JPH11231915A - モーション制御装置の軸の定義方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つのＣＰＵで複数の機器をモーション制御
する場合のハードウェア構成の無駄やプログラミングの
効率の悪さを解消し、設計時間を短縮する。 【解決手段】 モーションコントローラ１は、２つのモ
ーションコントロールモジュール１１，１２を有してお
り、１つのＣＰＵモジュール１４により制御対象の軸の
定義を行ってモーション制御を行う。このとき、モーシ
ョンコントロールモジュール１１及び１２における複数
の軸を、物理的構成に依らずに第１グループ２５と第２
グループ２６のように任意の仮想的な集合としてグルー
プ化して定義する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用機械などの
制御対象機器のモーションを制御するモーション制御装
置に関し、特に１軸以上のモーション制御を行うモーシ
ョン制御装置の軸の定義方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、モーションプログラムに基づ
いてサーボアンプ等を制御し、産業用機械などの位置決
め制御等を行うモーション制御装置が種々提案されてい
る。図７は複数の軸を制御するモーション制御装置の第
１の例を示したものである。この第１の例は、アナログ
出力方式のモーションコントロールモジュールを有する
モジュラー構成型モーションコントローラである。図７
のモーションコントローラ５０は、２つのモーションコ
ントロールモジュール５１，５２を備えると共に、電源
モジュール５３、制御モジュールであるＣＰＵ５４、入
出力用のＩ／Ｏモジュール５５を備えている。このよう
なモーション制御装置において、一つのＣＰＵで複数の
機器をモーションプログラムにて制御する場合、制御単
位である軸の論理名称の定義は、モーションコントロー
ルモジュール単位で定義するか、あるいは全ての軸を通
し番号または重複しない名称として定義する方法が採ら
れていた。図７の構成では、軸の論理名称の定義は、図
８に示すようにモーションコントロールモジュール単位
で定義するのが一般的であり、モーションプログラムに
て機器を制御する場合は、モジュールと制御対象機器と
を１対１に対応させる必要があった。この定義方法で
は、制御対象機器の軸構成が各モジュールの最大軸数よ
り少ない場合、モジュール内に空き軸ができるという無
駄がある。また、逆に制御対象機器の軸構成が各モジュ
ールの最大軸数を越える場合は、モーションプログラム
ではなくラダープログラムにより軸を制御しなければな
らず、モーション制御するためのプログラミングが難し
く作成に時間がかかるという問題点がある。図９は複数
の軸を制御するモーション制御装置の第２の例を示した
ものである。この第２の例は、デジタル通信方式により
複数のサーボドライバに指令してモーション制御するモ
ーションコントローラである。図９のモーションコント
ローラ６１は、ＣＰＵ及びモーションコントロールモジ
ュールを備えており、複数のサーボドライバ６２が通信
インタ−フェース６３を介して接続されている。図９の
構成では、モーションコントロールモジュール機能は内
蔵であり、形態としては１モジュール構成と同じにな
る。従って、軸の論理名称の定義は、図１０に示すよう
にモーションコントロールモジュール単位となり、論理
名称は重複しないよう定義する必要がある。この定義方
法では、一つのＣＰＵで複数の機器を制御する場合にお
いて、図７の構成と同様の問題点が生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のモーション制御装置の軸の定義方法では、物理的な構
成に応じて、モーションコントロールモジュール単位や
モーションコントロールモジュールを通して重複を許さ
ない一次元的な定義を行う必要があった。このため、一
つのＣＰＵで複数の機器をモーション制御しようとする
場合に、制御対象機器の軸構成とモーションコントロー
ルモジュールのハードウェア構成とがうまく適合しない
場合は、モジュール内に空き軸ができたり、モジュール
の最大軸数を越えてしまってモーションプログラムでは
なくラダープログラムにより軸を制御しなければならな
いなど、ハードウェア構成の無駄やプログラミングの効
率の悪さによる設計時間の増加などが生じるという問題
点を有していた。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、一つのＣＰＵで複数の機器をモーション制御する場
合に生じる、ハードウェア構成の無駄やプログラミング
の効率の悪さを解消でき、設計時間を短縮することが可
能なモーション制御装置の軸の定義方法を提供すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
モーション制御装置の軸の定義方法は、サーボ制御手段
を有する一つ以上の制御単位をそれぞれ軸として定義
し、この軸の名称をモーションプログラム上で指令して
これらの軸をモーション制御するモーション制御装置に
おいて、前記軸を任意の仮想的な軸の集合単位となるよ
う論理的にグループ化して定義することを特徴とする。
また、請求項２によるモーション制御装置の軸の定義方
法は、前記仮想的な軸の集合単位をそれぞれグループと
して定義するグループ定義テーブルと、前記各グループ
毎の軸定義テーブルとを設け、グループ単位の仮想的論
理的な軸定義を行うことを特徴とする。本発明では、軸
の定義パラメータを仮想的なグループという単位で設け
てテーブルを形成し、各グループ内で使用する軸数とそ
の軸の物理的な番号、及びその軸に対する論理名称を任
意に設定可能とし、さらにグループ単位にてモーション
プログラムの作成を可能として、軸の定義及びモーショ
ンプログラムの作成を行う。これにより、制御単位とし
ての軸をハードウェア構成に則したモーションコントロ
ールモジュール単位または一次元的な通し番号として定
義できるだけでなく、任意の仮想的なグループ単位に定
義することができ、モーション制御装置のハードウェア
構成によらないフレキシブルなモーション制御が可能と
なる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
モーション制御装置の機能構成を示すブロック図、図２
はモーションコントローラの外観構成を示す正面図であ
る。モーション制御装置は、複数の制御単位２０を軸と
して定義してモーション制御するモーションコントロー
ラ１を有して構成される。このモーションコントローラ
１は、アナログ出力方式のモーションコントロールモジ
ュールを２個有するモジュラー構成型のモーションコン
トローラである。モーションコントローラ１は、装置筐
体としてのマウントベース１０に、２つのモーションコ
ントロールモジュール１１，１２、各部に電源を供給す
る電源モジュール１３、モーションコントロールモジュ
ール１１，１２を制御する制御モジュールであるＣＰＵ
モジュール１４、ＣＰＵモジュール１４内およびＣＰＵ
モジュール１４とモーションコントロールモジュール１
１，１２との間で信号のやり取りを行う入出力用のＩ／
Ｏモジュール１５を搭載して構成される。モーションコ
ントロールモジュール１１，１２には、制御用のアナロ
グ電圧を出力するインターフェースとして出力コネクタ
１６がそれぞれ複数（ここでは４つずつ）設けられてい
る。各々の制御単位２０は、モーションコントロールモ
ジュール１１，１２からのアナログ電圧を入力する入力
部２１と、入力部２１への入力電圧を基にサーボモータ
２３を駆動制御するサーボ制御部２２とを有しており、
それぞれがモーションコントロールモジュール１１，１
２の出力コネクタ１６に接続されている。そして、サー
ボモータ２３の回転情報を示すエンコーダ等の位置検出
器２４からの出力信号がサーボ制御部２２に返されるよ
うに速度制御フィードバックループが構成されている。
これにより、産業用機械などの制御対象機器における各
制御単位２０のモーション制御が行われるようになって
いる。

