(57)【要約】【課題】制御周期を長くすることなく、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えること。【解決手段】上位制御装置（２）によって通信回線を通じて複数のモータ駆動装置（３）が制御されて、モータ駆動装置（３）に接続されたモータ（４）が駆動される多軸制御システム（１）であって、モータ駆動装置（３）が、モータ（４）に取り付けられた位置検出器（５）からモータ（４）の現在位置を含む位置データを取得し、位置データをパケットに格納して通信回線を通じて上位制御装置（２）に送信し、上位制御装置（２）が、モータ駆動装置（３）から受信したパケットから位置データを取り出して、位置データからモータ（４）の現在位置を検出し、モータ（４）の現在位置に基づいて駆動制御を行う構成にした。【選択図】図１
2014064452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位制御装置によって通信回線を通じて複数のモータ駆動装置が制御されて、前記モータ駆動装置に接続されたモータが駆動される多軸制御システムであって、
前記モータ駆動装置は、
前記モータに取り付けられた位置検出器から前記モータの現在位置を含む位置データを取得し、当該位置データをパケットに格納して前記通信回線を通じて前記上位制御装置に送信する送信処理部を備え、
前記上位制御装置は、
前記モータ駆動装置から受信したパケットから前記位置データを取り出して、当該位置データから前記モータの現在位置を検出するデータ処理部と、
前記モータの現在位置に基づいて前記モータに対する駆動制御を行う制御処理部とを備えたことを特徴とする多軸制御システム。
【請求項２】
前記送信処理部は、パケットにおける前記位置データ用の格納領域が、異なる通信方式で規定された位置データのデータ長のうち最大のデータ長に合わせて設計され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。
【請求項３】
前記データ処理部は、異なる通信方式に対応した複数の検出回路を有し、前記位置データの通信方式に応じた検出回路によって前記モータの現在位置を検出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。
【請求項４】
上位制御装置によって通信回線を通じて複数のモータ駆動装置が制御されて、前記モータ駆動装置に接続されたモータが駆動される多軸制御方法であって、
前記モータ駆動装置が、
前記モータに取り付けられた位置検出器から前記モータの現在位置を含む位置データを取得し、当該位置データをパケットに格納して前記通信回線を通じて前記上位制御装置に送信し、
前記上位制御装置が、
前記モータ駆動装置から受信したパケットから前記位置データを取り出して、当該位置データから前記モータの現在位置を検出し、前記モータの現在位置に基づいて前記モータに対する駆動制御を行うことを特徴とする多軸制御方法。
【請求項５】
上位制御装置によって通信回線を通じて複数のモータ駆動装置が制御されて、前記モータ駆動装置に接続されたモータが駆動される多軸制御システムであって、
前記上位制御装置は、前記モータに取り付けられた位置検出器から前記モータ駆動装置を介して前記モータの現在位置を取得するための処理を行う処理回路と、前記モータの現在位置に基づいて前記モータに対する駆動制御を行う制御処理部とを有し、
前記上位制御装置と前記モータ駆動装置との間では、前記処理回路に入出される情報をパケットに格納して前記通信回線を通じて通信されることを特徴とする多軸制御システム。
【請求項６】
前記処理回路は、前記位置検出器から前記モータの現在位置を含む位置データを取得するためのリクエスト信号を生成するデータ生成部であり、
前記上位制御装置は、前記リクエスト信号をパケットに格納して前記通信回線を通じて前記モータ駆動装置に送信する送信処理部を備え、
前記モータ駆動装置は、前記上位制御装置から受信したパケットから前記リクエスト信号を取り出して、当該リクエスト信号を前記位置検出器に送信する受信処理部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の多軸制御システム。
【請求項７】
前記送信処理部は、パケットにおける前記リクエスト信号用の格納領域が、異なる通信方式で規定されたリクエスト信号のデータ長のうち最大のデータ長に合わせて設計されることを特徴とする請求項６に記載の多軸制御システム。
【請求項８】
前記データ生成部は、異なる通信方式に対応した複数のリクエスト生成回路を有し、前記位置検出器の通信方式に応じたリクエスト信号を生成することを特徴とする請求項７に記載の多軸制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップマウンタ等の実装装置で用いられるサーボモータの多軸制御システム及び多軸制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、多軸制御システムとして、マスタ側の上位制御装置において通信回線を通じてスレーブ側の複数のモータを制御するものが知られている。多軸制御システムでは、上位制御装置が各モータの現在位置に基づいて、モータに対する位置指令を生成している。この場合、スレーブ側にはモータ毎にモータ駆動装置が設けられており、各モータ駆動装置には各モータが接続されている。また、各モータには、モータの現在位置を検出するエンコーダが設けられている。エンコーダで検出された現在位置は、位置データとして各モータ駆動装置において各種信号処理が施された後、上位制御装置に通知される。
【０００３】
従来、このような多軸制御システムとして、異なる通信方式のエンコーダに対応したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の多軸制御システムでは、各モータ駆動装置に異なる通信方式毎にデータ処理部が設けられている。各モータ駆動装置は、モータの通信方式に応じてデータ処理部が切り換えられることで、複数の通信方式のエンコーダからの位置データに対応している。また、特許文献１の各モータ駆動装置には、位置データの取得用のリクエスト信号を生成するデータ生成部が通信方式毎に設けられている。各モータ駆動装置は、モータの通信方式に応じてデータ生成部が切り換えられることで、複数の通信方式のエンコーダのリクエスト信号に対応している。また、多軸制御システムとして、上位制御装置と各モータのエンコーダとをマルチドロップ接続したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の多軸制御システムは、上位制御装置において各モータ駆動装置から送信された位置データが順次処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４７６８７号公報
