(57)【要約】【課題】セットアップを容易にできるようにする。【解決手段】速度を検出するエンコーダ１０２を備えた複数のモータ１００と、モータ制御指令を出力する上位制御装置２００と、モータ制御指令に基づき、複数のモータ１００を駆動する多軸モータ駆動装置３００と、モータ１００の負荷側の位置を検出する少なくとも１つのリニアスケール４００と、を有し、多軸モータ駆動装置３００は、モータ制御指令及びエンコーダ１０２による検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なうモータ１００を用いる駆動軸と、モータ制御指令並びにエンコーダ１０２及びリニアスケール４００による検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なうモータ１００を用いる駆動軸とを、フルクローズド制御を行なうモータ１００を駆動させた際のエンコーダ１０２又はリニアスケール４００検出位置の変化量に基づいて判別する統括制御部３０２を有する。
2012164740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも位置を検出する第１検出器を備えた複数のモータと、
モータ制御指令を出力する上位制御装置と、
前記モータ制御指令に基づき、前記複数のモータを駆動する多軸モータ駆動装置と、
前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器と、を有し、
前記多軸モータ駆動装置は、
前記モータ制御指令及び前記第１検出器による第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう第１駆動軸と、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記第２検出器による第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう第２駆動軸とを、前記第２駆動軸における前記モータを駆動させた際の前記第１検出位置または前記第２検出位置の変化量に基づいて判別する制御部を有する
ことを特徴とする多軸モータ駆動システム。
【請求項２】
前記多軸モータ駆動装置は、
前記第１検出器からの配線及び前記第２検出器からの配線を接続する複数のコネクタを備え、前記第２検出器からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定可能であり、前記第１検出位置及び前記第２検出位置を前記制御部に対して中継する中継部を有することを特徴とする請求項１に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置が所定量変化した前記中継部の接続コネクタ位置を特定し、当該コネクタを前記第２検出器からの配線が接続されたコネクタであると判別する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置とこれに対応する前記第１検出位置とに基づき、前記第２駆動軸における前記モータの駆動方向と前記負荷の移動方向との対応付けを設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置とこれに対応する前記第１検出位置とに基づき、前記モータの単位駆動量あたりの前記第２検出器のパルス数を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記複数のモータを順次個別に所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置が所定量変化した前記モータを特定し、当該モータを用いる駆動軸を前記第２駆動軸として選択する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項７】
上位制御装置から出力されるモータ制御指令に基づき、第１検出器を備えた複数のモータを駆動する多軸モータ駆動装置であって、
前記モータ制御指令及び前記第１検出器による第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう第１駆動軸と、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器による第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう第２駆動軸とを、前記第２駆動軸における前記モータを駆動させた際の前記第１検出位置または前記第２検出位置の変化量に基づいて判別する制御部を有する
ことを特徴とする多軸モータ駆動装置。
【請求項８】
前記多軸モータ駆動装置は、
前記第１検出器からの配線及び前記第２検出器からの配線を接続する複数のコネクタを備え、前記第２検出器からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定可能であり、前記第１検出位置及び前記第２検出位置を前記制御部に対して中継する中継部を有することを特徴とする請求項７に記載の多軸モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、複数のエンコーダ付きモータを駆動する多軸モータ駆動システム及びこれに備えられた多軸モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、負荷側の位置検出器の信号を検知しフルクローズドループ制御を行うことが可能なフルクローズドループ位置制御サーボドライバが記載されている。このフルクローズドループ位置制御サーボドライバは、少なくともロータリーエンコーダを備えたサーボモータと、サーボモータを制御する位置制御ドライバとコントローラとリニアスケールを備え、リニアスケールからの位置検出信号とロータリーエンコーダからの速度検出信号を位置制御ドライバにフィードバックして位置決め制御を行い、位置決め完了後に位置制御ドライバが位置決め完了信号をコントローラに出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２５６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多軸モータ駆動システムを構成する際、独立に単軸駆動する軸（セミクローズド制御する軸）と、フルクローズドループを構成して駆動する軸とが混在して用いられる場合がある。この場合、以下のような課題が生じうるが、特許文献１にはその解決手段について何ら記載されておらず、また示唆もされていない。【０００５】
