(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサーボモータを使用する機械において、少なくとも前記サーボモータと同数の複数のコンピュータをクロスバースイッチによって実現されるデータ通信網を介して並列で作動させ前記サーボモータを協調制御することを特徴とする並列コンピュータによるサーボ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
複数のサーボモータを使用する工作機械や産業機械などのサーボ制御に適用される並列コンピュータによるサーボ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に複数のサーボモータを使用する機械におけるコンピュータによるサーボ制御装置の従来のシステム構成の１例を示す。図２において、機械７は台数ｎのサーボモータ６１，６２〜６ｎと各サーボモータをドライブするサーボドライバ５１，５２〜５ｎとを有し、サーボモータ６１，６２〜６ｎの協調制御にはサーボ制御装置１が用いられる。
【０００３】
サーボ制御装置１はｎ台のサーボモータ６１，６２〜６ｎを制御するコンピュータ２と、前記各サーボモータ６１，６２〜６ｎをドライブするサーボドライバ５１，５２〜５ｎとのインターフェースをとるサーボインターフェース４１，４２〜４ｎから構成されている。
【０００４】
サーボ制御装置１のコンピュータ２は、インストールされたプログラムに従い、サーボインターフェース４１，４２〜４ｎを介して機械７内のサーボドライバ５１，５２〜５ｎとの間で位置フィードバック信号および速度指令信号などを入出力してサーボモータ６１，６２〜６ｎを協調制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のサーボ制御装置には次のような問題点がある。
即ち、ｎ台のサーボモータ６１，６２〜６ｎを１台のコンピュータ２で制御しているため、個々のサーボモータ６１や６２などに対してはコンピュータ２の能力の１／ｎしか割り当てられないことになる。
【０００６】
従って、サーボ制御周期ごとに６１から６ｎまでの個々のサーボモータについてのコンピュータ２における演算処理等の所要時間をＴ（秒）とすると、ｎ台のサーボモータ全体でのサーボ制御周期はＴ×ｎ（秒）となる。
その結果、次のような問題点が指摘されている。サーボ制御周期が長くなり、サーボ制御の速度が向上しない。また、サーボ制御の速度が遅いため、短い周期での位置検出が不可能でサーボ制御の精度等を向上させることができない。
【０００７】
本発明の目的は、複数のサーボモータを使用する機械において、該サーボモータのサーボ制御の速度ならびに精度の大幅な向上を実現し得る並列コンピュータによるサーボ制御装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に至った背景を説明する。
従来、並列コンピュータはスーパーコンピュータなどの限られた分野でのみ利用可能な技術であり、工作機械や一般産業機械などのサーボ制御装置は１台のコンピュータを用いて制御されていた。しかしコンピュータ関連の技術の進展に伴い並列コンピュータが普及期に入り、サーボ制御装置に適用することが可能となってきた。
【０００９】
そこで本発明のサーボ制御装置は、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）分野の制御装置に並列コンピュータを適用したものであり、複数のサーボモータを使用する機械において、少なくとも前記サーボモータと同数の複数のコンピュータを通信網を介して並列で作動させて前記サーボモータを制御している。
【００１０】
工作機械などのサーボ制御装置にコンピュータを適用する場合、コンピュータを１台組み込みその処理能力を可能な限り引き出すことに注力しているのが現状であるが、本発明では複数のコンピュータを組み込み並列で作動させることにより処理能力を大幅に向上させ、その結果サーボ制御速度ならびにサーボ制御精度の向上が可能となる。
【００１１】
即ち、本発明の並列コンピュータによるサーボ制御装置は、複数のサーボモータを使用する機械において、少なくとも前記サーボモータと同数の複数のコンピュータをクロスバースイッチによって実現されるデータ通信網を介して並列で作動させ前記サーボモータを協調制御することを特徴とするものである。
【００１２】
前記手段において、具体的にはｎ台のサーボモータ６１，６２〜６ｎを協調制御するため、少なくともｎと同数ないしｎ以上のｍ台のコンピュータ２１，２２〜２ｍを並列に配設して作動させ処理を行う。また、該ｍ台のコンピュータ２１，２２〜２ｍ間でのデータの受け渡しをするためデータ通信網３を設け、該データ通信網と各コンピュータ２１，２２〜２ｍを接続する。