【特許文献２】特開２００８−０９０８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の多軸制御システムでは、各モータ駆動装置に対して、通信方式の種類分だけデータ処理部を設けなければならない。このため、モータ数（軸数）の増加に比例してデータ処理部の数も増加し、回路規模が大きくなると共に消費電力が増加するという問題があった。また、データ生成部も、通信方式の種類分だけ設けなければならないため、モータ数の増加に比例してデータ生成部の数も増加し、回路規模が大きくなると共に消費電力が増加する。このように、スレーブ側のモータ制御装置でモータの制御を行うと、モータの現在位置を取得するための処理を行う処理回路の数が、通信方式の種類分だけ増加し、回路規模が大きくなるという問題があった。また、特許文献２に記載の多軸制御システムでは、スレーブ側の全てのモータ駆動装置から位置データを取得した後に、上位制御装置において各モータの位置データを順次処理している。このため、上位制御装置が位置データを取得するまでに、モータ数分だけ時間がかかるため制御周期を短くすることができなかった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、制御周期を長くすることなく、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることができる多軸制御システム及び多軸制御方法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】
本発明の多軸制御システムは、上位制御装置によって通信回線を通じて複数のモータ駆動装置が制御されて、前記モータ駆動装置に接続されたモータが駆動される多軸制御システムであって、前記モータ駆動装置は、前記モータに取り付けられた位置検出器から前記モータの現在位置を含む位置データを取得し、当該位置データをパケットに格納して前記通信回線を通じて前記上位制御装置に送信する送信処理部を備え、前記上位制御装置は、前記モータ駆動装置から受信したパケットから前記位置データを取り出して、当該位置データから前記モータの現在位置を検出するデータ処理部と、前記モータの現在位置に基づいて前記モータに対する駆動制御を行う制御処理部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の多軸制御方法は、上位制御装置によって通信回線を通じて複数のモータ駆動装置が制御されて、前記モータ駆動装置に接続されたモータが駆動される多軸制御方法であって、前記モータ駆動装置が、前記モータに取り付けられた位置検出器から前記モータの現在位置を含む位置データを取得し、当該位置データをパケットに格納して前記通信回線を通じて前記上位制御装置に送信し、前記上位制御装置が、前記モータ駆動装置から受信したパケットから前記位置データを取り出して、当該位置データから前記モータの現在位置を検出し、前記モータの現在位置に基づいて前記モータに対する駆動制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
これらの構成によれば、スレーブ側のモータ駆動装置でモータの現在位置が検出されるのではなく、マスタ側の上位制御装置においてモータの現在位置が検出される。このため、個々のモータ駆動装置にデータ処理部を設ける必要がなく、モータ数が増加してもデータ処理部の数が増えることがない。よって、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることができる。また、上位制御装置に異なる通信方式に対応したデータ処理部を設けるだけで、異なるメーカの位置検出器を使用することができる。さらに、モータ駆動装置毎に位置データを取り出してモータを駆動制御できるため、モータ数の増加に伴って制御周期が長くなることがない。
【００１０】
また本発明の上記多軸制御システムにおいて、前記送信処理部は、パケットにおける前記位置データ用の格納領域が、異なる通信方式で規定された位置データのデータ長のうち最大のデータ長に合わせて設計される。この構成によれば、データ長の異なる位置データをパケットに格納して上位制御装置に送信できる。よって、モータ駆動装置を通信方式が異なる位置検出器に対応させることができる。
【００１１】
また本発明の上記多軸制御システムにおいて、前記データ処理部は、異なる通信方式に対応した複数の検出回路を有し、前記位置データの通信方式に応じた検出回路によって前記モータの現在位置を検出する。この構成によれば、通信方式の種類分だけ上位制御装置に検出回路を設けることで、回路規模の拡大及び消費電力の増大を最小限に抑えることができる。
【００１２】
また、本発明の多軸制御システムは、上位制御装置によって通信回線を通じて複数のモータ駆動装置が制御されて、前記モータ駆動装置に接続されたモータが駆動される多軸制御システムであって、前記上位制御装置は、前記モータに取り付けられた位置検出器から前記モータ駆動装置を介して前記モータの現在位置を取得するための処理を行う処理回路と、前記モータの現在位置に基づいて前記モータに対する駆動制御を行う制御処理部とを有し、前記上位制御装置と前記モータ駆動装置との間では、前記処理回路に入出される情報をパケットに格納して前記通信回線を通じて通信されることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、スレーブ側のモータ駆動装置ではなく、マスタ側の上位制御装置でモータの現在位置を取得するための処理が実施される。このため、個々のモータ駆動装置に処理回路を設ける必要がなく、モータ数が増加しても処理回路の数が増えることがない。よって、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることができる。また、上位制御装置に異なる通信方式に対応した処理回路を設けるだけで、異なるメーカの位置検出器を使用することができる。
【００１４】
