(57)【要約】【課題】種々のインタフェースに対応できる安価なサーボモータ制御装置を提供する。【解決手段】制御基板３は、ＣＰＵ８と、エンコーダ６と通信するための所定の標準のシリアル通信仕様に対応する第１シリアルインタフェース９と、リニアスケールヘッド７と通信するための第１シリアルインタフェース９と同じ仕様の第２シリアルインタフェース１０と、エンコーダ６との第１シリアルインタフェース９を接続するための第１レベル変換回路１１から構成し、フィードバックセンサオプション４にリニアスケールヘッド７と第２シリアルインタフェース１０を接続するための第２レベル変換回路１２を備える。【選択図】図１
2010119254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータの位置または速度を検出するシリアル通信型フィードバックセンサと送受信するためのＣＰＵを有する制御基板と、各種フィードバックセンサとのインタフェース回路を有するフィードバックセンサ用オプションと、
を備えたサーボモータ制御装置において、
前記制御基板は、前記ＣＰＵで駆動され前記シリアル通信型フィードバックセンサと接続するための第１シリアルインタフェースおよび前記フィードバックセンサ用オプションと接続するための第２シリアルインタフェースと、前記シリアル通信型フィードバックセンサと第１シリアルインタフェースとを接続するための第１レベル変換回路から構成されていることを特徴とするサーボモータ制御装置。
【請求項２】
前記フィードバックセンサ用オプションは、前記各種フィードバックセンサからの信号と前記第２シリアルインタフェースを接続するための第２レベル変換回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【請求項３】
前記フィードバックセンサ用オプションは、前記各種フィードバックセンサからの信号と前記第２シリアルインタフェースとを接続するためのインタフェース変換回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【請求項４】
前記インタフェース変換回路は、ＣＰＵと、前記各種フィードバックセンサからの信号を変換し前記ＣＰＵに接続するセンサインタフェースと、前記ＣＰＵと第２シリアルインタフェースを接続するシリアルインタフェースを備えたことを特徴とする請求項３記載のサーボモータ制御装置。
【請求項５】
前記各種フィードバックセンサはレゾルバであることを特徴とする請求項３記載のサーボモータ制御装置。
【請求項６】
前記第１レベル変換回路がラインドライバおよびラインレシーバから構成されていることを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【請求項７】
前記第２レベル変換回路がラインドライバおよびラインレシーバから構成されていることを特徴とする請求項２記載のサーボモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータ制御装置に関し、特にフィードバックセンサ用オプションを取り付け可能なサーボモータ制御装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
サーボモータ制御装置は、サーボモータの位置、速度、ＡＣサーボモータの場合はモータ磁極などの情報を得るフィードバックセンサのインタフェース回路を備えている。このインタフェースとしてシリアル通信があり、シリアル通信も各種種類があるが、標準として対応する所定のシリアル通信（以下、標準のシリアル通信と記す）をサーボモータ制御装置に持たせている。
このようなサーボモータ制御装置において、機械の位置の情報も利用して制御をする場合は機械に取り付けたフィードバックセンサからの信号も受けられるようにする必要があり、また、標準のシリアル通信とは違うフィードバックセンサがついたサーボモータに対応するには別のインタフェースに対応する必要がある。なお、標準のシリアル通信とは違うインタフェースとしては、９０度位相差の２相パルス、９０度位相差の正弦波アナログ信号、レゾルバ信号、別の種類のシリアル通信などがある。
【０００３】
従来、標準のシリアル通信とは違うインタフェースのフィードバックセンサに対応するため、このフィードバックセンサに対応したインタフェース回路を搭載したフィードバックセンサ用オプションを用意して、これをサーボモータ制御装置に取り付けることが行われている。
フィードバックセンサ用オプションでは無く上位のコントローラからの指令をサーボ制御装置に伝送する指令用オプションに関するものであるが、オプションにＣＰＵおよび２ポートＲＡＭを備えたサーボ制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
