸ＿２軸の機械要素１５ｂが接続される。サーボアンプ１３ｂには、サーボモータ１４ｃおよび１４ｄが接続される。サーボモータ１４ｃにはＹ軸の機械要素１５ｃが接続され、サーボモータ１４ｄにはＺ軸の機械要素１５ｄが接続される。なお、図１に示した多軸制御システム１１では１台のサーボアンプ１３が２台のサーボモータ１４を駆動する構成としているが、この構成に限定されない。１台のサーボアンプ１３が１台のサーボモータ１４を駆動してもよいし、１台のサーボアンプ１３が３台以上のサーボモータ１４を駆動してもよい。また、各サーボアンプ１３が駆動するサーボモータ１４の数が同じである必要もない。例えば、１台目のサーボアンプ１３が１台のサーボモータ１４を駆動し、２台目のサーボアンプ１３が３台のサーボモータ１４を駆動するといった構成であってもよい。
　図１に示した多軸制御システム１１は、各サーボアンプ１３がサーボモータ１４を駆動する際に使用する動作パラメータをエンジニアリングツール１７から取得し、取得した動作パラメータに従い各サーボアンプ１３が個別にサーボモータ１４を駆動して複数のサーボモータの動作を同期させる機能を有する。すなわち、多軸制御システム１１において、各サーボアンプ１３は、コントローラ１２からの指示を受けることなく、エンジニアリングツール１７から取得済みの動作パラメータに従いサーボモータ１４を駆動して同期制御を行う。つまり、多軸制御システム１１は、従来のシステムではシステム全体を制御する制御装置がトップダウン的に行っていたサーボモータの同期制御を、コントローラ１２から各サーボアンプ１４に分散させたものである。動作パラメータについては別途説明する。
　多軸制御システム１１において、コントローラ１２は、各サーボアンプ１３と定周期通信を行い、システム全体の動作を制御する。定周期通信では、コントローラ１２と各サーボアンプ１３とがシステムで予め定められた周期で繰り返し通信を行う。
　各サーボアンプ１３は、各種動作の動作パラメータをエンジニアリングツール１７から受け取った場合はこれを保持し、動作パラメータに従った動作を行う。動作パラメータに従った動作については別途説明する。
　図２は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１が有する機械構成の一例を示す図である。図２に示す多軸制御システム１１は、サーボモータ１４ａとサーボモータ１４ｂとの２軸のサーボモータにより駆動されるＸ軸の機械要素１５ａおよび１５ｂを有する。サーボモータ１４ａにより駆動される軸をＸ＿１軸とし、サーボモータ１４ｂにより駆動される軸をＸ＿２軸とする。また、Ｘ＿１軸とＸ＿２軸は平行である。また、多軸制御システム１１は１軸のサーボモータ１４ｃによって駆動されるＹ軸を有し、Ｙ軸はＸ軸と直交するようにＸ軸に機械的に接続されている。また、多軸制御システム１１は１軸のサーボモータ１４ｄにより駆動されるＺ軸の機械要素を有し、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸と直交するようにＹ軸に機械的に接続されている。ここでは、互いに平行に設けられたＸ＿１軸とＸ＿２軸がガントリ軸となる。すなわち、Ｘ＿１軸とＸ＿２軸とがガントリ機構を構成している。
　図３は、実施の形態１にかかるコントローラ１２の構成例を示す図である。コントローラ１２は、各サーボアンプ１３と定周期通信を行う定周期通信部２１と、各サーボアンプ１３を制御するサーボアンプ制御部２２と、各サーボモータ１４を同期制御する際に使用する動作パラメータをエンジニアリングツール１７から取得して保持するパラメータ取得部２３と、エンジニアリングツール１７と任意のタイミングで通信を行う通信部２４とを備える。これらの各部は内部バス２０に接続され、相互に通信が可能である。
　図４は、実施の形態１にかかるサーボアンプ１３の構成例を示す図である。サーボアンプ１３は、通信部３１と、測定開始条件判断部３２と、測定処理部３３と、測定データ記憶部３４と、モータ制御部３５と、パラメータ記憶部３６と、パラメータ設定部３７と、時刻管理部３８とを備える。これらの各部は内部バス３０に接続され、相互に通信が可能である。
　通信部３１は、コントローラ１２と定周期通信または非定周期通信を行う。非定周期通信は、予め定められた周期で通信を繰り返し行う定周期通信に該当しない通常の通信であり、通信を行うタイミングは決まっておらず、任意のタイミングで行う通信である。測定開始条件判断部３２は、測定処理部３３がデータ測定動作を開始する条件である測定開始条件を満たしたか否かを判断する。測定処理部３３は、測定開始条件を満たした場合にデータ測定処理を行う。データ測定処理の詳細については後述する。測定データ記憶部３４は、測定処理部３３がデータ測定処理を実行して得られる測定データを記憶する。
　モータ制御部３５は、試運転処理部３５１および位置決め処理部３５２を含み、サーボアンプ１３に接続されているサーボモータ１４を駆動させる制御を行う。試運転処理部３５１は、多軸制御システム１１が後述する試運転を行う際に、パラメータ記憶部３６が記憶している動作パラメータのうち、試運転に関連する動作パラメータである試運転条件に従ってサーボモータ１４を駆動する。位置決め処理部３５２は、多軸制御システム１１が後述する位置決め動作を行う際に、パラメータ記憶部３６が記憶している動作パラメータのうち、位置決め動作のパラメータに従ってサーボモータ１４を駆動する。
　パラメータ記憶部３６は、主記憶部３６１および補助記憶部３６２を含み、エンジニアリングツール１７から取得する同期制御用の動作パラメータを記憶する。主記憶部３６１は、サーボアンプ１３が動作する際に実際に使用される動作パラメータを記憶する。補助記憶部３６２は、主記憶部３６１が動作パラメータを記憶している状態のときに通信部３１が新たな動作パラメータを受信した場合に、受信した新たな動作パラメータを記憶する。なお、主記憶部３６１および補助記憶部３６２への動作パラメータの書き込みはパラメータ設定部３７が行う。
　パラメータ設定部３７は、主記憶部３６１が動作パラメータを記憶している状態のときに通信部３１経由でエンジニアリングツール１７から新たな動作パラメータを受け取ると、補助記憶部３６２に書き込む。また、パラメータ設定部３７は、予め定められた条件を満たした場合、補助記憶部３６２から動作パラメータを読み出して主記憶部３６１に書き込む。