また、本発明の多軸制御システムにおいて、前記処理回路は、前記位置検出器から前記モータの現在位置を含む位置データを取得するためのリクエスト信号を生成するデータ生成部であり、前記上位制御装置は、前記リクエスト信号をパケットに格納して前記通信回線を通じて前記モータ駆動装置に送信する送信処理部を備え、前記モータ駆動装置は、前記上位制御装置から受信したパケットから前記リクエスト信号を取り出して、当該リクエスト信号を前記位置検出器に送信する受信処理部を備えたことを特徴とする。この構成によれば、スレーブ側のモータ駆動装置でリクエスト信号が生成されるのではなく、マスタ側の上位制御装置においてリクエスト信号が生成される。このため、個々のモータ駆動装置にデータ生成部を設ける必要がなく、モータ数が増加してもデータ生成部の数が増えることがない。
【００１５】
また本発明の上記多軸制御システムにおいて、前記送信処理部は、パケットにおける前記リクエスト信号用の格納領域が、異なる通信方式で規定されたリクエスト信号のデータ長のうち最大のデータ長に合わせて設計される。この構成によれば、データ長の異なるリクエスト信号をパケットに格納してモータ駆動装置に送信できる。よって、モータ駆動装置を通信方式が異なる位置検出器に対応させることができる。
【００１６】
また本発明の上記多軸制御システムにおいて、前記データ生成部は、異なる通信方式に対応した複数のリクエスト生成回路を有し、前記位置検出器の通信方式に応じたリクエスト信号を生成する。この構成によれば、通信方式の種類分だけ上位制御装置にリクエスト生成回路を設けることで、回路規模の拡大及び消費電力の増大を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マスタ側の上位制御装置で位置データを処理することで、制御周期を長くすることなく、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係る多軸制御システムのシステム構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る位置データ及びパケットの一例を示す図である。
【図３】第１の比較例に係る多軸制御システムのシステム構成図である。
【図４】第１の比較例に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。
【図５】第１の実施の形態に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。
【図６】第２の実施の形態に係る多軸制御システムのシステム構成図である。
【図７】第２の実施の形態に係るリクエスト信号及びパケットの一例を示す図である。
【図８】第２の比較例に係る多軸制御システムのシステム構成図である。
【図９】第２の比較例に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、第１の実施の形態について詳細に説明する。図１を参照して、多軸制御システムの全体構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る多軸制御システムのシステム構成図である。なお、多軸制御システムは、マスタ側でモータの現在位置の検出処理を実施する構成であればよく、図１の構成に限定されない。なお、以下の説明では、複数のメーカの位置検出器が用いられるものとする。また、各メーカの位置検出器は異なる通信方式が採用されているものとする。
【００２０】
図１に示すように、多軸制御システム１は、マスタ側の上位制御装置２においてスレーブ側の複数のモータ駆動装置３を制御することで、モータ駆動装置３に接続されたモータ４を駆動制御するように構成されている。多軸制御システム１では、上位制御装置２に通信回線を通じて先頭のモータ駆動装置３＃０が接続され、先頭のモータ駆動装置３＃０に後続のモータ駆動装置３＃１−＃ｎが直列に接続されている。また、各モータ駆動装置３には、モータ４が接続されており、各モータ４の出力軸には位置検出器５が取り付けられている。各位置検出器５は、例えばエンコーダであり、シリアル回線を通じて各モータ駆動装置３に接続されている。
【００２１】
上位制御装置２は、各モータ駆動装置３にＰＷＭ信号を出力して、各モータ４の軸数分（モータ数）の電流制御を実施するように構成されている。上位制御装置２には、制御処理部としてのサーボ制御回路１１と、データ処理部としての通信回路１２及び複数の検出回路１３が設けられている。サーボ制御回路１１は、モータ４の現在位置を目標位置に近付けるようにＰＷＭ信号を生成する。通信回路１２は、各モータ駆動装置３と間の各種通信処理を実施する。複数の検出回路１３は、各位置検出器５で検出された位置データから各モータ４の現在位置を検出する。この場合、複数の検出回路１３は、それぞれ異なる通信方式に対応しており、位置検出器５のメーカに応じて選択して使用される。
【００２２】
各モータ駆動装置３は、上位制御装置２から伝送されたＰＷＭ信号に基づいて、モータ４を駆動するように構成されている。各モータ駆動装置３には、アンプ回路１５と、レベル変換回路１６と、送信処理部としての通信回路１７とが設けられている。アンプ回路１５は、ＰＷＭ信号に基づいてモータ４への供給電力を制御する。レベル変換回路１６は、位置検出器５から入力されたモータ４の位置データの信号レベルの変換及び調歩同期を実施する。通信回路１７は、上位制御装置２と間の各種通信処理を実施する。
【００２３】
このように構成された多軸制御システム１では、上位制御装置２のＣＰＵ（不図示）により各モータ４に対する指令値が生成される。サーボ制御回路１１は、ＣＰＵから入力された各指令値に基づいてＰＷＭ信号を生成し、通信回路１２を介して各モータ駆動装置３に向けてＰＷＭ信号を送信する。各モータ駆動装置３では、通信回路１７でＰＷＭ信号が受信され、ＰＷＭ信号がアンプ回路１５へ出力される。アンプ回路１５は、ＰＷＭ信号に基づいてモータ４に対する供給電力を制御する。モータ４は、アンプ回路１５からの供給電力に応じて駆動される。このとき、モータ４の出力軸に設けられた位置検出器５によってモータ４の現在位置が検出される。
【００２４】
位置検出器５は、モータ駆動装置３からのリクエスト信号に応じて、モータ４の現在位置を示す位置データ（図２参照）をレベル変換回路１６へ出力する。レベル変換回路１６は、レベル変換及び調歩同期を実施して位置データを通信回路１７へ出力する。通信回路１７は、位置データをパケット（図２参照）に格納し、通信回線を介して上位制御装置２に向けてパケットを送信する。上位制御装置２では、通信回路１２でパケットから位置データが取り出され、位置データが検出回路１３へ出力される。検出回路１３は、位置データからモータ４の現在位置を検出し、サーボ制御回路１１へ出力する。そして、サーボ制御回路１１は、各モータ４の現在位置に基づいてサーボ制御を実施する。