【０００７】本実施形態のモーションコントローラ１
は、図３に示す仮想的な軸の集合単位をグループとして
定義するグループ定義テーブル３０と、図４に示すグル
ープ毎の軸定義テーブル３１，３２とを有している。こ
れにより、従来のようなモーションコントロールモジュ
ールの物理軸番号に対する論理名称の設定を行う軸の定
義ではなく、グループ単位という仮想的論理的な軸定義
を行うようにする。すなわち、２つのモーションコント
ロールモジュール１１及び１２における複数の軸を、モ
ジュールの物理的構成に依らずに図２に示す第１グルー
プ２５と第２グループ２６のように任意の仮想的な軸の
集合単位となるよう論理的にグループ化して定義する。
なお、前記各テーブルはソフトウェアにより構成され、
ＣＰＵモジュール１４に設けられた図示しないメモリ等
に格納される。図１の構成のように一つのＣＰＵで複数
の機器を制御する場合における軸の定義方法を説明す
る。ここでは、モーションコントロールモジュール１１
及び１２は最大４軸制御のモジュールであり、制御対象
機器として図５のように５軸構成の機械Ａ３５と３軸構
成の機械Ｂ３６とをモーション制御する構成の場合を例
示する。まず、図３のようにグループ定義テーブル３０
のグループ番号１と２へ任意のグループ名称（機械Ａ，
機械Ｂ）を設定する。次に、図４のようにグループ番号
１の軸定義テーブル３１へ機械Ａ３５の５つの軸を制御
するモーションコントロールモジュールの物理軸番号と
その論理名称を任意に設定する。物理軸番号の０１．０
１は、ポイントの前がモジュール番号で後が軸番号を示
す。同様にグループ番号２の軸定義テーブル３２へ機械
Ｂ３６の３つの軸を定義する。そして、それぞれのグル
ープ単位において、図５に示すようにモーションプログ
ラムＡ３３，Ｂ３４を作成する。各機器のモーション制
御は、機械Ａ３５についてはモーションプログラムＡ３
３にて行い、機械Ｂ３６についてはモーションプログラ
ムＢ３４にて行う。このとき、各グループ単位でモーシ
ョンプログラムＡ３３とＢ３４は同時にまたは非同期に
実行される。