　時刻管理部３８は、内蔵時計３８１および時刻記憶部３８２を含み、パラメータ記憶部３６が記憶している動作パラメータを使用した動作の開始時刻を管理する。内蔵時計３８１は時刻情報を出力する。時刻管理部３８は、ＮＴＰ（Network　Time　Protocol）等を利用することで、内蔵時計３８１を他のサーボアンプ１３が備える内蔵時計３８１と同期させる。時刻記憶部３８２は、コントローラ１２から動作の開始時刻が通知された場合にこれを記憶する。
　図５は、実施の形態１にかかるエンジニアリングツール１７の構成例を示す図である。エンジニアリングツール１７は、コントローラ１２と任意のタイミングで通信を行う通信部７１と、コントローラ１２または各サーボアンプ１３に設定する各種データをユーザから取得するデータ取得部７２と、ユーザから取得した各種データをコントローラ１２または各サーボアンプ１３に設定するデータ設定部７３と、各種データの入力画面、多軸制御システム１１の状態表示画面などを表示する表示部７４とを備える。これらの各部は内部バス７０に接続され、相互に通信が可能である。
　つづいて、多軸制御システム１１の動作について、具体例を挙げて説明する。本実施の形態では、サーボモータ１４の測定を行う場合の動作、サーボモータ１４の試運転を行う場合の動作、サーボモータ１４の位置決め動作、サーボアンプ１３が使用する動作パラメータを変更する場合の動作について、図面を参照しながら説明する。各動作の説明では、コントローラ１２の動作とサーボアンプ１３の動作とに分けて説明を行う。
＜サーボモータ１４の測定を行う場合の動作＞
　図６は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の測定を行う場合のコントローラ１２の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図６では、「サーボモータ」を単に「モータ」と記載している。これ以降の説明に用いる図面についても同様であり、「モータ」は「サーボモータ」を意味するものとする。
　サーボモータ１４の測定を行う場合、コントローラ１２は、まず、サーボモータ１４の測定条件を動作パラメータとしてエンジニアリングツール１７から取得する（ステップＳ１１）。詳細には、エンジニアリングツール１７がサーボモータ１４の測定条件の入力をユーザから受け付け、入力された測定条件をコントローラ１２へ送信する。すなわち、コントローラ１２は、ステップＳ１１において、エンジニアリングツール１７が送信した測定条件を受信する。ステップＳ１１の処理はパラメータ取得部２３が行う。
　エンジニアリングツール１７が測定条件をユーザから取得する方法はどのような方法であってもよい。例えば、エンジニアリングツール１７は、図７に示した測定画面２１０を表示し、測定条件の入力を受け付ける。図７は、エンジニアリングツール１７が表示部７４に表示する測定画面２１０の一例を示す図である。
　測定画面２１０は、測定条件の入力をユーザから受け付けるための入力領域２１１を含む。ユーザは、予め定められた操作をエンジニアリングツール１７に対して行って測定画面２１０を表示させ、測定条件の入力領域２１１に測定条件を入力する。図７に示したように、測定条件の例は、測定時間、開始条件、測定対象軸および測定対象データである。図７は、測定条件の入力が完了した後の表示例を示している。エンジニアリングツール１７は、図７に示した測定画面２１０の右上に配置されている「測定開始」ボタンが押下されると、測定条件を示す測定条件データを生成してコントローラ１２へ送信する。具体的には、エンジニアリングツール１７は、「開始条件」が「Ｘ＿１軸速度＞１００ｒ／ｍｉｎ　ＡＮＤ　Ｙ軸速度＞１００ｒ／ｍｉｎ」であることを示し、かつ、「測定対象軸」が「Ｘ＿１軸、Ｘ＿２軸、Ｙ軸」であることを示す測定条件データを生成してコントローラ１２へ送信する。また、このとき、エンジニアリングツール１７は、「測定時間」が「４．０ｓｅｃ」であること、「測定対象データ」が「モータ速度、トルク、速度指令」であることを示す測定データを生成して、「測定対象軸」とされているＸ＿１軸、Ｘ＿２軸およびＹ軸のそれぞれのサーボモータ１４を駆動する各サーボアンプ１３へ送信する。以下の説明では、説明の便宜上、測定条件データを単に測定条件と記載する場合がある。
　図６の説明に戻り、コントローラ１２は、測定条件を取得すると、次に、各サーボモータ１４の状態を示す情報を各サーボアンプ１３から取得する（ステップＳ１２）。コントローラ１２が取得する情報は、各サーボアンプ１３から定期的に送信される。各サーボアンプ１３が情報を送信する周期は予め定められており、サーボアンプ１３は、駆動させているサーボモータ１４の状態を示す情報を予め定められた周期で繰り返し送信する。情報を送信する周期は、各サーボアンプ１３とコントローラ１２とが定周期通信を行う周期の整数倍となる。サーボモータ１４の状態を示す情報、すなわち、測定対象軸のサーボモータ１４の状態を示す情報には、測定対象軸の速度である、単位時間あたりの回転数を示す情報が含まれる。コントローラ１２では、サーボアンプ制御部２２がステップＳ１２の処理を行う。なお、これ以降のステップＳ１３～Ｓ１５の処理についてもサーボアンプ制御部２２が行う。
　コントローラ１２は、次に、上述した「開始条件」である測定開始条件を満足するか否かを確認する（ステップＳ１３）。図７に示した例では「Ｘ＿１軸速度＞１００ｒ／ｍｉｎ　ＡＮＤ　Ｙ軸速度＞１００ｒ／ｍｉｎ」とされているため、コントローラ１２は、Ｘ＿１軸の速度が１００ｒ／ｍｉｎを超え、かつ、Ｙ軸の速度が１００ｒ／ｍｉｎを超えた場合、測定開始条件を満足すると判断する。
　測定開始条件を満足しない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、コントローラ１２は、ステップＳ１２に戻って動作を続ける。また、測定開始条件を満足する場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、コントローラ１２は、測定対象の各サーボモータ１４を駆動する各サーボアンプ１３に測定開始を指示する（ステップＳ１４）。コントローラ１２は、測定対象の各サーボモータ１４を駆動する各サーボアンプ１３に対して測定開始を同時に指示する。なお、この指示を受けた各サーボアンプ１３は、エンジニアリングツール１７から予め取得している動作パラメータ、具体的には、図７に示す「測定時間」および「測定対象データ」としてユーザが入力した内容を示す動作パラメータに従って測定を行い、測定結果を示す測定データをコントローラ１２へ送信する。