【００２５】
ここで、図１及び図２を参照して、位置検出器から上位制御装置に向けて送られる位置データについて説明する。図２は、第１の実施の形態に係る位置データ及びパケットの一例を示す図である。なお、図２においては、図示上段が位置データの１フィールド、図示中段が位置データの１フレーム、図示下段が１パケットを示す。
【００２６】
図２に示すように、位置データは、ＣＤフィード、ＡＬＭフィールド、ＤＡＴＡフィールド、ＣＲＣフィールドの４フィールドからなる１フレームで構成されている。各フィールドは、それぞれ、１ビットのスタートビット、８ビットのデータビット、１ビットのストップビットで構成されている。すなわち、位置データは計４０ビット（５バイト）で表わされる。ＣＤフィールドには送信制御用の情報、ＡＬＭフィールドにはアラーム用の情報、ＤＡＴＡフィールドにはモータの位置情報（現在位置）、ＣＲＣフィールドには通信エラーチェック用の情報がそれぞれ含まれている。
【００２７】
この位置データは、パケットに予め確保された位置データ用の格納領域に格納される。第１の実施の形態では、位置データ用の格納領域として、パケットのデータ領域に５バイトが確保されている。パケットの格納領域には、位置データから位置情報だけが取り出されて格納されるのではなく、位置データのフレーム全体が格納される。また、格納領域は、異なる通信方式で規定された位置データのデータ長のうち、最大のデータ長に合わせて設計されている。このため、異なる通信方式で規定された位置データを同様にパケットに格納することができる。
【００２８】
図１に示すように、位置検出器５がモータ駆動装置３からのリクエスト信号を受信すると、位置検出器５からモータ駆動装置３にモータ４の現在位置を含む位置データが送信される。位置データは、位置検出器５のメーカに応じて異なる通信方式で規定されており、メーカ毎にデータ長が異なっている。モータ駆動装置３では、パケットに予め確保された格納領域に位置データが格納される。また、パケットの格納領域は、上記したように最大のデータ長の位置データに合わせてあるので、通信方式に関係なく位置データをパケットに格納して上位制御装置２に送信できる。このように、モータ駆動装置３では、位置データのフレーム全体をパケットに格納して送信するため、位置検出器５のメーカ毎にモータ駆動装置３を変更する必要がない。
【００２９】
上位制御装置２では、パケットから位置データが取り出され、検出回路１３でモータ４の現在位置が検出される。第１の実施の形態では、位置データ全体をパケットに格納して上位制御装置２に送信することで、上位制御装置２側で位置情報の検出処理を実行するように構成されている。この場合、上位制御装置２は、通信方式の種類分だけ検出回路１３を設けることで、全ての通信方式の位置データからモータ４の現在位置を検出できる。よって、各モータ駆動装置３に検出回路１３を設ける構成と比べて、回路規模の拡大及び消費電力を最小限に抑えることができる。
【００３０】
具体的には、各モータ駆動装置３に検出回路１３を設ける場合には、モータ数分だけ検出回路１３を設ける必要があり、さらに全ての通信方式に対応させる場合には、モータ数×通信方式の数分（メーカの数分）の検出回路１３を設けなければならない。一方、上位制御装置２に検出回路１３を設ける場合には、モータ数が増加しても通信方式の数分の検出回路１３を設けるだけで、全ての通信方式に対応させることができる。このように、第１の実施の形態では、マスタ側の上位制御装置に検出回路１３を設けることで、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることが可能となっている。
【００３１】
なお、上位制御装置２において、複数の検出回路１３を使い分ける場合には、パケットのヘッダ内のアドレス情報から位置検出器５のメーカや通信方式を特定してもよいし、位置データのＣＤフィールド内の制御情報からメーカや通信方式を特定してもよい。また、第１の実施の形態に係る多軸制御システム１では、複数のメーカの位置検出器５が用いられる構成について説明したが、この構成に限定されない。多軸制御システム１では、単一メーカの位置検出器５が用いられる構成にも適用可能である。
【００３２】
図３から図５を参照して、第１の比較例と比較しつつ、モータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作について説明する。図３は、第１の比較例に係る多軸制御システムのシステム構成図である。図４は、第１の比較例に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。図５は、第１の実施の形態に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。先ず、第１の比較例について説明する。なお、以下の説明では、モータ駆動装置からリクエスト信号が送信される場合について説明する。
【００３３】
図３に示すように、第１の比較例に係る多軸制御システム２１は、第１の実施の形態に係る多軸制御システム１と、検出回路３３が各モータ駆動装置２３に設けられている点で相違する。したがって、第１の比較例に係る多軸制御システム２１の各部の詳細な説明は省略する。第１の比較例に係る多軸制御システム２１では、位置検出器２５からモータ駆動装置２３に位置データが送信され、モータ駆動装置２３の検出回路３３でモータ２４の現在位置が検出される。検出回路３３で検出されたモータ２４の現在位置は、パケットに格納されて上位制御装置２２に送信され、上位制御装置２２のサーボ制御回路３１においてサーボ制御に用いられる。
【００３４】
この比較例に係る多軸制御システム２１は、各モータ駆動装置２３に検出回路３３を設けなければならないため、システム全体として回路規模が拡大すると共に消費電力が増大する。特に、この多軸制御システム２１で全ての通信方式に対応させる場合には、各モータ駆動装置２３に通信方式の数（メーカの数）だけ検出回路３３を設ける必要があり、回路規模がさらに拡大すると共に、消費電力がさらに増大する。
【００３５】
図４に示すように、第１の比較例に係る多軸制御システム２１では、各モータ駆動装置２３からリクエスト信号が各位置検出器２５に送信されると、応答信号として各位置検出器２５から各モータ駆動装置２３に位置データが送信される。各モータ駆動装置２３は、位置データを受信し終わると、内部処理として位置データに対するレベル変換処理やモータ２４の位置情報の検出処理を実施する。この場合、各モータ駆動装置２３には、位置検出器２５の通信方式に対応した検出回路３３が設けられており、各検出回路３３では通信方式に合わせた位置情報の検出処理が実施される。