フィードバックセンサ用オプションについても、同様にしてオプションにＣＰＵおよび２ポートＲＡＭを搭載すれば、標準のシリアル通信とは違うインタフェースのフィードバックセンサに対応できるサーボ制御装置が実現できる。
【０００４】
図３は、ＣＰＵ１８および２ポートＲＡＭ２１を搭載したフィードバックセンサ用オプション４２を有するサーボモータ制御装置の一例を示すブロック図である。
図において６は標準のシリアル通信で位置情報伝送するエンコーダ、７はリニアスケールヘッドである。機械の位置の情報も利用して制御をする場合は、サーボモータ５に搭載されたエンコーダ６からの信号に加えて機械に取り付けたフィードバックセンサであるリニアスケールヘッド７からの信号も受けられるようにする必要がある。
図３ではフィードバックセンサ用オプション４２側のＣＰＵ１８はフィードバックセンサインタフェース（この例ではシリアルインタフェース）２２よりの情報を、２ポートＲＡＭ２１に変換して書き込み、サーボモータ制御装置のＣＰＵ８に送る。
【０００５】
このように、従来のサーボモータ制御装置のフィードバックセンサ用オプションは、ＣＰＵおよび２ポートＲＡＭを搭載し、フィードバックセンサからの情報をサーボモータ制御装置のオプションインタフェースに変換することによって種々のインタフェースを有するフィードバックセンサに対応していた。
【特許文献１】特開２００２−３４５２５６号公報（第２−３頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のフィードバックセンサ用オプションは、フィードバックセンサの情報をオプションインタフェースに変換するためにＣＰＵおよび２ポートＲＡＭが必要となっていて高価であるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、種々のインタフェースに対応できる安価なサーボモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、サーボモータの位置または速度を検出するシリアル通信型フィードバックセンサと送受信するためのＣＰＵを有する制御基板と、各種フィードバックセンサとのインタフェース回路を有するフィードバックセンサ用オプションと、を備えたサーボモータ制御装置において、前記制御基板は、前記ＣＰＵで駆動され前記シリアル通信型フィードバックセンサと接続するための第１シリアルインタフェースおよび前記フィードバックセンサ用オプションと接続するための第２シリアルインタフェースと、前記シリアル通信型フィードバックセンサと第１シリアルインタフェースとを接続するための第１レベル変換回路から構成されていることを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、前記フィードバックセンサ用オプションは、前記各種フィードバックセンサからの信号と前記第２シリアルインタフェースを接続するための第２レベル変換回路を備えたことを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、前記フィードバックセンサ用オプションは、前記各種フィードバックセンサからの信号と前記第２シリアルインタフェースとを接続するためのインタフェース変換回路を備えたことを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、前記インタフェース変換回路は、ＣＰＵと、前記各種フィードバックセンサからの信号を変換し前記ＣＰＵに接続するセンサインタフェースと、前記ＣＰＵと第２シリアルインタフェースを接続するシリアルインタフェースを備えたことを特徴としいている。
また、請求項５に記載の発明は、前記各種フィードバックセンサはレゾルバであることを特徴としている。
また、請求項６に記載の発明は、前記第１レベル変換回路がラインドライバおよびラインレシーバから構成されていることを特徴としている。
また、請求項７に記載の発明は、前記第２レベル変換回路がラインドライバおよびラインレシーバから構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の本発明によると、制御基板がフィードバックセンサ用オプションと送受信するための第２シリアルインタフェースを備えているので、フィードバックセンサ用オプションにＣＰＵを搭載する必要がなく安価なサーボ制御装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の第１実施例を示すサーボモータ制御装置のブロック図である。
図において、１はサーボモータ制御装置、２は電源を入力し整流、平滑、ＰＷＭ制御しサーボモータ５へ電圧出力するパワー回路、３は図示しないコントローラから指令を入力し、シリアル通信型フィードバックセンサであるエンコーダ６の情報を受け取りパワー回路２へ電圧指令（ＰＷＭ指令）を出力する制御基板である。制御基板３はＣＰＵ８、第１シリアルインタフェース９、第２シリアルインタフェース１０および第１レベル変換回路１１から構成されている。第１レベル変換回路１１は信号の電圧レベルの変換、信号の絶縁など、すなわちデータ変換を伴わない処理を行う。本実施例ではラインドライバ１１１およびラインレシーバ１１２から構成されている。