　コントローラ１２は、ステップＳ１４を実行して測定開始を指示した後、各サーボアンプ１３から測定データを取得してエンジニアリングツール１７へ出力する（ステップＳ１５）。エンジニアリングツール１７は、コントローラ１２から測定データを受信すると、図７に示した測定画面２１０を更新して測定結果を表示する。エンジニアリングツール１７は、例えば、測定画面２１０の表示を図８に示した内容に更新する。図８は、エンジニアリングツール１７が表示部７４に表示する測定結果の一例を示す図である。
　図９は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の測定を行う場合のサーボアンプ１３の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボアンプ１３は、まず、測定条件を取得する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１では、エンジニアリングツール１７から通知されてくる測定条件、具体的には、エンジニアリングツール１７が図７に示す測定画面２１０を表示してユーザから入力を受け付けた「測定時間」および「測定対象データ」の内容を測定条件として取得する。サーボアンプ１３は、次に、取得した測定条件を設定し、サーボモータ１４を駆動する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１において測定条件を取得する処理およびステップＳ２２において測定条件を設定する処理はパラメータ設定部３７が行う。また、サーボモータ１４を駆動させる制御はモータ制御部３５が行う。本実施の形態では、モータ制御部３５が、サーボモータ１４の測定を行う場合のサーボモータ１４の速度の情報を予め保持しているものとする。サーボモータ１４の速度とは、単位時間当たりのサーボモータ１４の回転子の回転数である。なお、サーボモータ１４の速度の情報は、モータ制御部３５が、予め保持しておくのではなく、ステップＳ２１で取得する測定条件に含まれるようにしてもよい。ステップＳ２２において、パラメータ設定部３７は、取得した測定条件、具体的には、測定時間および測定対象データのそれぞれを示す情報をパラメータ記憶部３６に書き込むことで、測定条件を設定する。パラメータ設定部３７は、パラメータ記憶部３６の主記憶部３６１または補助記憶部３６２に、測定時間および測定対象データのそれぞれを示す情報を書き込む。測定時間および測定対象データのそれぞれを示す情報はサーボモータ１４の測定を行う動作で用いる動作パラメータである。
　サーボアンプ１３は、次に、サーボモータ１４の状態を示す情報を生成してコントローラ１２へ送信する（ステップＳ２３）。サーボモータ１４の状態は、サーボモータ１４が駆動する軸の速度とする。このステップＳ２３の処理は測定処理部３３が行う。
　サーボアンプ１３は、次に、コントローラ１２から測定開始の指示を受けたか否かを確認し（ステップＳ２４）、指示を受けていない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２３に戻って動作を続ける。
　サーボアンプ１３は、測定開始の指示を受けた場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２で設定した測定条件に従って測定を行い、測定データをコントローラ１２へ送信する（ステップＳ２５）。ステップＳ２４の処理は測定開始条件判断部３２が行う。測定開始条件判断部３２は、測定開始の指示を受けた場合、測定開始条件を満たしたと判断する。また、ステップＳ２５の処理は測定処理部３３が行う。ステップＳ２５において、測定処理部３３は、測定条件で指定された測定時間（本実施の形態では４．０ｓｅｃ）が経過するまで測定を繰り返し、測定を行うごとに得られる測定結果を測定データとして測定データ記憶部３４に格納する。測定処理部３３は、その後、測定データ記憶部３４から測定データを読み出してコントローラ１２へ送信する。なお、ユーザが入力した測定時間が長いために、測定時間での測定で得られる測定データを測定データ記憶部３４が記憶しきれない場合があり得る。この場合、測定処理部３３は、測定データ記憶部３４を構成する記憶領域を２つの領域に分割して使用し、一方の領域に測定データを書き込む処理と、もう一方の領域から測定データを読み出してコントローラ１２へ送信する処理とを並列に行う。これにより、コントローラ１２への測定データの送信が途切れるのを防止できる。
　このように、サーボアンプ１３は、測定開始の指示を受けると、測定を開始して測定データを測定データ記憶部３４に格納し、測定時間が経過すると、測定データ記憶部３４に格納されている測定データをコントローラ１２へ送信する。多軸制御システム１１では、サーボアンプ１３が測定データを定周期通信にてコントローラ１２へ随時送信する必要が無く、測定データのデータ量が１回の定周期通信で送信可能なデータ量に制限されない。そのため、コントローラ１２は、高精細な測定データを得ることができ、各サーボモータ１４および各機械要素１５の正確な状態を把握することができる。また、複数のサーボモータ１４に対して複雑な条件で測定を開始できるため、期待した状況でのデータ測定が容易となる。複数のモータに対して測定開始条件のＡＮＤ、ＯＲといった複雑な条件で測定を開始できるため、期待した状況でのデータ測定が容易となり、ユーザは測定データの取捨選択に要する時間を削減できる。また、コントローラ１２はサーボアンプ１３から送信される測定データを常時監視する必要がないため負荷を軽減でき、測定条件の測定対象軸に指定できる軸の数の制限を緩和することができる。
＜サーボモータ１４の試運転を行う場合の動作＞