【００１３】
【作用】
本発明の手段は前記のようにｍ≧ｎとしてｎ台のサーボモータに対してｍ台のコンピュータ２１，２２〜２ｍを用いるように構成されていることにより、それぞれ１台のサーボモータにはコンピュータ能力のｍ／ｎが割り当てられサーボ制御周期の短縮を図ることが可能となる。また、サーボ制御の速度が向上することにより短い周期での位置検出も可能となりサーボ制御の精度が向上する。
【００１４】
なお、ここではｎ台のサーボモータ６１，６２〜６ｎを協調制御するに際して、一般性を考慮してｍ台のコンピュータ２１，２２〜２ｍを並列で作動させるとして説明したが、通常はｎ台のサーボモータを制御する際はｎ台のコンピュータを用いることとし、各サーボモータ６１，６２〜６ｎは１：１で対応するコンピュータ２１，２２〜２ｎによって制御される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。だだしこの実施の形態に記載されている構成部品の種類、数量、形状、その相対配列などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１６】
図１は本発明の実施形態に係る並列コンピュータによるサーボ制御装置のシステム構成図である。以下図１を参照してその構成と作用について説明する。なお、この実施の形態はコンピュータの台数がサーボモータの台数と同数の場合で、１台のコンピュータに着目すると、そのコンピュータは１：１で対応する特定のサーボモータのみを制御する場合である。
【００１７】
サーボ制御装置１は、コンピュータ２１，２２〜２ｎ、該コンピュータ間でのデータ通信を可能とするデータ通信網３、前記コンピュータ２１，２２〜２ｎと機械７に設けられているサーボドライバ５１，５２〜５ｎとのインターフェースをとるサーボインターフェース４１，４２〜４ｎから構成されている。
【００１８】
機械７に設けられているサーボモータ６１，６２〜６ｎには、それらを制御するコンピュータ２１，２２〜２ｎがサーボインターフェース４１，４２〜４ｎおよびサーボドライバ５１，５２〜５ｎを介して１：１で接続されている。
また、サーボモータ６１，６２〜６ｎを協調制御するために必要なコンピュータ２１，２２〜２ｎ間で送受信される同期信号などのデータは、クロスバースイッチなどによって実現されるデータ通信網３によって受け渡しされる。
【００１９】
次にサーボ制御の作用について説明する。サーボモータ６１，６２〜６ｎを制御する際、それぞれのサーボモータと対応するように並列に配設されたコンピュータ２１，２２〜２ｎは、あらかじめプログラムされたデータに従ってサーボドライバ５１，５２〜５ｎおよびサーボインターフェース４１，４２〜４ｎを経由してサーボモータ６１，６２〜６ｎの位置フィードバック信号を受け取る。
【００２０】
各コンピュータ２１，２２〜２ｎは位置フィードバック信号を入力すると、該フィードバック信号に基づき速度指令信号を演算し、サーボインターフェース４１，４２〜４ｎおよびサーボドライバ５１，５２〜５ｎを介してサーボモータ６１，６２〜６ｎに速度指令信号を出力し、制御が実行される。この制御ではｎ台のコンピュータを並列で作動させることにより、サーボモータ１台当たりに割り当てられるコンピュータの処理能力は従来の１台のコンピュータの場合のｎ倍となり、サーボ制御周期は１／ｎに短縮される。
【００２１】
なお、サーボモータ６１，６２〜６ｎを協調させて制御する場合には、各コンピュータ２１，２２〜２ｎなどの間で同期信号などをデータ通信網３を介してやり取りする。
【００２２】
【発明の効果】
以上記載した如く本発明によれば、工作機械などのサーボ制御装置にコンピュータを適用する場合、コンピュータを１台組み込みその処理能力を可能な限り引き出すことに注力しているのが現状であるが、本発明では複数のコンピュータを組み込み並列で作動させることにより処理能力を大幅に向上させ、その結果サーボ制御速度ならびにサーボ制御精度の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る並列コンピュータによるサーボ制御装置のシステム構成図。
【図２】コンピュータによるサーボ制御装置の従来例のシステム構成図。
【符号の説明】
１                  サーボ制御装置、
２１，２２〜２ｎ    コンピュータ、
３                  データ通信網、
４１，４２〜４ｎ    サーボインターフェース、
５１，５２〜５ｎ    サーボドライバ、
６１，６２〜６ｎ    サーボモータ、
７                  機械。
【図１】
0003615866.tif 000002
【図２】
0003615866.tif 000003