【００３６】
各モータ駆動装置２３にて位置情報の検出処理が完了すると、各モータ駆動装置２３は、モータ２４の位置情報をパケットに格納して上位制御装置２２に送信する。第１の比較例では、上位制御装置２２に直接接続されたモータ駆動装置２３＃０から順番にパケットが送信される。このとき、各モータ駆動装置２３間で送信タイミングが調整されて、上位制御装置２２に対してパケットが送信される。また各モータ駆動装置２３では、通信方式に応じて位置情報の検出処理の処理時間が異なる可能性があり、この処理時間の時間差を考慮して送信タイミングが調整される。
【００３７】
上位制御装置２２は、各モータ駆動装置２３からパケットを受信し、受信し終わったパケットから内部処理としてサーボ制御処理を順番に実施する。ここでは、パケットの受信処理とサーボ制御処理とが並行して実施される。例えば、モータ駆動装置２３＃０からのパケットを受信し終わると、パケットからモータ２４＃０の現在位置を取り出してサーボ制御処理を実施する。上位制御装置２２は、このモータ２４＃０のサーボ制御処理の間に、モータ駆動装置２３＃１から後続のパケットを受信する。
【００３８】
このように、第１の比較例に係る多軸制御システム２１は、パケットの受信処理とサーボ制御処理を並行して実施することによって制御周期を短くしている。しかしながら、各モータ駆動装置２３に検出回路３３が設けられることで、モータ２４数の増加に伴い回路規模が拡大すると共に消費電力が増大する。また、制御構成が煩雑になるという不具合がある。
【００３９】
一方、図５に示すように、第１の実施の形態に係る多軸制御システム１では、各モータ駆動装置３からリクエスト信号が各位置検出器５に送信されると、応答信号として各位置検出器５から各モータ駆動装置３に位置データが送信される。各モータ駆動装置３は、位置データを受信し終わると、位置データ全体をパケットの所定の格納領域に格納して上位制御装置２に送信する。第１の実施の形態では、上位制御装置２に直接接続されたモータ駆動装置３＃０から順番にパケットが送信される。
【００４０】
このとき、各モータ駆動装置３間で送信タイミングが調整されるが、各モータ駆動装置３では内部処理としてレベル変換処理等が行われるだけで、各モータ駆動装置３間で内部処理の処理時間に大きな時間差が生じない。よって、第１の比較例に係る多軸制御システム２１と比較してパケットの送信タイミングの調整が容易である。
【００４１】
上位制御装置２は、各モータ駆動装置３からパケットを受信し、受信し終わったパケットから内部処理として位置情報の検出処理及びサーボ制御処理を順番に実施する。ここでは、パケットの受信処理と位置情報の検出処理及びサーボ制御処理とが並行して実施される。例えば、モータ駆動装置３＃０からのパケットを受信し終わると、パケットからモータ４＃０の位置データを取り出して検出回路１３にて位置情報の検出処理を実施する。そして、上位制御装置２は、モータ４＃０の位置情報に基づいてサーボ制御処理を実施する。上位制御装置２は、このモータ４＃０の位置情報の検出処理及びサーボ制御処理の間に、モータ駆動装置３＃１から後続のパケットを受信する。
【００４２】
この場合、上位制御装置２には、位置検出器５の通信方式に対応した数種類の検出回路１３が設けられており、位置検出器５の通信方式に応じて検出回路１３が使い分けられている。このように、第１の実施の形態に係る多軸制御システム１は、上位制御装置２に検出回路１３が設けられることで、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大や消費電力の増大を抑えている。また、制御構成が煩雑になることもない。さらに、上位制御装置２には、通信方式の数だけの検出回路１３を設ければ全ての通信方式に対応させることができる。また、第１の実施の形態に係る多軸制御システム１は、パケットの受信処理とサーボ制御処理を並行して実施することによって制御周期を短くでき、第１の比較例に係る多軸制御システム２１と比較して制御周期が長くなることがない。
【００４３】
以上のように、第１の実施の形態に係る多軸制御システム１によれば、スレーブ側のモータ駆動装置３でモータ４の現在位置が検出されるのではなく、マスタ側の上位制御装置２においてモータ４の現在位置が検出される。このため、個々のモータ駆動装置３に検出回路１３を設ける必要がなく、モータ数が増加しても検出回路１３の数が増えることがない。よって、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることができる。また、上位制御装置２に異なる通信方式に対応した検出回路１３を設けるだけで、異なるメーカの位置検出器５を使用することができる。さらに、モータ駆動装置３毎に位置データを取り出してモータ４を駆動制御できるため、モータ数の増加に伴って制御周期が長くなることがない。
【００４４】
次に、第２の実施の形態について詳細に説明する。図６を参照して、第２の実施の形態に係る多軸制御システムの全体構成について説明する。図６は、第２の実施の形態に係る多軸制御システムのシステム構成図である。また、以下の説明では、第１の実施の形態と同様に、複数のメーカの位置検出器が用いられ、各メーカの位置検出器は異なる通信方式が採用されているものとする。また、第１の実施の形態では、上位制御装置に処理回路として検出回路のみが設けられる構成としたが、第２の実施の形態では、上位制御装置に処理回路として検出回路とさらにリクエスト生成回路が設けられる構成とした。このように、第２の実施の形態は、検出回路及びリクエスト生成回路によって、モータの現在位置を取得するための処理が実施される点で、第１の実施の形態と相違する。なお、第２の実施の形態において、位置データの処理については第１の実施の形態と同一であるため、説明を一部省略する。
【００４５】
図６に示すように、多軸制御システム１０１は、マスタ側の上位制御装置１０２においてスレーブ側の複数のモータ駆動装置１０３を制御することで、モータ駆動装置１０３に接続されたモータ１０４を駆動制御するように構成されている。多軸制御システム１０１では、上位制御装置１０２に通信回線を通じて先頭のモータ駆動装置１０３＃０が接続され、先頭のモータ駆動装置１０３＃０に後続のモータ駆動装置１０３＃１−＃ｎが直列に接続されている。また、各モータ駆動装置１０３には、モータ１０４が接続されており、各モータ１０４の出力軸には位置検出器１０５が取り付けられている。各位置検出器１０５は、例えばエンコーダであり、シリアル回線を通じて各モータ駆動装置１０３に接続されている。