　図１０は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の試運転を行う場合のコントローラ１２の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボモータ１４の試運転を行う場合、コントローラ１２は、試運転の開始操作をエンジニアリングツール１７経由でユーザから受け付け、各サーボアンプ１３に試運転開始を指示する（ステップＳ３１）。詳細には、エンジニアリングツール１７がサーボモータ１４の試運転開始操作をユーザから受け付け、その旨を示す信号をコントローラ１２へ送信する。すなわち、コントローラ１２は、ステップＳ３１において、エンジニアリングツール１７が送信した試運転開始を示す信号を受信する。この信号を受信すると、コントローラ１２は各サーボアンプ１３に試運転開始を指示する。ステップＳ３１の処理はサーボアンプ制御部２２が行う。
　エンジニアリングツール１７が試運転の開始操作をユーザから受け付ける方法はどのような方法であってもよい。例えば、エンジニアリングツール１７は、図１１に示した試運転画面２２０を表示し、試運転条件の入力と試運転開始の開始操作とを受け付ける。図１１は、エンジニアリングツール１７が表示部７４に表示する試運転画面２２０の一例を示す図である。なお、試運転条件としてユーザが入力した情報はエンジニアリングツール１７から各サーボアンプ１３へ送信される。
　ユーザは、予め定められた操作をエンジニアリングツール１７に対して行って試運転画面２２０を表示させ、モータ回転速度、加減速時定数および運転継続時間を試運転条件として入力する。試運転条件には、試運転の対象軸も含まれる。ユーザは、試運転画面２２０の左上に配置されているプルダウンメニューを使用して、試運転の対象軸を指定する。図１１は、試運転条件の入力が完了した後の表示例を示している。エンジニアリングツール１７は、図１１に示した試運転画面２２０の左下に配置されている「正転」ボタン、または「逆転」ボタンが押下されると、試運転の開始を示す情報を生成してコントローラ１２へ送信する。また、このとき、エンジニアリングツール１７は、試運転条件を示す試運転条件データを生成して各サーボアンプ１３へ送信する。試運転条件データは、試運転の対象軸、モータ回転速度、加減速時定数、運転継続時間および回転方向（正転か逆転）のそれぞれを示す情報を含む。以下の説明では、説明の便宜上、試運転条件データを単に試運転条件と記載する場合がある。なお、「正転」ボタンは試運転の各対象軸を正転させる試運転の開始指示を受け付けるためのボタン、「逆転」ボタンは試運転の各対象軸を逆転させる試運転の開始指示を受け付けるためのボタンである。正転および逆転の方向は予め定められているものとする。
　図１２は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の試運転を行う場合のサーボアンプ１３の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボアンプ１３は、まず、試運転条件を取得する（ステップＳ４１）。このステップＳ４１では、エンジニアリングツール１７から通知されてくる試運転条件を取得する。ここでは、サーボアンプが取得する試運転条件が、モータ回転速度＝２００ｒ／ｍｉｎ、加減速時定数＝１０００ｍｓ、運転継続時間＝３０ｓ、回転方向＝正転を示すものとする。サーボアンプ１３は、次に、取得した試運転条件を設定し、その後、サーボモータ１４の試運転の開始指示をコントローラ１２から受けると試運転を実施する（ステップＳ４２）。サーボアンプ１３は、サーボモータ１４の試運転では、軸の正転を開始させた後、回転速度が２００ｒ／ｍｉｎとなるまで、時定数１０００ｍｓでサーボモータ１４を加速させる。その後、３０ｓが経過すると、時定数１０００ｍｓでサーボモータ１４を減速させて試運転を終了する。この制御はモータ制御部３５の試運転処理部３５１が行う。
＜サーボモータ１４の位置決め動作＞
　図１３は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の位置決め動作を行う場合のコントローラ１２の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボモータ１４の位置決め動作を行う場合、コントローラ１２は、位置決め動作の開始操作をエンジニアリングツール１７経由でユーザから受け付け、各サーボアンプ１３に位置決め動作の開始を指示する（ステップＳ５１）。詳細には、エンジニアリングツール１７がサーボモータ１４の位置決め動作開始操作をユーザから受け付け、その旨を示す信号をコントローラ１２へ送信する。すなわち、コントローラ１２は、ステップＳ５１において、エンジニアリングツール１７が送信した位置決め動作開始を示す信号を受信する。この信号を受信すると、コントローラ１２は各サーボアンプ１３に位置決め動作の開始を指示する。ステップＳ５１の処理はサーボアンプ制御部２２が行う。
　エンジニアリングツール１７が位置決め動作の開始操作をユーザから受け付ける方法はどのような方法であってもよい。例えば、エンジニアリングツール１７は、図１４に示した入力受け付け画面２３０を表示し、位置決め動作のパラメータの入力と位置決め動作の開始操作とを受け付ける。図１４は、エンジニアリングツール１７が表示部７４に表示する入力受け付け画面２３０の一例を示す図である。なお、位置決め動作のパラメータとしてユーザが入力した情報はエンジニアリングツール１７から各サーボアンプ１３へ送信される。
　ユーザは、予め定められた操作をエンジニアリングツール１７に対して行って入力受け付け画面２３０を表示させ、パラメータテーブル２３１に対して、目標位置、回転速度、加速時定数、減速時定数、ドウェル時間、補助機能およびＭコードの組を入力する。位置決め動作のパラメータには、位置決め動作の対象軸も含まれる。ユーザは、入力受け付け画面２３０の左上に配置されているプルダウンメニューを使用して、位置決め動作の対象軸を指定する。図１４は、パラメータの入力が完了した後の表示例を示している。エンジニアリングツール１７は、図１４に示した入力受け付け画面２３０の右上に配置されている「選択項目書込」ボタン、または「一括書込」ボタンが押下されると、位置決め動作の開始を示す情報を生成してコントローラ１２へ送信する。また、このとき、エンジニアリングツール１７は、位置決め動作のパラメータをサーボアンプ１３へ送信する。「選択項目書込」ボタンが押下された場合、エンジニアリングツール１７は、入力済みの複数の組の中から、書き込みの対象とする組をユーザに選択させ、選択された組をサーボアンプ１３へ送信する。「一括書込」ボタンが押下された場合、エンジニアリングツール１７は、入力済みの全ての組をサーボアンプ１３へ送信する。エンジニアリングツール１７は、目標位置、回転速度、加速時定数、減速時定数、ドウェル時間、補助機能およびＭコードのそれぞれを示す情報を位置決め動作のパラメータとして各サーボアンプ１３へ送信する。