多軸モータ駆動システムにおいてフルクローズドループを構成する場合、多軸のうち１軸をセミクローズド制御する軸、他の１軸をフルクローズド制御する軸とする。このようなシステムのセットアップの際には、駆動軸数分のモータ配線、エンコーダ配線、さらに位置検出器の配線を行なうが、セミクローズド制御軸とフルクローズド制御軸の対応関係に誤りがないかチェックを行う必要がある。また、単軸駆動とは異なるフルクロースド制御用のパラメータを別途設定する必要がある。このようなチェックや設定作業に時間を要し、セットアップの作業効率が低下するという課題があった。【０００６】
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、本発明の目的とするところは、セットアップを容易にすることができる多軸モータ駆動システム及び多軸モータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、少なくとも位置を検出する第１検出器を備えた複数のモータと、モータ制御指令を出力する上位制御装置と、前記モータ制御指令に基づき、前記複数のモータを駆動する多軸モータ駆動装置と、前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器と、を有し、前記多軸モータ駆動装置は、前記モータ制御指令及び前記第１検出器による第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう第１駆動軸と、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記第２検出器による第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう第２駆動軸とを、前記第２駆動軸における前記モータを駆動させた際の前記第１検出位置または前記第２検出位置の変化量に基づいて判別する制御部を有する多軸モータ駆動システムが適用される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の多軸モータ駆動システムによれば、セットアップを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の多軸モータ駆動システムの構成を概念的に表すシステム構成図である。
【図２】多軸モータ駆動システムのセットアップ時に統括制御部が実行する制御内容を表すフローチャートである。
【図３】多軸モータ駆動システムがガントリ軸を有する変形例における、多軸モータ駆動システムの構成を概念的に表すシステム構成図である。
【図４】多軸モータ駆動システムがガントリ軸を有する変形例における、セットアップ時に統括制御部が実行する制御内容を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の多軸モータ駆動システム１は、複数（この例では７つ。但し３つのみ図示し、残りは図示省略。）の回転型のモータ１００と、モータ制御指令を出力する上位制御装置２００と、上位制御装置２００のモータ制御指令に基づき、各モータ１００を駆動する多軸モータ駆動装置３００とを備えている。各モータ１００は、それぞれ、ブレーキ１０１と、回転軸の速度（角速度）や位置（角度）を検出して当該検出信号をフィードバックパルスとして多軸モータ駆動装置３００に出力するエンコーダ１０２（第１検出器）とを有している。なお、ブレーキ１０１を有しないモータとしてもよい。また、エンコーダ１０２による検出位置が、特許請求の範囲に記載の第１検出位置の一例に相当する。
【００１２】
多軸モータ駆動装置３００は、交流電源が入力される電源部３０１と、上位制御装置２００との通信制御や多軸モータ駆動装置３００全体の制御を司る統括制御部３０２と、各モータ１００に対応して設けられ、モータ１００に電力を供給して駆動する複数（この例では８つ）の駆動部３０３と、これら複数の駆動部３０３を制御する各軸制御部３０４とを有している。なお、統括制御部３０２が、特許請求の範囲に記載の制御部の一例に相当する。
【００１３】
以下では、上記８つの駆動部３０３を適宜第１〜第８駆動部３０３と呼称し、また、第１〜第８駆動部３０３の各々に対応するモータを第１〜第８モータ１００と呼称する。図１に示す例では、第３駆動部３０３以外の７つの駆動部３０３に対応して７つの第１〜第８モータ１００（第３モータ１００を除く）が設けられている。なお、図１では、第４〜第７モータ１００については図示を省略している。
【００１４】
多軸モータ駆動システム１は、モータ１００の負荷側の位置を検出するリニアスケール４００（第２検出器）をさらに有している。図１に示す例では、第８モータ１００の負荷機械（例えばボールねじにより移動するステージ等）の位置を検出するリニアスケール４００が１つ設けられている。このリニアスケール４００は、位置検出信号をフィードバック信号（例えばパルス信号やアナログ信号等）として多軸モータ駆動装置３００に出力する。なお、リニアスケール４００による検出位置が、特許請求の範囲に記載の第２検出位置の一例に相当する。
【００１５】