【００４６】
上位制御装置１０２は、各モータ駆動装置１０３にＰＷＭ信号を出力して、各モータ１０４の軸数分（モータ数）の電流制御を実施するように構成されている。上位制御装置１０２には、サーボ制御回路１１１と、送信処理部としての通信回路１１２と、データ処理部としての複数の検出回路１１３とが設けられている。また、サーボ制御回路１１１と通信回路１１２との間には、送信要求回路１１８及びデータ生成部としての複数のリクエスト生成回路１１９が設けられている。サーボ制御回路１１１は、モータ１０４の現在位置を目標位置に近付けるようにＰＷＭ信号を生成する。通信回路１１２は、各モータ駆動装置１０３との間の各種通信処理を実施する。
【００４７】
複数の検出回路１１３は、各位置検出器１０５で検出された位置データから各モータ１０４の現在位置を検出する。この場合、複数の検出回路１１３は、それぞれ異なる通信方式に対応しており、位置検出器１０５のメーカに応じて選択して使用される。送信要求回路１１８は、リクエスト生成回路１１９に対してリクエスト信号の生成指示情報を送信する。複数のリクエスト生成回路１１９は、リクエスト信号の生成指示情報に基づいて各位置検出器１０５の通信方式に対応したフレーム構成でリクエスト信号を生成する。なお、複数の検出回路１１３及び複数のリクエスト生成回路１１９は、モータ駆動装置１０３を介して位置検出器１０５からモータ１０４の現在位置を取得するための処理を行う処理回路となっている。
【００４８】
各モータ駆動装置１０３は、上位制御装置１０２から伝送されたＰＷＭ信号に基づいて、モータ１０４を駆動するように構成されている。各モータ駆動装置１０３には、アンプ回路１１５と、レベル変換回路１１６と、受信処理部としての通信回路１１７とが設けられている。アンプ回路１１５は、ＰＷＭ信号に基づいてモータ１０４への供給電力を制御する。レベル変換回路１１６は、上位制御装置１０２から入力されたリクエスト信号のレベル変換及び調歩同期と、位置検出器１０５から入力されたモータ１０４の位置データの信号レベルの変換及び調歩同期とを実施する。通信回路１１７は、上位制御装置１０２と間の各種通信処理を実施する。
【００４９】
このように構成された多軸制御システム１０１では、上位制御装置１０２のＣＰＵ（不図示）により各モータ１０４に対する指令値が生成される。サーボ制御回路１１１は、ＣＰＵから入力された各指令値に基づいてＰＷＭ信号を生成し、通信回路１１２を介して各モータ駆動装置１０３に向けてＰＷＭ信号を送信する。各モータ駆動装置１０３では、通信回路１１７でＰＷＭ信号が受信され、ＰＷＭ信号がアンプ回路１１５へ出力される。アンプ回路１１５は、ＰＷＭ信号に基づいてモータ１０４に対する供給電力を制御する。モータ１０４は、アンプ回路１１５からの供給電力に応じて駆動される。
【００５０】
また、送信要求回路１１８からリクエスト生成回路１１９に対してリクエスト信号の生成指示情報が送信される。複数のリクエスト生成回路１１９は、リクエスト信号の生成指示情報を受信すると、各位置検出器１０５の通信方式に対応したフレーム構成でリクエスト信号（図７参照）を生成し、リクエスト信号を通信回路１１２へ送信する。通信回路１１２は、リクエスト生成回路１１９から受信したリクエスト信号をパケット（図７参照）に格納し、通信回線を介してモータ駆動装置１０３に向けてパケットを送信する。
【００５１】
モータ駆動装置１０３では、通信回路１１７でパケットからリクエスト信号が取り出され、リクエスト信号がレベル変換回路１１６へ出力される。レベル変換回路１１６は、レベル変換及び調歩同期を実施してリクエスト信号を位置検出器１０５へ送信する。そして、モータ１０４の出力軸に設けられた位置検出器１０５によってモータ１０４の現在位置が検出される。位置検出器１０５は、レベル変換回路１１６からのリクエスト信号に応じて、モータ１０４の現在位置を示す位置データ（図２参照）をレベル変換回路１１６へ出力する。レベル変換回路１１６は、レベル変換及び調歩同期を実施して位置データを通信回路１１７へ出力する。
【００５２】
通信回路１１７は、位置データをパケット（図２参照）に格納し、通信回線を介して上位制御装置１０２に向けてパケットを送信する。上位制御装置１０２では、通信回路１１２でパケットから位置データが取り出され、位置データが検出回路１１３へ出力される。検出回路１１３は、位置データからモータ１０４の現在位置を検出し、サーボ制御回路１１１へ出力する。そして、サーボ制御回路１１１は、各モータ１０４の現在位置に基づいて再びサーボ制御を実施する。
【００５３】
ここで、図６及び図７を参照して、上位制御装置からモータ駆動装置に向けて送られるリクエスト信号について説明する。図７は、第２の実施の形態に係るリクエスト信号及びパケットの一例を示す図である。なお、図７においては、図示上段がリクエスト信号の１フレーム、図示下段が１パケットを示す。
【００５４】
図７に示すように、リクエスト信号は、１ビットのスタートビット、シンクコード、コマンドコード、ＣＲＣコード、１ビットのストップビットで構成されている。リクエスト信号は、例えば２６ビットで表される。シンクコードには同期用の情報、コマンドコードには送信制御用の情報、ＣＲＣコードには通信エラーチェック用の情報がそれぞれ含まれている。
【００５５】
このリクエスト信号は、パケットに予め確保されたリクエスト信号用の格納領域に格納される。第２の実施の形態では、リクエスト信号用の格納領域として、パケットのデータ領域に例えば５バイトが確保されている。パケットの格納領域には、リクエスト信号から一部の情報だけが取り出されて格納されるのではなく、リクエスト信号のフレーム全体が格納される。また、格納領域は、異なる通信方式で規定されたリクエスト信号のデータ長のうち、最大のデータ長に合わせて設計されている。このため、異なる通信方式で規定されたリクエスト信号を同様にパケットに格納することができる。
【００５６】