　図１５は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の位置決め動作を行う場合のサーボアンプ１３の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボアンプ１３は、まず、位置決め動作のパラメータを取得する（ステップＳ６１）。このステップＳ６１では、エンジニアリングツール１７から送信されてくる位置決め動作のパラメータ、例えば図１４に示した目標位置、回転速度、加速時定数、減速時定数、ドウェル時間、補助機能およびＭコードを取得する。サーボアンプ１３は、次に、取得した位置決め動作のパラメータを設定する（ステップＳ６２）。ステップＳ６１およびＳ６２はパラメータ設定部３７が行う。
　サーボアンプ１３は、ステップＳ６２を実行後、コントローラ１２から動作開始の指示があるか否かを確認し（ステップＳ６３）、指示がない場合（ステップＳ６３：Ｎｏ）、ステップＳ６３を繰り返す。動作開始の指示がある場合（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、サーボアンプ１３は、ステップＳ６２で設定したパラメータに従って位置決め動作を実施する（ステップＳ６４）。ステップＳ６３およびＳ６４はモータ制御部３５の位置決め処理部３５２が行う。図１４に示したパラメータが設定されている場合、モータ制御部３５は、サーボモータ１４の位置が０．５００ｍｍかつ軸の回転速度が１００ｒ／ｍｉｎとなるようサーボモータ１４を制御する。モータ制御部３５は、この時の加速時定数および減速時定数を１０ｍｓとする。次に、モータ制御部３５は、サーボモータ１４の位置が３００．０００ｍｍかつ軸の回転速度が２００ｒ／ｍｉｎとなるようサーボモータ１４を制御する。モータ制御部３５は、この時の加速時定数および減速時定数を５０ｍｓとする。以下、同様に、モータ制御部３５は、設定済みの動作パラメータに従ってサーボモータ１４を制御する。
　このように、複数のサーボモータ１４の動作を同期させて試運転および位置決めを行うことができ、図２に記載のＸ＿１軸およびＸ＿２軸のようなタイミングを合わせて駆動する必要がある機構での故障を低減することができる。また、動作を同期させる必要がある機構の調整が容易となる。また、位置決め動作を用いる場合、予め設定された位置決めデータに基づきサーボモータ１４が駆動されるため、コントローラ１２が各サーボアンプ１３に対して位置を指定するための位置指令を逐次送信する必要がない。そのためコントローラ１２の負荷が軽減され、同時に位置決め可能となるサーボモータ１４の数の制限を緩和することができる。
＜サーボアンプ１３が使用する動作パラメータを変更する場合の動作＞
　図１６は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボアンプ１３が使用する動作パラメータを変更する場合のコントローラ１２の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボアンプ１３が使用する動作パラメータを変更する場合、コントローラ１２は、動作パラメータの切り替え開始操作をエンジニアリングツール１７経由でユーザから受け付け、各サーボアンプ１３に動作パラメータの切り替えを指示する（ステップＳ７１）。詳細には、エンジニアリングツール１７が、動作パラメータの切り替え開始操作をユーザから受け付け、その旨を示す信号をコントローラ１２へ送信する。すなわち、コントローラ１２は、ステップＳ７１において、エンジニアリングツール１７が送信した動作パラメータ切り替え開始を示す信号を受信する。この信号を受信すると、コントローラ１２は各サーボアンプ１３に動作パラメータの切り替えを指示する。このとき、コントローラ１２は、各サーボアンプ１３に対して、動作パラメータの切り替えを同時に指示する。ステップＳ７１の処理はサーボアンプ制御部２２が行う。
　エンジニアリングツール１７が動作パラメータの切り替え開始操作をユーザから受け付ける方法はどのような方法であってもよい。例えば、エンジニアリングツール１７は、図１７に示した入力受け付け画面２４０を表示し、サーボアンプ１３が使用する動作パラメータの入力と動作パラメータの切り替え開始操作とを受け付ける。図１７は、エンジニアリングツール１７が表示部７４に表示する入力受け付け画面２４０の一例を示す図である。なお、動作パラメータとしてユーザが入力した情報はエンジニアリングツール１７から各サーボアンプ１３へ送信される。
　ユーザは、予め定められた操作をエンジニアリングツール１７に対して行って入力受け付け画面２４０を表示させ、パラメータテーブル２４１に対して、動作パラメータを変更する対象の軸それぞれのパラメータ、すなわち、ＰＢ０１～ＰＢ１１の各パラメータを入力する。ユーザは、入力受け付け画面２４０の右上に配置されている「軸選択」ボタンを押下することで、動作パラメータを変更する対象軸の選択メニューを呼び出し、動作パラメータを変更する軸の選択を行う。図１７は、動作パラメータを変更する対象軸として軸Ｘ＿１および軸Ｘ＿２が選択され、動作パラメータの入力が完了した後の表示例を示している。エンジニアリングツール１７は、入力受け付け画面２４０の「書込」ボタンが押下されると、動作パラメータの切り替え開始を示す情報を生成してコントローラ１２へ送信する。また、このとき、エンジニアリングツール１７は、動作パラメータをコントローラ１２へ送信する。エンジニアリングツール１７は、サーボアンプ１３に対して、図１７に示す各項目（Ｎｏ．、略称、名称、単位、…）のそれぞれを示す情報を変更用の動作パラメータとして送信する。