また、４はリニアスケールヘッド７と、制御基板３に搭載されている第２シリアルインタフェース１０を接続するためのフィードバックセンサ用オプションで、ラインドライバ１２１およびラインレシーバ１２２から構成された第２レベル変換回路１２を備えている。そして、制御基板３はフィードバックセンサ用オプション４を接続できる構成となっている。
本実施例はサーボモータに接続されたエンコーダ６と、機械の位置を検出するリニアスケールヘッド７のインタフェース仕様が同じ標準のシリアル通信型の例である。
【００１１】
サーボモータ５に取り付けられたエンコーダ６はサーボモータの位置および磁極位置をサーボモータ制御装置１へ送るものでこのサーボモータ制御装置は標準のシリアル通信のインタフェース仕様を備えている。
この通信はサーボモータ制御装置とサーボモータを離して配置できるように長距離の伝送に耐えられる必要がある。このためラインドライバ１１１およびラインレシーバ１１２を使用し差動信号のＲＳ４８５の仕様で伝送している。そして、信号線数を減らすため双方向としている。また制御性能を上げるため高速でデータを受け取る必要があるため、伝送速度も速い。第１シリアルインタフェース９ではシリアル通信データをパラレルデータに変換してレジスタデータとしＣＰＵ８から読み書きできるようにしている。
【００１２】
サーボモータ５はボールねじ１６に接続されスライダ１７を駆動する。このスライダに取り付けられたリニアスケールヘッド７が、リニアスケール１５と組み合わされてスライダ１７の位置を検出し、エンコーダ６と同じ仕様のシリアル通信で位置信号を送る。フィードバックセンサ用オプション４はリニアスケールヘッド７からの信号を制御基板３で使用したラインドライバ１１１およびラインレシーバ１１２と同じ仕様のラインドライバ１    ２１およびラインレシーバ１２２でレベル変換して制御基板３に渡す。
１０は制御基板３とフィードバックセンサ用オプション４とを接続する第２シリアルインタフェースである。第２シリアルインタフェース１０は第１シリアルインタフェース９と同じ通信仕様のものであり、第２シリアルインタフェースにおける信号はリニアスケールヘッド７からの受信信号１２３、リニアスケールヘッド７への送信信号１２４およびラインドライバ１２１のイネーブル信号１２５である。
【００１３】
本実施例が従来技術と異なる部分は、制御基板３がエンコーダ６と通信する標準のシリアル通信と同一仕様のシリアルインタフェース（第２シリアルインタフェース）を備えている点である。
【００１４】
このように本実施例では制御基板が、標準として備えている第１シリアルインタフェース９に加えてフィードバックセンサ用オプション４と接続する第２シリアルインタフェース１０を備えているので、図３に示した従来例においてフィードバックセンサ用オプション４が搭載していたＣＰＵ１８および２ポートＲＡＭ２１を無くすことができる。これによって安価なオプションを用いることができ、安価なサーボモータ制御装置を提供することができる。
【００１５】
また、本実施例では図３で示した従来技術に比べて制御基板に第２シリアルインタフェース１０が増えていてフィードバックセンサ用オプションを使用しない場合のコストが上がるが、ＬＳＩの中にシリアルインタフェースを入れてしまえばＬＳＩのピン数も３本追加のみで回路量も大して多くないのでほとんどコストを上げることなく実現可能である。
【００１６】
本実施例ではエンコーダ６とリニアスケールヘッド７は信号線の形態も含めて同じインタフェースであるが、プロトコルが同じで信号線の形態が違う（例えば、双方向２線式と片方向４線式）場合は、第２レベル変換回路１２のラインドライバ１２１およびラインレシーバ１２２が制御基板のラインドライバ１１１およびラインレシーバ１１２が異なる信号線形態の回路になるだけでプロトコルは同じである。これは第２レベル変換回路１２をフィードバックセンサ用オプションにのせる構成としたため可能となっている。
なお、本実施例ではエンコーダ６とのインタフェースの信号形態が双方向２線式の場合について説明したが、双方向２線式でなく片方向４線式である場合も同様に実施できる。
【００１７】
また、本実施例では制御基板が、標準として備えている第１シリアルインタフェース９に加えてフィードバックセンサ用オプション４と接続され同一のＣＰＵで駆動される第２シリアルインタフェース１０を備えているのでＣＰＵはプログラムを共通化できるという効果をもつ。すなわち、図３の従来例では制御基板３のＣＰＵ８は、サーボモータ５のエンコーダ６の情報は第１レベル変換回路１１および第１シリアルインタフェース９を通して受け取り、機械（スライダ）の位置の情報はリニアスケールヘッド７よりＣＰＵ１８がデータを変換し２ポートＲＡＭ２１を通り受け取るため、ＣＰＵ８とＣＰＵ１８はそれぞれ別の処理となっていた。