【０００８】このように、制御対象機器の軸構成に応じ
て任意に仮想的論理的にグループ化して軸を定義し、そ
れぞれのグループ毎にモーションプログラムをもつこと
で、各機器（機械Ａ３５と機械Ｂ３６）を独立的多系列
的に制御することができる。従って、モーションコント
ロールモジュールの最大軸数の制限などが無く、また空
き軸の発生などハードウェアの無駄が無い、フレキシブ
ルなモーション制御が可能となる。なお、上述したもの
はモーションコントロールモジュールが２個の例である
が、本実施形態の軸の定義方法は、モーションコントロ
ールモジュールが３つ以上の場合でも同様に行うことが
できる。また、軸の定義は、従来と同様のハードウェア
構成に則したモーションコントロールモジュール単位ま
たは一次元的な通し番号として定義できるばかりでな
く、前述のグループ単位の定義も可能なようにしてもよ
い。

【０００９】図６はモーション制御装置の他の構成例を
示すブロック図である。図６のモーション制御装置は、
デジタル通信方式により複数のサーボドライバに指令し
てモーション制御するモーションコントローラ４１を有
して構成される。このモーションコントローラ４１は、
ＣＰＵ及びモーションコントロールモジュールを備えて
おり、複数のサーボドライバ４２が通信インタ−フェー
ス４３を介して接続されている。このようなモーション
コントロールモジュール機能を内蔵したモーションコン
トローラ４１においても、前述と同様に、第１グループ
４５と第２グループ４６のようにグループ単位で仮想的
論理的に複数のサーボドライバ４２に対応する軸を定義
する。これにより、一つのＣＰＵで複数の機器をモーシ
ョン制御する場合に、各機器を独立的多系列的に制御す
ることができるので、モーションコントロールモジュー
ルのハードウェア構成に関わらずフレキシブルなモーシ
ョン制御を行うことができる。

【００１０】上述したように、本実施形態では、モーシ
ョンコントローラにおける軸の定義方法をハードウェア
構成に則したモーションコントロールモジュール単位や
モーションコントロールモジュールを通して重複を許さ
ない一次元的な定義のみではなく、グループ単位という
仮想的論理的な定義方法を用いたので、従来はモーショ
ンコントロールモジュールの最大軸数により制約されて
いた軸の定義を制御対象機器に適合した軸の定義とする
ことができる。これにより、一つのＣＰＵで複数の機器
を制御する場合において、モーションコントロールモジ
ュールに空き軸が生じるなどのハードウェア構成上の無
駄が無くなる。また、複数の機器をモーションプログラ
ムにより独立的多系列的にフレキシブルに制御すること
ができるので、システムの簡素化とコストダウンおよび
モーション制御に関するアプリケーションプログラムの
効率化を図ることができ、設計時間の短縮が可能とな
る。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
つ以上の制御単位をそれぞれ軸として定義し、この軸の
名称をモーションプログラム上で指令してこれらの軸を
モーション制御するモーション制御装置において、前記
軸を任意の仮想的な軸の集合単位となるよう論理的にグ
ループ化して定義するようにしたので、一つのＣＰＵで
複数の機器をモーション制御する場合に生じる、ハード
ウェア構成の無駄やプログラミングの効率の悪さを解消
でき、設計時間を短縮することが可能となる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るモーション制御装置
の機能構成を示すブロック図である。