　図１８は、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の動作パラメータを変更する場合のサーボアンプ１３の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボアンプ１３は、まず、変更用の動作パラメータを取得する（ステップＳ８１）。このステップＳ８１では、エンジニアリングツール１７から送信されてくる変更用の動作パラメータを取得する。サーボアンプ１３は、次に、取得した変更用の動作パラメータをパラメータ記憶部３６の補助記憶部３６２に格納する（ステップＳ８２）。ステップＳ８１およびＳ８２はパラメータ設定部３７が行う。補助記憶部３６２が記憶する変更用の動作パラメータは、サーボアンプ１３がサーボモータ１４を駆動する動作での使用を開始する前の動作パラメータである。
　サーボアンプ１３は、ステップＳ８２を実行後、コントローラ１２から動作パラメータの切り替え指示があるか否かを確認し（ステップＳ８３）、指示がない場合（ステップＳ８３：Ｎｏ）、ステップＳ８３を繰り返す。動作パラメータの切り替え指示がある場合（ステップＳ８３：Ｙｅｓ）、サーボアンプ１３は、補助記憶部３６２が記憶している動作パラメータの使用を開始する（ステップＳ８４）。具体的には、サーボアンプ１３のパラメータ設定部３７が、補助記憶部３６２から動作パラメータを読み出して主記憶部３６１に書き込み、サーボモータ１４を駆動する際に使用する動作パラメータを切り替える。なお、主記憶部３６１は、サーボアンプ１３がサーボモータ１４を駆動する動作で使用中の動作パラメータを記憶する第１の記憶部である。また、補助記憶部３６２は、サーボアンプ１３がサーボモータ１４を駆動する動作での使用を開始する前の動作パラメータを記憶する第２の記憶部である。
　これにより、複数のサーボアンプ１３の動作パラメータを一斉に変更でき、動作パラメータの偏差からくる複数のサーボモータ１４の動作の差異を最小限に抑えることができ、調整が容易となる。また、対象の各サーボアンプ１３の動作パラメータをネットワーク１８に一度に送信する必要がなくなるため、動作パラメータを一斉に変更できるサーボアンプ１３の数の制限を緩和できる。
　なお、パラメータ設定部３７は、パラメータ記憶部３６の主記憶部３６１と補助記憶部３６２のどちらを有効にするかをフラグ等の識別子にて管理し、この識別子を変更することで有効となるパラメータを変更してもよい。また、補助記憶部３６２を複数備える構成としてもよい。
　以上のように、本実施の形態にかかる多軸制御システム１１において、システム全体の動作を制御するコントローラ１２は、サーボモータ１４を駆動する動作で使用する動作パラメータを対象のサーボアンプ１３へ送信し、動作パラメータの送信先の各サーボアンプ１３に対して、送信済みの動作パラメータを使用した動作の開始を指示する。各サーボアンプ１３は、コントローラ１２から受信した動作パラメータを記憶しておき、動作開始の指示を受けると、記憶している動作パラメータに従い個別に動作を行い、サーボモータ１４を駆動する。これにより、複数のサーボアンプ１３の各々が駆動するサーボモータ１４の動作を同期させることができ、複数の軸の同期制御を実現できる。また、コントローラ１２は、各サーボアンプ１３に動作開始を指示した後は、サーボモータ１４の制御情報をサーボアンプ１３に送信する必要が無い。そのため、コントローラ１２の負荷を軽減することができる。また、多軸制御システム１１が備えるサーボモータ１４の数が増加してもコントローラ１２の負荷が大きく増加することがない。すなわち、コントローラ１２の負荷が増加するのを抑制しつつ同期制御の対象のモータを増加させることができる。また、コントローラ１２とサーボアンプ１３が接続されたネットワーク１８の負荷を軽減できる。
実施の形態２．
　実施の形態２にかかる多軸制御システムを説明する。本実施の形態にかかる多軸制御システムの構成は実施の形態１と同様である。また、多軸制御システムを構成するコントローラおよびサーボアンプの構成も実施の形態１と同様である。
　上述したように、実施の形態１にかかる多軸制御システム１１では、同期制御の対象軸のサーボモータ１４を駆動するサーボアンプ１３である対象のサーボアンプ１３に動作パラメータを設定し、コントローラ１２が対象の各サーボアンプ１３に対して動作の開始を同時に指示することで、対象の各サーボアンプ１３が動作を開始して同期制御を実現する。これに対して、本実施の形態にかかる多軸制御システム１１は、各サーボアンプ１３に動作の開始時刻および動作パラメータを設定し、各サーボアンプ１３は、動作の開始時刻になると、動作パラメータに従った動作を開始する。
　一例として、実施の形態２にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の測定を行う場合の動作について説明する。
　図１９は、実施の形態２にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の測定を行う場合のコントローラ１２の動作の一例を示すフローチャートである。
　実施の形態２にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の測定を行う場合、コントローラ１２は、まず、測定開始時刻および動作パラメータである測定条件をエンジニアリングツール１７から取得する（ステップＳ９１）。詳細には、エンジニアリングツール１７が測定開始時刻および測定条件の入力をユーザから受け付け、入力された測定開始時刻および測定条件をコントローラ１２へ送信する。コントローラ１２は、実施の形態１で説明したステップＳ１１と同様の方法によって、測定開始時刻および測定条件を取得する。例えば、エンジニアリングツール１７が、図７に示した測定画面２１０と同様の画面を表示部７４に表示し、測定開始時刻および測定条件の入力を受け付ける。このとき、図７に示した入力領域２１１に含まれる開始条件として、軸の速度の代わりに測定開始時刻の入力を受け付ける。コントローラ１２がステップＳ９１で取得する測定条件は、測定対象軸である。すなわち、コントローラ１２は、ステップＳ９１において、測定開始時刻および測定対象軸を取得する。また、エンジニアリングツール１７は、コントローラ１２へ測定開始時刻および測定条件を送信するとき、これと並行して、測定対象軸のサーボモータ１４を駆動するサーボアンプ１３へ測定開始時刻および測定条件を送信する。具体的には、エンジニアリングツール１７は、測定開始時刻、測定時間および測定対象データをサーボアンプ１３へ送信する。