図６に示すように、リクエスト生成回路１１９が送信要求回路１１８からリクエスト信号の生成指示情報を受信すると、リクエスト信号が通信回路１１２に送信される。リクエスト信号は、位置検出器５のメーカに応じて異なる通信方式で規定されており、メーカ毎にデータ長が異なっている。上位制御装置１０２では、パケットに予め確保された格納領域にリクエスト信号が格納される。また、パケットの格納領域は、上記したように最大のデータ長のリクエスト信号に合わせてあるので、通信方式に関係なくリクエスト信号をパケットに格納してモータ駆動装置１０３に送信できる。このように、上位制御装置１０２では、リクエスト信号のフレーム全体をパケットに格納して送信するため、位置検出器１０５のメーカ毎にモータ駆動装置１０３を変更する必要がない。
【００５７】
第２の実施の形態では、リクエスト信号全体をパケットに格納してモータ駆動装置１０３に送信し、通信回路１１７によって位置検出器１０５の通信方式に対応したリクエスト信号が取り出される。各リクエスト信号は、レベル変換回路１１６を介して位置検出器１０５に送信される。この場合、上位制御装置２は、通信方式の種類分だけリクエスト生成回路１１９を設けることで、全ての通信方式のリクエスト信号を各モータ駆動装置１０３に送信することができる。よって、各モータ駆動装置１０３にリクエスト生成回路１１９を設ける構成と比べて、回路規模の拡大及び消費電力を最小限に抑えることができる。
【００５８】
具体的には、各モータ駆動装置１０３にリクエスト生成回路１１９を設ける場合には、モータ数分だけリクエスト生成回路１１９を設ける必要があり、さらに全ての通信方式に対応させる場合には、モータ数×通信方式の数分（メーカの数分）のリクエスト生成回路１１９を設けなければならない。一方、上位制御装置１０２にリクエスト生成回路１１９を設ける場合には、モータ数が増加しても通信方式の数分のリクエスト生成回路１１９を設けるだけで、全ての通信方式に対応させることができる。このように、第２の実施の形態では、マスタ側の上位制御装置にリクエスト生成回路１１９を設けることで、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることが可能となっている。
【００５９】
なお、上位制御装置１０２において、複数のリクエスト生成回路１１９を使い分ける場合には、パケットのヘッダ内のアドレス情報から位置検出器１０５のメーカや通信方式を特定してもよいし、リクエスト信号のコマンドコード内の制御情報からメーカや通信方式を特定してもよい。また、第２の実施の形態の多軸制御システム１０１では、複数のメーカの位置検出器１０５が用いられる構成について説明したが、この構成に限定されない。多軸制御システム１０１では、単一メーカの位置検出器１０５が用いられる構成にも適用可能である。
【００６０】
図８から図１０を参照して、第２の比較例と比較しつつ、モータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作について説明する。図８は、第２の比較例に係る多軸制御システムのシステム構成図である。図９は、第２の比較例に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。図１０は、第２の実施の形態に係るモータ駆動装置及び上位制御装置の処理動作の説明図である。先ず、比較例について説明する。
【００６１】
図８に示すように、第２の比較例に係る多軸制御システム１２１は、第２の実施の形態に係る多軸制御システム１０１と、検出回路１３３及びリクエスト生成回路１３９が各モータ駆動装置１２３に設けられている点で相違する。したがって、第２の比較例に係る多軸制御システム１２１の各部の詳細な説明は省略する。第２の比較例に係る多軸制御システム１２１では、上位制御装置１２２の送信要求回路１３８からモータ駆動装置１２３に対してリクエスト信号の生成指示情報が送信される。
【００６２】
リクエスト信号の生成指示情報は、モータ駆動装置１２３の通信回路１３７を介してリクエスト生成回路１３９に送信される。複数のリクエスト生成回路１３９は、リクエスト信号の生成指示情報を受信すると、各位置検出器１２５の通信方式に対応したフレーム構成でリクエスト信号を生成する。リクエスト信号は、レベル変換回路１３６を介して位置検出器１２５へ送信される。位置検出器１２５は、レベル変換回路１３６からのリクエスト信号に応じて、モータ駆動装置１２３に位置データを出力する。モータ駆動装置１２３の検出回路１３３では、モータ１２４の現在位置が検出される。検出回路１３３で検出されたモータ１２４の現在位置は、パケットに格納されて上位制御装置１２２に送信され、上位制御装置１２２のサーボ制御回路１３１においてサーボ制御に用いられる。
【００６３】
この比較例に係る多軸制御システム１２１は、各モータ駆動装置１２３にリクエスト生成回路１３９及び検出回路１３３を設けなければならないため、システム全体として回路規模が拡大すると共に消費電力が増大する。特に、この多軸制御システム１２１で全ての通信方式に対応させる場合には、各モータ駆動装置１２３に通信方式の数（メーカの数）だけリクエスト生成回路１３９及び検出回路１３３を設ける必要があり、回路規模がさらに拡大すると共に、消費電力がさらに増大する。
【００６４】
図９に示すように、第２の比較例に係る多軸制御システム１２１では、上位制御装置１２２の送信要求回路１３８からリクエスト信号の生成指示情報が通信回路１３２に送信されると、通信回路１３２によってパケット送信処理が実施される。パケット送信処理が実施されると、通信回路１３２からモータ駆動装置１３２に対してパケットが送信される。モータ駆動装置１２３では、通信回路１３７によってパケットの受信処理が実施され、続けてリクエスト信号の生成指示情報の分離処理が実施される。
【００６５】
リクエスト信号の生成指示情報が通信回路１３７からリクエスト生成回路１３９に送られると、リクエスト生成回路１３９によってリクエスト信号が生成される。この場合、モータ駆動装置１２３には、位置検出器１２５の通信方式に対応したリクエスト生成回路１３９が設けられており、各リクエスト生成回路１３９では通信方式に合わせたリクエスト信号が生成される。リクエスト信号は位置検出器１２５に送信され、応答信号として位置検出器１２５からモータ駆動装置１２３に位置データが送信される。その後、上記した比較例１と同様な流れで位置検出処理が実施される（図４参照）。
【００６６】
このように、第２の比較例に係る多軸制御システム１２１では、各モータ駆動装置１２３にリクエスト生成回路１３９及び検出回路１３３が設けられることで、モータ１２４数の増加に伴い回路規模が拡大すると共に消費電力が増大する。また、制御構成が煩雑になるという不具合がある。
【００６７】