多軸モータ駆動装置３００は、エンコーダ１０２及びリニアスケール４００による検出位置を統括制御部３０２に対して中継する中継部３１０を有している。この中継部３１０は、基板又はモジュール等で構成されており、多軸モータ駆動装置３００に一体的に設けられている。なお、中継部３１０を多軸モータ駆動装置３００とは別体として構成してもよい。この中継部３１０は、エンコーダ１０２からの配線及びリニアスケール４００からの配線が接続される複数（この例では８つ）のコネクタ３１１を有しており、第１〜第８駆動部３０３にそれぞれ対応している。以下では、第１〜第８駆動部３０３の各々に対応するコネクタ３１１を第１〜第８コネクタ３１１と呼称する。なお、中継部３１０を有さず、エンコーダ１０２からの配線及びリニアスケール４００からの配線を、直接統括制御部３０２に接続するように構成しても良い。
【００１６】
図１に示す例では、第１及び第２モータ１００のエンコーダ１０２からの配線は各々第１及び第２コネクタ３１１に接続され、第４〜第８モータ１００のエンコーダ１０２からの配線は各々第４〜第８コネクタ３１１に接続されている。一方、リニアスケール４００からの配線は、対応するモータ１００が設けられていない第３駆動部３０３に対応する第３コネクタ３１１に接続されている。
【００１７】
中継部３１０においては、リニアスケール４００からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定することが可能である。例えば、図１に示す例ではリニアスケール４００からの配線が第３コネクタ３１１に接続されているが、接続コネクタ位置を例えば第７コネクタ３１１に変更する場合、第７駆動部３０３以外の７つの駆動部３０３に対して７つの第１〜第８モータ１００（第７モータ１００を除く）を接続し、これらのモータ１００のエンコーダ１０２からの配線を各々第１〜第８コネクタ３１１（第７コネクタ３１１を除く）に接続すればよい。すなわち、各エンコーダ１０２からの配線が当該エンコーダ１０２のモータ１００が接続された駆動部３０３に対応した特定のコネクタ３１１に接続されるように対応付けられていれば、リニアスケール４００からの配線を任意のコネクタ３１１に接続することが可能である。
【００１８】
各エンコーダ１０２の検出信号及びリニアスケール４００の検出信号は、中継部３１０を介して統括制御部３０２に入力される。この統括制御部３０２は、中継部３１０からの検出信号に基づき、リニアスケール４００で負荷側の位置を検出する第８モータ１００に対しては、リニアスケール４００からの位置フィードバックを用いたフルクローズド制御を行い、その他のモータ１００に対しては、エンコーダ１０２からの位置フィードバックを用いたセミクローズド制御を行う。この例では、第８モータ１００（ブレーキ１０１及びエンコーダ１０２を含む）、第８モータ１００を用いて駆動する負荷機械の駆動軸、及びリニアスケール４００が、特許請求の範囲に記載の第２駆動軸の一例に相当し、第８モータ１００以外のモータ１００、当該モータ１００を用いて駆動する負荷機械の駆動軸が第１駆動軸の一例に相当する。
【００１９】
なお、多軸モータ駆動装置３００には、エンジニアリングツール５００が接続されている。このエンジニアリングツール５００は、例えば携帯型のハンディコントローラ等で構成されており、作業者が各種指令やデータ等を入力することが可能である。
【００２０】
次に、多軸モータ駆動システム１のセットアップ時に統括制御部３０２が実行する制御内容について、図２を用いて説明する。統括制御部３０２は、例えば多軸モータ駆動装置３００の電源が投入された際に図２に示すフローを開始する。なお、電源投入前に、各モータ１００についてのモータ配線（各駆動部３０３と各モータ１００間の配線）、ブレーキ１０１の配線、及び、エンコーダ１０２の配線（エンコーダ１０２と中継部３１０間の配線）、リニアスケール４００の配線（リニアスケール４００と中継部３１０間の配線）が作業者により正しくなされているものとする。また、エンジニアリングツール５００は事前に多軸モータ駆動装置３００に接続されており、その電源は投入されているものとする。
【００２１】
まずステップＳ１０では、統括制御部３０２は、フルクローズド制御を行う軸数（モータ数）をカウントするための変数ｉを０に初期化すると共に、フルクローズド制御を行う全軸数（全モータ数）を表すｉ０を所定の値に設定する。図１に示す例では、フルクローズド制御を行うモータは第８モータ１００のみであるため、ｉ０＝１となる。なお、このｉ０の値は、作業者によりエンジニアリングツール５００を介して手動入力される。
【００２２】
次のステップＳ２０では、統括制御部３０２は、エンジニアリングツール５００からの選択信号に応じて、多軸モータ駆動装置３００に接続された複数のモータ１００の中からフルクローズド制御対象におけるモータ１００を選択する。図１に示す例では、フルクローズド制御を行うモータは第８モータ１００である。上記選択信号は、作業者によりエンジニアリングツール５００を介して手動入力される。なお、必要に応じ、上位制御装置２００のモータ制御指令（例えば、位置指令方向）に対する、選択されたモータ１００の回転方向を併せて設定してもよい。
【００２３】
次のステップＳ３０では、統括制御部３０２は、各モータ１００のブレーキ１０１を解除した上で、各軸制御部３０４及び駆動部３０３を介して上記ステップＳ２０で選択されたモータ１００を通電してサーボオン状態とする。また、このときの中継部３１０からの検出信号に基づき、中継部３１０のコネクタ３１１に接続された全エンコーダ１０２の検出位置、及び、リニアスケール４００の検出位置を、初期位置として所定の記憶部（メモリ等）に格納する。図１に示す例では、フルクローズド制御を行うモータは第８モータ１００であるため、統括制御部３０２は第８モータ１００を通電してサーボオン状態とする。なお、サーボオン状態とは、駆動量ゼロの位置決め制御状態を示し、すなわち上記ステップＳ２０で選択されたモータ１００は、通電開始時点の位置にロックされている。
【００２４】
次のステップＳ４０では、統括制御部３０２は、所定の駆動量の位置指令を各軸制御部３０４に出力し、駆動部３０３を介して上記ステップＳ２０で選択されたモータ１００を所定量（例えば１／４回転〜１回転程度）駆動する。