　その後、コントローラ１２は、各サーボアンプ１３から測定データを取得してエンジニアリングツール１７へ出力する（ステップＳ９２）。ステップＳ９２は実施の形態１で説明したステップＳ１５と同様の処理である。
　図２０は、実施の形態２にかかる多軸制御システム１１においてサーボモータ１４の測定を行う場合のサーボアンプ１３の動作の一例を示すフローチャートである。
　サーボアンプ１３は、まず、測定開始時刻および測定条件を取得する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１では、エンジニアリングツール１７から通知されてくる測定開始時刻および測定条件を取得する。サーボアンプ１３は、次に、取得した測定開始時刻および測定条件を設定し、サーボモータ１４を駆動する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１およびＳ１０２の処理は、図９に示したステップＳ２１およびＳ２２と同様の処理である。なお、ステップＳ１０２では、時刻管理部３８の時刻記憶部３８２が、測定条件に含まれる測定開始時刻を記憶する。
　サーボアンプ１３は、次に、測定開始時刻か否かを確認し（ステップＳ１０３）、測定開始時刻ではない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０３を繰り返す。測定開始時刻の場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２で設定した測定条件に従って測定を行い、測定データをコントローラ１２へ送信する（ステップＳ１０４）。サーボアンプ１３の時刻管理部３８がステップＳ１０３の判定処理を行う。ステップＳ１０４の処理は、図９に示したステップＳ２５と同様の処理である。
　本実施の形態では、サーボモータ１４の測定を行う場合の例について説明したが、実施の形態１で説明したその他の動作、具体的には、サーボモータ１４の試運転、位置決め動作および動作パラメータを切り替える動作において、動作の開始時刻をサーボアンプ１３に設定するようにしてもよい。動作の開始時刻が設定されたサーボアンプ１３は、動作の開始時刻になると、動作を実行する。
　以上のように、本実施の形態にかかる多軸制御システムにおいて、コントローラ１２は、動作の開始時刻の情報を含む動作パラメータをサーボアンプ１３へ送信し、動作パラメータを受信したサーボアンプ１３は、動作の開始時刻になると、動作パラメータに従い個別に動作を行い、サーボモータ１４を駆動する。本実施の形態にかかる多軸制御システムは、実施の形態１にかかる多軸制御システムと同様に、複数のサーボアンプ１３の各々が駆動するサーボモータ１４の動作を同期させることができ、複数の軸の同期制御を実現できる。
　なお、実施の形態１および２では、ガントリ機構を備える多軸制御システムについて説明したが、あくまで一例であり、これ以外の構成の多軸制御システムに対しても、実施の形態１，２で説明した制御を適用することが可能である。
　つづいて、上記の各実施の形態で説明したコントローラ１２のハードウェア構成について説明する。図２１は、実施の形態１，２にかかる多軸制御システム１１のコントローラ１２を実現するハードウェアの一例を示す図である。実施の形態１，２で説明したコントローラ１２を構成する構成要素のそれぞれは、例えば、図２１に示したプロセッサ１０１、メモリ１０２および通信装置１０３で構成される処理回路で実現される。図２１に示したプロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等である。また、図２１に示したメモリ１０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等である。
　コントローラ１２のサーボアンプ制御部２２およびパラメータ取得部２３は、これらの各部として動作するためのプログラムをプロセッサ１０１が実行することにより実現される。サーボアンプ制御部２２およびパラメータ取得部２３として動作するためのプログラムはメモリ１０２に予め格納されている。プロセッサ１０１は、上記プログラムをメモリ１０２から読み出して実行することにより、サーボアンプ制御部２２およびパラメータ取得部２３として動作する。また、定周期通信部２１および通信部２４は、通信装置１０３により実現される。
　なお、プロセッサ１０１がコントローラ１２のサーボアンプ制御部２２およびパラメータ取得部２３として動作するためのプログラムは、メモリ１０２に予め格納されているものとしたがこれに限定されない。上記のプログラムは、ＣＤ（Compact　Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）－ＲＯＭなどの記録媒体に書き込まれた状態でユーザに供給され、ユーザがメモリ１０２にインストールする形態であってもよい。この場合、プロセッサ１０１を実現するハードウェアは、記録媒体からプログラムを読み出すための読み取り装置、または、読み取り装置を接続するためのインタフェース回路を含む構成となる。また、上記のプログラムは、インターネットなどの通信回線を介してユーザに提供され、メモリ１０２にインストールされる形態であってもよい。