【図２】本実施形態に係るモーションコントローラの外
観構成を示す正面図である。

【図３】本実施形態に係るグループ定義テーブルを示す
図である。

【図４】本実施形態に係るグループ毎の軸定義テーブル
を示す図である。

【図５】各制御対象機器を制御するモーションプログラ
ムを示す図である。

【図６】本実施形態に係るモーション制御装置の他の構
成例を示すブロック図である。

【図７】従来のモーション制御装置の第１の例を示す正
面図である。

【図８】図７のモーション制御装置における軸定義テー
ブルを示す図である。

【図９】従来のモーション制御装置の第２の例を示すブ
ロック図である。

【図１０】図９のモーション制御装置における軸定義テ
ーブルを示す図である。

【符号の説明】

１ モーションコントローラ １０ マウントベース １１，１２ モーションコントロールモジュール １３ 電源モジュール １４ ＣＰＵモジュール １５ Ｉ／Ｏモジュール １６ 出力コネクタ ２０ 制御単位 ２１ 入力部 ２２ サーボ制御部 ２５ 第１グループ ２６ 第２グループ ３０ グループ定義テーブル ３１ 軸定義テーブル（グループ番号１） ３２ 軸定義テーブル（グループ番号２） ３３ モーションプログラムＡ ３４ モーションプログラムＢ ３５ 機械Ａ ３６ 機械Ｂ

【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
モーション制御装置の軸の定義方法は、サーボ制御手段
を有する一つ以上の制御単位を備えてなるモーションコ
ントロールモジュールを有し、前記制御単位をそれぞれ
軸として定義し、この軸の名称をモーションプログラム
上で指令してこれらの軸をモーション制御するモーショ
ン制御装置において、前記軸を前記モーションコントロ
ールモジュールの物理的な軸構成に依らずに任意の仮想
的な軸の集合単位となるよう論理的にグループ化して定
義し、これらのグループ毎にモーションプログラムを作
成することを特徴とする。また、請求項２によるモーシ
ョン制御装置の軸の定義方法は、前記仮想的な軸の集合
単位をそれぞれグループとして定義するグループ定義テ
ーブルと、前記各グループ毎の軸定義テーブルとを設
け、グループ単位の仮想的論理的な軸定義を行うことを
特徴とする。本発明では、軸の定義パラメータを仮想的
なグループという単位で設けてテーブルを形成し、各グ
ループ内で使用する軸数とその軸の物理的な番号、及び
その軸に対する論理名称を任意に設定可能とし、さらに
グループ単位にてモーションプログラムの作成を可能と
して、軸の定義及びモーションプログラムの作成を行
う。これにより、制御単位としての軸をハードウェア構
成に則したモーションコントロールモジュール単位また
は一次元的な通し番号として定義できるだけでなく、任
意の仮想的なグループ単位に定義することができ、モー
ション制御装置のハードウェア構成によらないフレキシ
ブルなモーション制御が可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボ制御手段を有する一つ以上の制御
   単位をそれぞれ軸として定義し、この軸の名称をモーシ
   ョンプログラム上で指令してこれらの軸をモーション制
   御するモーション制御装置において、 前記軸を任意の仮想的な軸の集合単位となるよう論理的
   にグループ化して定義することを特徴とするモーション
   制御装置の軸の定義方法。
2. 【請求項２】 前記仮想的な軸の集合単位をそれぞれグ
   ループとして定義するグループ定義テーブルと、前記各
   グループ毎の軸定義テーブルとを設け、グループ単位の
   仮想的論理的な軸定義を行うことを特徴とする請求項１
   に記載のモーション制御装置の軸の定義方法。