【００２５】
次のステップＳ５０では、統括制御部３０２は、フルクローズド制御用のパラメータを設定する。具体的には、まず統括制御部３０２は、上記ステップＳ４０でフルクローズド制御対象におけるモータ１００を所定量駆動させた際の中継部３１０からの検出信号に基づき、検出位置が所定量変化した中継部３１０の接続コネクタ位置を特定し、当該コネクタ３１１をリニアスケール４００からの配線が接続されたコネクタであると判別する。すなわち、図１に示す例では、第３コネクタ３１１をリニアスケール４００からの配線が接続されたコネクタであると判別する。
【００２６】
次に統括制御部３０２は、上記ステップＳ４０でフルクローズド制御対象におけるモータ１００を所定量駆動させた際のリニアスケール４００による検出位置と、これに対応するエンコーダ１０２（図１に示す例では第８モータ１００のエンコーダ１０２）による検出位置とに基づき、モータ１００（図１に示す例では第８モータ１００）の回転方向と負荷機械の移動方向との対応付けを設定する。
【００２７】
さらに統括制御部３０２は、上記ステップＳ４０でフルクローズド制御対象におけるモータ１００を所定量駆動させた際のリニアスケール４００による移動量ＬＳＰとエンコーダ１０２による移動量ＥＰを上記ステップＳ３０で格納した初期位置との比較により算出し、当該移動量ＬＳＰと移動量ＥＰを用いて、モータ１００（図１に示す例では第８モータ１００）の単位駆動量（例えば１回転）あたりのリニアスケール４００のパルス数ＬＳＰoを、次式（１）に基づき設定する。
【００２８】
ＬＳＰo＝ＥＰo×（ＬＳＰ／ＥＰ）・・・（式１）
ＥＰo：モータ単位駆動量あたりのエンコーダパルス数（パルス／単位駆動量）
ＬＳＰ：リニアスケール移動量（パルス）
ＥＰ：エンコーダ移動量（パルス）
なお、上記ＥＰoは予め所定の記憶部（メモリ等）に格納されているか、又はエンジニアリングツール５００を介して手動入力される。
【００２９】
次のステップＳ６０では、統括制御部３０２は、変数ｉに１を加える。次のステップＳ７０では、統括制御部３０２は、変数ｉが全軸数ｉ０と一致するか否かを判定する。変数ｉと全軸数ｉ０とが一致しない場合には（ステップＳ７０でＮＯ）、先のステップＳ２０に戻る。すなわち、フルクローズド制御を行うモータが複数である場合には、ステップＳ２０〜ステップＳ７０をその数分だけ繰り返す。一方、変数ｉと全軸数ｉ０とが一致する場合には（ステップＳ７０でＹＥＳ）、本フローを終了する。図１に示す例では全軸数ｉ０＝１であるため、変数ｉと全軸数ｉ０とが一致し、本フローを終了する。
【００３０】
なお、統括制御部３０２は、上記フローチャートに示す手順の実行により、セミクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸（第１駆動軸）と、フルクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸（第２駆動軸）との判別を行っている。ここで、「第１駆動軸と第２駆動軸の判別」とは、多軸モータ駆動装置３００の各軸出力（各駆動部３０３の出力）と各モータ１００への接続と、各軸モータ１００のエンコーダ出力と中継部３１０の各コネクタ３１１への接続との整合性を判別することを含むものである。
【００３１】
すなわち、統括制御部３０２は、まずエンジニアリングツール５００からの選択信号に応じてフルクローズド制御対象におけるモータ１００を選択することで（ステップＳ２０）、フルクローズド制御を行うモータ１００への接続と、そのエンコーダ出力の中継部コネクタ３１１への接続を認識する。その上で、モータ１００を所定量駆動し（ステップＳ４０）、モータ１００の負荷側の位置を検出するリニアスケール４００の位置検出信号が、中継部３１０のいずれのコネクタ３１１に入力されているかを判別する（ステップＳ５０）。この際、中継部コネクタ３１１に入力される位置検出信号（第１検出位置または第２検出位置）の変化量を監視しておき、モータ１００の所定量駆動に応じた変化量が得られる中継部コネクタ３１１に入力される位置検出信号を、リニアスケール４００の位置検出信号（第２検出位置）とし、リニアスケール４００からの配線が接続されたコネクタ３１１を特定する（ステップＳ５０）。また、フルクローズド制御を行うモータ１００が複数あれば、上記を繰り返し、他のリニアスケール４００からの配線が接続された他のコネクタ３１１を特定する。これにより、統括制御部３０２は、フルクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸（第２駆動軸）の判別を完了する。また統括制御部３０２は、フルクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸（第２駆動軸）以外をセミクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸（第１駆動軸）と判別する。
【００３２】
したがって図１に示す例では、第８モータ１００及び中継部３１０の第８コネクタ３１１、第３コネクタ３１１を用いる駆動軸がフルクローズド制御を行う駆動軸であると判別され、第１〜第７モータ１００（第３モータ１００を除く）及び中継部３１０の第１〜第７コネクタ３１１（第３コネクタ３１１を除く）がセミクローズド制御を行う駆動軸であると判別される。
【００３３】
以上説明した多軸モータ駆動システム１においては、上述したように、多軸モータ駆動装置３００の統括制御部３０２が、セミクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸と、フルクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸とを、フルクローズド制御を行うモータ１００を駆動させた際のエンコーダ１０２による検出位置またはリニアスケール４００による検出位置の変化量に基づいて自動的に判別する。これにより、セットアップの際にどのモータ１００を用いる駆動軸がフルクローズド制御を行い、どのモータ１００を用いる駆動軸がセミクローズド制御を行うものであるかといった情報を設定する必要がないので、セットアップを容易にすることができる。