　コントローラ１２を実現するハードウェアについて説明したが、サーボアンプ１３も同様のハードウェアで実現できる。すなわち、図４に示したサーボアンプ１３の各構成要素は、図２１に示したプロセッサ１０１、メモリ１０２および通信装置１０３で構成される処理回路で実現される。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１１　多軸制御システム、１２　コントローラ、１３，１３ａ，１３ｂ　サーボアンプ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ　サーボモータ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ　機械要素、１６　端末、１７　エンジニアリングツール、１８　ネットワーク、２０，３０，７０　内部バス、２１　定周期通信部、２２　サーボアンプ制御部、２３　パラメータ取得部、２４，３１，７１　通信部、３２　測定開始条件判断部、３３　測定処理部、３４　測定データ記憶部、３５　モータ制御部、３６　パラメータ記憶部、３７　パラメータ設定部、３８　時刻管理部、７２　データ取得部、７３　データ設定部、７４　表示部、３５１　試運転処理部、３５２　位置決め処理部、３６１　主記憶部、３６２　補助記憶部、３８１　内蔵時計、３８２　時刻記憶部。

Claims (11)

  1. 　複数の軸のそれぞれと対応付けられている複数のサーボモータを同期制御する多軸制御システムであって、
    　それぞれが複数の前記サーボモータの中の１つ以上を駆動する複数のサーボアンプと、
    　複数の前記サーボアンプを制御するコントローラと、
    　を備え、
    　前記サーボアンプは、
    　エンジニアリングツールから取得した制御用の動作パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
    　複数の前記サーボモータのうち駆動対象の前記サーボモータを前記パラメータ記憶部が記憶している前記動作パラメータに従って制御するモータ制御部と、
    　を備えることを特徴とする多軸制御システム。
  2. 　前記コントローラは、前記同期制御の対象のサーボモータを駆動する複数のサーボアンプに対して、前記パラメータ記憶部が記憶している動作パラメータに従った動作の開始を同時に指示する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の多軸制御システム。
  3. 　前記コントローラは、複数の前記サーボアンプのそれぞれと、予め定められた周期で繰り返し通信を行う定周期通信を行い、前記同期制御の対象のサーボモータを駆動する複数のサーボアンプに対して、前記パラメータ記憶部が記憶している動作パラメータに従った動作の開始を前記定周期通信の同一周期で指示する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の多軸制御システム。
  4. 　前記サーボアンプは、前記動作パラメータに従い駆動対象のサーボモータを制御する動作の開始時刻を示す開始時刻情報を前記エンジニアリングツールから取得して前記パラメータ記憶部で記憶し、
    　前記モータ制御部は、前記開始時刻になると、前記駆動対象のサーボモータを前記動作パラメータに従って制御する動作を開始する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の多軸制御システム。
  5. 　前記サーボアンプは、前記動作パラメータに従って、制御対象のサーボモータの測定を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の多軸制御システム。
  6. 　前記動作パラメータは、サーボモータの測定開始条件を含み、
    　前記サーボアンプは、前記駆動対象のサーボモータの制御を開始後、前記測定開始条件を満たした場合に、前記測定開始条件を満たしていることを前記コントローラに通知し、
    　前記コントローラは、前記測定開始条件に含まれるサーボモータを駆動する複数のサーボアンプから前記通知を受けると、測定対象となるサーボモータを駆動する複数のサーボアンプに対してサーボモータの測定開始を指示する、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の多軸制御システム。
  7. 　前記サーボアンプは、前記動作パラメータに従ってサーボモータの試運転を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の多軸制御システム。
  8. 　前記サーボアンプは、前記動作パラメータに従ってサーボモータの位置決め動作を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の多軸制御システム。
  9. 　複数の前記サーボアンプの各々は、
    　前記サーボモータを駆動する動作で使用中の動作パラメータを記憶する第１の記憶部と、
    　前記サーボモータを駆動する動作での使用を開始する前の動作パラメータを記憶する第２の記憶部と、
    　を備え、
    　前記コントローラからの指示に従い、前記第２の記憶部が記憶している動作パラメータの使用を開始する、
    　ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の多軸制御システム。
  10. 　それぞれが複数のサーボモータの中の１つ以上を駆動する複数のサーボアンプと、複数の前記サーボアンプを制御するコントローラと、を備える多軸制御システムにおいて、複数の軸のそれぞれと対応付けられている複数の前記サーボモータを同期制御する多軸制御方法であって、
    　前記サーボアンプが、エンジニアリングツールから制御用の動作パラメータを取得する第１のステップと、
    　前記サーボアンプが、複数の前記サーボモータのうち駆動対象のサーボモータを前記第１のステップで取得した動作パラメータに従って制御する第２のステップと、
    　を含むことを特徴とする多軸制御方法。
  11. 　複数の軸のそれぞれと対応付けられている複数のサーボモータを同期制御する多軸制御システムを構成するサーボアンプの処理をコンピュータに実行させる多軸制御プログラムであって、
    　エンジニアリングツールから制御用の動作パラメータを取得する第１のステップと、
    　複数の前記サーボモータのうち駆動対象のサーボモータを前記第１のステップで取得した動作パラメータに従って制御する第２のステップと、
    　を前記コンピュータに実行させることを特徴とする多軸制御プログラム。
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