【００１８】
これに対して本実施例では機械の位置の情報も第１レベル変換回路１１および第１シリアルインタフェース９と同じ通信仕様の、第２レベル変換回路１２および第２シリアルインタフェース１０を通して受け取るため、ＣＰＵ８は両者で同じ処理をすればよい。プログラムとしては読み取ってくるアドレスを第１シリアルインタフェース９と第２シリアルインタフェース１０でずらす以外同じになるので共通化できプログラム量が減る。
なお、本実施例は機械の位置のフィードバックとしてリニアスケールヘッドを用いた場合であるが、レゾルバ゛を用いた場合も同様に構成できる。
【実施例２】
【００１９】
図２は本発明の第２実施例を示すサーボモータ制御装置のブロック図である。
本実施例はサーボモータの位置または速度を検出するフィードバックセンサとしてレゾルバを用いた場合の例で、サーボモータ制御装置が標準で備えている第１シリアルインタフェース９に対応するエンコーダ６とは異なるインタフェース仕様のフィードバックセンサが用いられた場合の例である。また、機械の位置のフィードバックセンサを持たない場合の例である。
【００２０】
図２において、２３はレゾルバ、４１はフィードバックセンサ用オプションである。
本実施例のフィードバックセンサ用オプション４１は、レゾルバからの信号を第２シリアルインタフェースの信号に変換するためのインタフェース変換回路４１１であって、ＣＰＵ１８、リアルインタフェース１９、センサインタフェース２０を備えている。
レゾルバ２３の信号はセンサインタフェース（レゾルバインタフェース）２０を通りＣＰＵ１８が受け取る。ＣＰＵ１８はこれをシリアル通信型インタフェースに変換しシリアルインタフェース１９を通して制御基板３に送る。このように、ＣＰＵ１８がインタフェースを変換するのでフィードバックセンサがレゾルバであってもＣＰＵ８はシリアル通信型インタフェースと同じ処理をするのみでよく、第１実施例と同じようにプログラム量は少なくてすんでいる。
【００２１】
本実施例では、標準として備えているシリアル通信型で無いフィードバックセンサとしてレゾルバを用いた場合の例を示したが、レゾルバ以外にも、９０度位相差の２相パルス、９０度位相差の正弦波アナログ信号、別のプロトコルのシリアル通信など各種考えられる。これらについても本実施例と同様にそれぞれのフィードバックセンサのインタフェースを搭載したフィードバックセンサ用オプションを用いることによって対応できる。
【００２２】
また、以上の説明から分かるように本発明の制御基板３は、第２シリアルインタフェース１０を制御基板３内に備えるが、第２レベル変換回路１２は持たない構成になっている。
もし、この第２レベル変換回路１２を制御基板内に持つ構成にした場合、第１実施例のように標準のシリアル通信型のフィードバックセンサと同じ仕様のインタフェース仕様を有するフィードバックセンサと接続する場合は、この第２レベル変換回路１２を利用できるため無駄が発生しないが、異なるインタフェース仕様のフィードバックセンサを用いた場合、フィードバックセンサ用オプションにもラインドライバおよびラインレシーバをのせることになり制御基板側、オプション側両方で無駄が出る。本発明では、制御基板にレベル変換回路をのせてないのでこの無駄も無い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例を示すサーボモータ制御装置のブロック図
【図２】本発明の第２実施例を示すサーボモータ制御装置のブロック図
【図３】従来のサーボモータ制御装置の例を示すブロック図
【符号の説明】
【００２４】
１    サーボモータ制御装置
２    パワー回路
３    制御基板
４、４１、４２    フィードバックセンサ用オプション
４１１  インタフェース変換回路
５    サーボモータ
６    シリアル通信型フィードバックセンサ（エンコーダ）
７    フィードバックセンサ（リニアスケールヘッド）
８、１８  ＣＰＵ
９    第１シリアルインタフェース
１０  第２シリアルインタフェース
１９、２２  シリアルインタフェース
１１    第１レベル変換回路
１１１  ラインドライバ
１１２  ラインレシーバ
１２    第２レベル変換回路
１２１  ラインドライバ
１２２  ラインレシーバ
１５    リニアスケール
１６    ボールねじ
１７    スライダ
２０    センサインタフェース（レゾルバインタフェース）
２１    ２ポートＲＡＭ
２２    フィードバックセンサインタフェース
２３    フィードバックセンサ（レゾルバ）
【図１】
2010119254.tif 000003
【図２】
2010119254.tif 000004
【図３】
2010119254.tif 000005