【００３４】
また、本実施形態では特に、多軸モータ駆動装置３００が中継部３１０を有することにより、次の効果を奏する。すなわち、多軸モータ駆動システム１のセットアップの際には、各モータ１００についてのモータ配線（各駆動部３０３と各モータ１００間の配線）、ブレーキ１０１及びエンコーダ１０２の配線（ブレーキ１０１及びエンコーダ１０２と中継部３１０間の配線）、リニアスケール４００の配線（リニアスケール４００と中継部３１０間の配線）が行なわれる。このとき、仮に中継部３１０においてリニアスケール４００の配線が特定のコネクタ３１１にしか接続できない構成とした場合、当該特定のコネクタ３１１がいずれのコネクタであるかを確認する作業が必要となる。また、機器配置や周囲環境等の事情によってリニアスケール４００の配線を特定のコネクタ３１１に接続できない（あるいは接続し難い）場合には、機器配置等を変更する作業が必要となる。これに対し、本実施形態においては、中継部３１０においてリニアスケール４００からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定可能である。これにより、上述したような特定のコネクタ３１１の確認作業が不要となり、また機器配置等に応じて柔軟に接続コネクタ位置を変更可能であるので、機器配置等を変更する作業も不要となる。したがって、セットアップを容易にすることができる。
【００３５】
また、多軸モータ駆動システム１のセットアップにおいては、上述した配線を行なった上で、セミクローズド制御軸とフルクローズド制御軸の対応関係に誤りがないか、モータ配線や中継部３１０における各配線の接続コネクタ位置のチェックを行う必要がある。具体的には、リニアスケール４００の配線が接続されたコネクタ３１１に対応する駆動部３０３にはモータ１００が接続されておらず、且つ、各モータ１００及びエンコーダ１０２が、互いに対応する駆動部３０３及びコネクタ３１１とそれぞれ接続されているかをチェックする必要がある。特に本実施形態では、リニアスケール４００からの配線が中継部３１０の任意のコネクタ３１１に接続されるため、当該接続コネクタ位置を特定する必要がある。本実施形態によれば、多軸モータ駆動装置３００の統括制御部３０２が、フルクローズド制御対象におけるモータ１００を所定量駆動させ、検出位置が所定量変化した接続コネクタ位置を特定することで、中継部３１０のどのコネクタ３１１にリニアスケール４００からの配線が接続されているか（すなわちどの軸がフルクローズド制御軸であるか）を自動的に判別することができる。これにより、セミクローズド制御軸とフルクローズド制御軸の対応関係を容易にチェックすることができるので、作業効率が向上し、セットアップを容易にすることができる。
【００３６】
また、本実施形態の多軸モータ駆動システム１のように、回転型のモータ１００を用いて負荷機械を移動させる、フルクローズドループを構成する場合には、セットアップの際にモータ１００の回転方向と負荷機械の移動方向とを対応付けてパラメータを設定する必要がある。なぜなら、フルクローズド制御の場合、上位制御装置２００から位置制御すべき対象は負荷機械であるが、負荷機械に取付けられたリニアスケール４００の進み方向は、リニアスケール４００の負荷機械に対する取付け方等により異なるため、このパラメータを設定することにより、モータ１００の回転方向と負荷機械の移動方向（リニアスケール４００の進み方向）との対応付けができ、上位制御装置２００から負荷機械を位置制御することができるようになるからである。本実施形態によれば、フルクローズド制御対象におけるモータ１００を所定量駆動させた際のリニアスケール４００による検出位置と、これに対応するエンコーダ１０２による検出位置とに基づき、モータ１００の回転方向と負荷機械の移動方向との対応付けを自動的に設定することができるので、セットアップの際のパラメータ設定作業が容易となり、セットアップを容易にすることができる。
【００３７】
また、本実施形態の多軸モータ駆動システム１のように、フルクローズドループを構成する場合、セットアップの際にフルクローズド制御専用のパラメータとして、モータ１００の単位駆動量（例えば１回転）あたりのリニアスケール４００のパルス数を別途設定する必要がある。このパラメータは、リニアスケール４００の移動量からエンコーダ１０２の駆動量（回転量）を換算する場合に必要とされる各軸制御部３０４における内部換算定数として用いられる。例えば、リニアスケール４００の移動量から算出される速度から、モータ１００の角速度に変換する場合等に用いられる。通常、リニアスケール４００による移動量を各軸制御部３０４における位置制御ループへの位置フィードバック信号とし、エンコーダ１０２による駆動量（回転量）を各軸制御部３０４における速度制御ループへの速度フィードバック信号として構成するが、この場合、各軸制御部３０４における位置制御ループが出力して速度制御ループへ入力する速度指令を算出する際にこの内部換算定数を用いる。本実施形態によれば、フルクローズド制御対象におけるモータ１００を所定量駆動させた際のリニアスケール４００による移動量と、エンコーダ１０２による移動量とを用いて、モータ１００の単位駆動量あたりのリニアスケール４００のパルス数を自動的に設定することができるので、セットアップの際のパラメータ設定作業が容易となり、セットアップを容易にすることができる。
【００３８】
なお、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【００３９】
（１）多軸モータ駆動システムがガントリ軸を有する場合
本変形例は、多軸モータ駆動システムが、同期運転されるマスタ軸とスレーブ軸からなるガントリ軸を有する場合の一例である。