一方、図１０に示すように、第２の実施の形態に係る多軸制御システム１０１では、上位制御装置１０２の送信要求回路１１８からリクエスト信号の生成指示情報がリクエスト生成回路１１９に送信されると、リクエスト生成回路１１９によってリクエスト信号が生成される。この場合、上位制御装置１０２には、位置検出器１０５の通信方式に対応したリクエスト生成回路１１９が設けられており、各リクエスト生成回路１１９では、通信方式に合わせたリクエスト信号が生成される。
【００６８】
リクエスト信号は通信回路１１２に送信され、通信回路１１２は、パケットの送信処理としてリクエスト信号をパケットに格納する。リクエスト信号がパケットに格納されると、通信回路１１２からモータ駆動装置１０３に対してパケットが送信される。モータ駆動装置１０３では、通信回路１１７によってパケットの受信処理が実施され、続けてリクエスト信号の分離処理が実施される。リクエスト信号は、通信回路１１７から位置検出器１０５に送信され、応答信号として位置検出器１０５からモータ駆動装置１０３に位置データが送信される。その後、上記した第１の実施の形態と同様な流れで位置検出処理が実施される（図５参照）。
【００６９】
このように、第２の実施の形態に係る多軸制御システム１０１は、上位制御装置１０２にリクエスト生成回路１１９及び検出回路１１３が設けられることで、モータ１０４の数の増加に伴う回路規模の拡大や消費電力の増大を抑えている。また、制御構成が煩雑になることもない。さらに、上位制御装置１０２には、通信方式の数だけのリクエスト生成回路１１９及び検出回路１１３を設ければ全ての通信方式に対応させることができる。
【００７０】
以上のように、第２の実施の形態に係る多軸制御システム１０１によれば、スレーブ側のモータ駆動装置１０３でリクエスト信号が生成されるのではなく、マスタ側の上位制御装置１０２においてリクエスト信号が生成される。このため、個々のモータ駆動装置１０３にリクエスト生成回路１１９を設ける必要がなく、モータ数が増加してもリクエスト生成回路１１９の数が増えることがない。よって、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることができる。また、上位制御装置１０２に異なる通信方式に対応したリクエスト生成回路１１９を設けるだけで、異なるメーカの位置検出器１０５を使用することができる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００７２】
例えば、上記した実施の形態においては、上位制御装置に通信方式毎に検出回路を設ける構成としたが、この構成に限定されない。上位制御装置が全ての通信方式に対応可能であれば、上位制御装置はどのように構成されてもよい。例えば、上位制御装置が、異なる通信方式に対応した単一の検出回路を有する構成であってもよい。
【００７３】
また、上記した実施の形態においては、上位制御装置に通信方式毎にリクエスト生成回路を設ける構成としたが、この構成に限定されない。上位制御装置が全ての通信方式に対応可能であれば、上位制御装置はどのように構成されてもよい。例えば、上位制御装置が、異なる通信方式に対応した単一のリクエスト生成回路を有する構成であってもよい。
【００７４】
また、上記した実施の形態においては、パケットに位置データ用の格納領域を予め確保する構成としたが、この構成に限定されない。上位制御装置からの指示に応じてパケットに位置データ用の格納領域を確保する構成としてもよい。また、上記した実施の形態では、パケットのデータ領域に位置データ用の格納領域が確保されたが、ヘッダに位置データ用の格納領域が確保されてもよい。
【００７５】
また、上記した実施の形態においては、パケットにリクエスト信号用の格納領域を予め確保する構成としたが、この構成に限定されない。上位制御装置からの指示に応じてパケットにリクエスト信号用の格納領域を確保する構成としてもよい。また、上記した実施の形態では、パケットのデータ領域にリクエスト信号用の格納領域が確保されたが、ヘッダにリクエスト信号用の格納領域が確保されてもよい。
【００７６】
また、上記した実施の形態においては、位置検出器としてエンコーダを例示したが、この構成に限定されない。位置検出器は、モータの現在位置を検出可能であれば、どのような構成でもよい。
【００７７】
また、上記した実施の形態においては、複数のリクエスト生成回路及び複数の検出回路を処理回路としたが、この構成に限定されない。処理回路は、モータ駆動装置を介して位置検出器からモータの現在位置を取得するための処理を行う構成であれば、他の処理を行う構成でもよい。
【００７８】
また、上記した実施の形態においては、処理回路に入出される情報をリクエスト信号及び位置データとしたが、この構成に限定されない。処理回路に入出される情報は、パケットに格納され通信回線を通じて通信される情報であればよい。
【００７９】
さらに、上記した実施の形態においては、上位制御装置は不図示のＲＡＭ（Random  Access  Memory）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記憶媒体を有している。この記憶媒体には、不図示の入出力装置や、装置全体を制御する最上位制御装置から、使用モータの種類やその通信方式のデータが送られる。そして、このデータに基づいて上位制御装置が通信方式に対応したフレーム構成でリクエスト信号を生成することも容易に考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明は、制御周期を長くすることなく、モータ数の増加に伴う回路規模の拡大及び消費電力の増大を抑えることができるという効果を有し、特に、チップマウンタ等の実装装置で用いられるサーボモータの多軸制御システム及び多軸制御方法に有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１、１０１  多軸制御システム
２、１０２  上位制御装置
３、１０３  モータ駆動装置
４、１０４  モータ
５、１０５  位置検出器
１１、１１１  サーボ制御回路（制御処理部）
１２  通信回路（データ処理部）
１３、１１３  検出回路（データ処理部）
１５、１１５  アンプ回路
１６、１１６  レベル変換回路
１７  通信回路（送信処理部）
１１２  通信回路（送信処理部）
１１７  通信回路（受信処理部）
１１８  送信要求回路
１１９  リクエスト生成回路（データ生成部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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