【００４０】
図３に示すように、本変形例の多軸モータ駆動システム１Ａにおいては、第６駆動部３０３以外の７つの駆動部３０３に対応して７つの第１〜第８モータ１００（第６モータ１００を除く）が設けられている。なお、図３では、第３、第５及び第７モータ１００については図示を省略している。この例では、第８モータ１００がマスタ軸、第４モータ１００がスレーブ軸として設定されており、これら第８及び第４モータ１００の同期運転により駆動される負荷機械（例えばボールねじにより移動するステージ等）の位置を検出するリニアスケール４００が１つ設けられている。
【００４１】
本変形例では、第１〜第５モータ１００のエンコーダ１０２からの配線は各々第１〜第５コネクタ３１１に接続され、第７及び第８モータ１００のエンコーダ１０２からの配線は各々第７及び第８コネクタ３１１に接続されている。一方、リニアスケール４００からの配線は、対応するモータ１００が設けられていない第６駆動部３０３に対応する第６コネクタ３１１に接続されている。
【００４２】
次に、多軸モータ駆動システム１Ａのセットアップ時に統括制御部３０２が実行する制御内容について、図４を用いて説明する。なお、ここでは前述の図２と異なる部分を中心に説明し、同様の部分については説明を省略する。
【００４３】
ステップＳ１０は、図２と同様である。次のステップＳ２０Ａでは、統括制御部３０２は、エンジニアリングツール５００からの選択信号に応じて、多軸モータ駆動装置３００に接続された複数のモータ１００の中からフルクローズド制御対象におけるモータ１００を選択する。図３に示す例では、フルクローズド制御を行うモータはマスタ軸としての第８モータ１００及びスレーブ軸としての第４モータ１００の２つである。これらの選択信号は、作業者によりエンジニアリングツール５００を介して手動入力される。なお、必要に応じ、選択されたモータ１００の回転方向を併せて設定してもよい。
【００４４】
次のステップＳ３０Ａでは、統括制御部３０２は、各モータ１００のブレーキ１０１を解除した上で、各軸制御部３０４及び駆動部３０３を介して上記ステップＳ２０Ａで選択された２つのモータ１００を通電してサーボオン状態とする。また、このときの中継部３１０からの検出信号に基づき、中継部３１０のコネクタ３１１に接続された全エンコーダ１０２の検出位置、及び、リニアスケール４００の検出位置を、初期位置として所定の記憶部（メモリ等）に格納する。図３に示す例では、フルクローズド制御を行うモータは第８モータ１００及び第４モータ１００の２つであるため、統括制御部３０２はこれらのモータ１００を通電してサーボオン状態とする。
【００４５】
次のステップＳ４０Ａでは、統括制御部３０２は、所定の駆動量の位置指令を各軸制御部３０４に出力し、駆動部３０３を介して上記ステップＳ２０Ａで選択された２つのモータ１００を所定量（例えば１／４回転〜１回転程度）駆動する。
【００４６】
次のステップＳ５０Ａでは、統括制御部３０２は、フルクロースド制御用のパラメータをマスタ軸である第８モータ１００に対して設定する。パラメータの設定内容については、図２と同様である。なお、スレーブ軸である第４モータ１００に対しては、例えばマスタ軸である第８モータ１００のエンコーダ１０２による検出位置を位置指令とする設定を行うことにより、第８及び第４モータ１００を同期運転させることができる。残りのステップＳ６０及びステップＳ７０は、図２と同様である。
【００４７】
また前述の実施形態と同様に、統括制御部３０２は、上記フローチャートに示す手順の実行により、セミクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸（第１駆動軸）と、フルクローズド制御を行うモータ１００を用いる駆動軸（第２駆動軸）との判別を行う。図３に示す例では、第４及び第８モータ１００の２つを用いる駆動軸がフルクローズド制御を行う駆動軸であると判別され、第１〜第３、第５及び第７モータ１００を用いる駆動軸がセミクローズド制御を行う駆動軸であると判別される。
【００４８】
以上説明した変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得る。
【００４９】
（２）フルクローズド制御対象のモータを自動的に選択する場合
前述の実施形態では、作業者がエンジニアリングツール５００を用いて手動選択することにより、その選択信号に応じて、統括制御部３０２がフルクローズド制御対象におけるモータ１００を選択するようにしたが、これに限らず、統括制御部３０２がフルクローズド制御対象におけるモータ１００を検出し、自動的に選択を行うようにしてもよい。
【００５０】
この場合、図２に示すステップＳ２０において、統括制御部３０２は、各モータ１００のブレーキ１０１を解除した上で、所定の駆動量の位置指令を各軸制御部３０４に出力し、駆動部３０３を介して複数のモータ１００を順次個別に所定量駆動する。そして、この際の中継部３１０からの検出信号に基づき、リニアスケール４００による検出位置が所定量変化したモータ１００を特定し、当該モータ１００を用いる駆動軸をフルクローズド制御対象として選択すればよい。
【００５１】
本変形例によれば、フルクローズド制御対象におけるモータ１００を自動的に選択できるので、作業者が手作業で選択する必要がなくなり、セットアップをさらに容易にすることができる。
【００５２】
（３）その他
以上では、多軸モータ駆動システムが回転型のモータ１００を有する場合を一例として説明したが、モータは回転型である必要はなく、例えばリニアモータを用いてもよい。また、図２等に示す制御内容を統括制御部３０２で実行するようにしたが、各軸制御部３０４で実行してもよい。
【００５３】
また以上では、８軸駆動の多軸モータ駆動システムを一例として説明したが、軸数はこれに限るものではなく、適宜変更してもよい。さらに、リニアスケール４００を１つのみ設けた場合を一例として説明したが、２つ以上設けてもよい。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【符号の説明】
【００５６】
１                多軸モータ駆動システム
１Ａ              多軸モータ駆動システム
１００            モータ
１０２            エンコーダ（第１検出器）
２００            上位制御装置
３００            多軸モータ駆動装置
３０２            統括制御部（制御部）
３１０            中継部
３１１            コネクタ
４００            リニアスケール（第２検出器）
【図１】
2012164740.tif 000003
【図２】
2012164740.tif 000004
【図３】
2012164740.tif 000005
【図４】
2012164740.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月3日(2012.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも位置を検出する第１検出器を備えた複数のモータと、
モータ制御指令を出力する上位制御装置と、
前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器と、
前記モータ制御指令に基づき前記複数のモータを駆動し、かつ、前記第１検出器による第１検出位置または前記第２検出器による第２検出位置の変化量に基づき、前記第１検出位置を用いて前記モータを駆動する第１駆動軸と前記第２検出位置を用いて前記モータを駆動する第２駆動軸とを判別する制御部を有する、多軸モータ駆動装置と、
を有することを特徴とする多軸モータ駆動システム。
【請求項２】
前記多軸モータ駆動装置の前記制御部は、
前記モータ制御指令及び前記第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう前記第１駆動軸と、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう前記第２駆動軸とを、当該第２駆動軸における前記モータを駆動させた際の前記第１検出位置または前記第２検出位置の変化量に基づいて判別する
ことを特徴とする請求項１記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項３】
前記多軸モータ駆動装置は、
前記第１検出器からの配線及び前記第２検出器からの配線を接続する複数のコネクタを備え、前記第２検出器からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定可能であり、前記第１検出位置及び前記第２検出位置を前記制御部に対して中継する中継部を有することを特徴とする請求項２に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置が所定量変化した前記中継部の接続コネクタ位置を特定し、当該コネクタを前記第２検出器からの配線が接続されたコネクタであると判別する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置とこれに対応する前記第１検出位置とに基づき、前記第２駆動軸における前記モータの駆動方向と前記負荷の移動方向との対応付けを設定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置とこれに対応する前記第１検出位置とに基づき、前記モータの単位駆動量あたりの前記第２検出器のパルス数を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項７】
前記制御部は、
前記複数のモータを順次個別に所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置が所定量変化した前記モータを特定し、当該モータを用いる駆動軸を前記第２駆動軸として選択する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項８】
上位制御装置から出力されるモータ制御指令に基づき、第１検出器を備えた複数のモータを駆動する多軸モータ駆動装置であって、
前記第１検出器による第１検出位置、または、前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器による第２検出位置、の変化量に基づき、前記第１検出位置を用いて前記モータを駆動する第１駆動軸と前記第２検出位置を用いて前記モータを駆動する第２駆動軸とを判別する制御部を有する
ことを特徴とする多軸モータ駆動装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記モータ制御指令及び前記第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう前記第１駆動軸と、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器による第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう前記第２駆動軸とを、当該第２駆動軸における前記モータを駆動させた際の前記第１検出位置または前記第２検出位置の変化量に基づいて判別する
ことを特徴とする請求項８記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項１０】
前記多軸モータ駆動装置は、
前記第１検出器からの配線及び前記第２検出器からの配線を接続する複数のコネクタを備え、前記第２検出器からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定可能であり、前記第１検出位置及び前記第２検出位置を前記制御部に対して中継する中継部を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の多軸モータ駆動装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月19日(2014.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも位置を検出する第１検出器を備えた複数のモータと、
モータ制御指令を出力する上位制御装置と、
前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器と、
前記モータ制御指令に基づき前記複数のモータを駆動し、かつ、前記第１検出器による第１検出位置または前記第２検出器による第２検出位置の変化量に基づき、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう第１駆動軸と前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう第２駆動軸とを判別する制御部を有する、多軸モータ駆動装置と、
を有することを特徴とする多軸モータ駆動システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第１駆動軸と、前記第２駆動軸とを、当該第２駆動軸における前記モータを駆動させた際の前記第１検出位置または前記第２検出位置の変化量に基づいて判別する
ことを特徴とする請求項１記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項３】
前記多軸モータ駆動装置は、
前記第１検出器からの配線及び前記第２検出器からの配線を接続する複数のコネクタを備え、前記第２検出器からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定可能であり、前記第１検出位置及び前記第２検出位置を前記制御部に対して中継する中継部を有することを特徴とする請求項２に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置が所定量変化した前記中継部の接続コネクタ位置を特定し、当該コネクタを前記第２検出器からの配線が接続されたコネクタであると判別する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置とこれに対応する前記第１検出位置とに基づき、前記第２駆動軸における前記モータの駆動方向と前記負荷の移動方向との対応付けを設定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第２駆動軸における前記モータを所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置とこれに対応する前記第１検出位置とに基づき、前記モータの単位駆動量あたりの前記第２検出器のパルス数を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項７】
前記制御部は、
前記複数のモータを順次個別に所定量駆動させた際の前記中継部からの前記第２検出位置が所定量変化した前記モータを特定し、当該モータを用いる駆動軸を前記第２駆動軸として選択する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の多軸モータ駆動システム。
【請求項８】
上位制御装置から出力されるモータ制御指令に基づき、第１検出器を備えた複数のモータを駆動する多軸モータ駆動装置であって、
前記第１検出器による第１検出位置、または、前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器による第２検出位置、の変化量に基づき、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう第１駆動軸と前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう第２駆動軸とを判別する制御部を有する
ことを特徴とする多軸モータ駆動装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第１駆動軸と、前記第２駆動軸とを、当該第２駆動軸における前記モータを駆動させた際の前記第１検出位置または前記第２検出位置の変化量に基づいて判別する
ことを特徴とする請求項８記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項１０】
前記第１検出器からの配線及び前記第２検出器からの配線を接続する複数のコネクタを備え、前記第２検出器からの配線の接続コネクタ位置を任意に設定可能であり、前記第１検出位置及び前記第２検出位置を前記制御部に対して中継する中継部を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の多軸モータ駆動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、少なくとも位置を検出する第１検出器を備えた複数のモータと、モータ制御指令を出力する上位制御装置と、前記モータの負荷側の位置を検出する少なくとも１つの第２検出器と、前記モータ制御指令に基づき前記複数のモータを駆動し、かつ、前記第１検出器による第１検出位置または前記第２検出器による第２検出位置の変化量に基づき、前記モータ制御指令及び前記第１検出位置に基づいてセミクローズド制御を行なう第１駆動軸と前記モータ制御指令及び前記第１検出位置並びに前記第２検出位置に基づいてフルクローズド制御を行なう第２駆動軸とを判別する制御部を有する、多軸モータ駆動装置と、を有する多軸モータ駆動システムが適用される。
【国際調査報告】
2012164740.tif 000007
2012164740.tif 000008
2012164740.tif 000009
2012164740.tif 000010