(57)【要約】【課題】サーボ制御装置やモータやエンコーダを準備せずに、ホストシステムであるコントローラ自体の試験やコントローラのソフトウェアの検証試験を容易にかつコストをかけずに行える疑似位置信号発生装置を提供する。【解決手段】上位装置からのアナログ電圧指令を変換するＡ／Ｄ変換器２と、Ａ／Ｄ変換器２の出力とレジスタ４のデータを入力し加算する加算器３と、加算器３の出力をクロック信号で保持するレジスタ４と、Ａ／Ｄ変換器２の最上位ビット信号と加算器３のオーバーフロー信号とに基づいてパルスを出力する論理回路５３と、論理回路５３の出力を入力しカウント信号を出力するカウンタ６１〜６５とを備え、カウンタ６１〜６５の出力に基づいて疑似位置信号を生成し上位装置に出力する。【選択図】図１
2006318322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置からのアナログ電圧指令を変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力とレジスタのデータを入力し加算する加算器と、
前記加算器の出力をクロック信号で保持する前記レジスタと、
前記Ａ／Ｄ変換器の最上位ビット信号と前記加算器のオーバーフロー信号とに基づいて、カウントアップ用パルスとカウントダウン用パルスとを振り分けて出力する論理回路と、
前記論理回路の出力を入力しカウント信号を出力するカウンタとを備える疑似位置信号発生装置であり、
前記カウンタの出力に基づいて疑似位置信号を生成し上位装置に出力するものであることを特徴とする疑似位置信号発生装置。
【請求項２】
前記疑似位置信号は、論理回路で生成するものであり、エンコーダのＡ相信号とＢ相信号とＣ相信号と、機械系の原点信号とに相当するものであることを特徴とする請求項１記載の疑似位置信号発生装置。
【請求項３】
前記論理回路が、前記カウンタの下位２ビット分の排他論理をとりこれを前記Ａ相信号として出力し、
前記カウンタの下位２ビット目のみを前記Ｂ相信号として出力し、
前記カウンタの下位数ビットの積をとりこれを前記Ｃ相信号として出力し、
前記カウンタの上位数ビットの積をとりこれを前記原点信号として出力するものであることを特徴とする請求項２記載の疑似位置信号発生装置。
【請求項４】
前記上位装置が、前記Ｃ相信号と前記原点信号を用いて機械系の原点復帰動作をすることができることを特徴とする請求項１または２記載の疑似位置信号発生装置。
【請求項５】
前記カウンタは、複数個のカスケード接続した構成とすることを特徴とする請求項１記載の疑似位置信号発生装置。
【請求項６】
前記カウンタの出力に基づいて、疑似位置を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１記載の疑似位置信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットやＮＣ工作機械のような機械装置におけるコントローラの試験やソフトウェアの検証試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にサーボモータを駆動するサーボドライブシステムは、サーボモータと位置検出器であるエンコーダとサーボ制御装置とコントローラ等の上位制御装置で構成される。
このようなサーボモータの駆動による駆動源であるサーボ制御装置を各軸毎に備えた多関節ロボットやＮＣ工作機械のような機械装置におけるサーボモータの制御方式として、パルス列制御方式とサーボ制御方式を混在させた従来技術がある。（例えば、特許文献１参照）これを第１の従来例とする。（図示しない）
【０００３】
第１の従来例は、補間演算、座標変換により目標位置をリアルタイムに生成可能なホストシステムからの目標位置に応答して、モータ駆動による駆動源を備えた機械装置におけるモータをパルス列制御するものであり、偏差演算部を含み、目標位置に応じて周波数指令値を出力するための制御演算部と、周波数指令値に応じてパルスを発生しモータの駆動ドライバに与えるためのパルス発生器とパルス発生器で発生されたパルスをカウントするためのパルスカウンタとを有するパルス発生部とを有し、パルスカウンタのカウント値を擬似現在位置として偏差演算部にフイ一ドバックする疑似サーボループを形成して偏差演算部により目標位置とカウント値との偏差を演算し、演算結果を周波数指令値としてパルス発生器に与えるように構成される。
【０００４】
すなわち、サーボ制御方式のサーボ制御系のサーボループに対応するパルス列制御の擬似サーボループを制御演算部とパルス発生部とで構成することにより、パルス列制御方式のモータを駆動することが可能となる。このことにより、同一システムでサーボ制御方式のモータとパルス列制御方式のモータとをホストシステムからは、同様に扱うことができ、多軸制御において、高速高精度の任意の補間制御が可能となる。また、小容量にて比較的安価なパルスモータをサーボモータと置き換えて制御することもできる。
【特許文献１】特開２０００−１７５４７３号公報（第３−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の従来例では、ホストシステムであるコントローラ自体の試験やコントローラのソフトウェアの検証試験を行う場合、駆動源であるサーボ制御装置やモータやエンコーダを準備し、実際のモータやモータに取り付く機械の動作を見ながら行わなければならない問題がある。この問題は、第１の従来例だけではなく、先に述べた一般的なサーボシステムにおける問題点である。
このコントローラ自体の試験やコントローラのソフトウェアの検証試験は、サーボシステムを立ち上げる場合に必要な事項であり、先のようにこの事項を実際のモータやモータに取り付く機械の動作を見ながら行うと、ロボットやＮＣ工作機械のような機械装置を破損させる恐れがあるという問題点がある。
また、当然ではあるが、駆動源であるサーボ制御装置やモータやエンコーダ等を準備しなければならず、コントローラの試験にすぐに取り掛かれなかったり、試験場所が固定されたり、準備に要する時間やコストがかかる等の問題もある。
【０００６】
また、第１の従来例では、パルス発生部において、パルス発生器で発生されたパルスをパルスカウンタにてカウントしたカウント値を擬似現在位置として制御演算部に出力している。すなわち、パルス発生部から制御演算部への疑似サーボループを形成している。しかし、擬似現在位置をフィードバックして疑似サーボループを形成することは、あくまでもモータを駆動する上で、ホストシステムからの位置指令に対して追従性を高めるために用いている手段であり、本発明が解決しようとしている問題点の解決手段ではなく、依然として先に記述した問題が残る。
【０００７】
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、サーボ制御装置やモータやエンコーダを準備せずに、ホストシステムであるコントローラ自体の試験やコントローラのソフトウェアの検証試験を容易にかつコストをかけずに行える疑似位置信号発生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】
【０００８】
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、上位装置からのアナログ電圧指令を変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力とレジスタのデータを入力し加算する加算器と、前記加算器の出力をクロック信号で保持する前記レジスタと、前記Ａ／Ｄ変換器の最上位ビット信号と前記加算器のオーバーフロー信号とに基づいて、カウントアップ用パルスとカウントダウン用パルスとを振り分けて出力する論理回路と、前記論理回路の出力を入力しカウント信号を出力するカウンタとを備える疑似位置信号発生装置であり、前記カウンタの出力に基づいて疑似位置信号を生成し上位装置に出力するものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記疑似位置信号は、論理回路で生成するものであり、エンコーダのＡ相信号とＢ相信号とＣ相信号と、機械系の原点信号とに相当するものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明における前記論理回路が、前記カウンタの下位２ビット分の排他論理をとりこれを前記Ａ相信号として出力し、前記カウンタの下位２ビット目のみを前記Ｂ相信号として出力し、前記カウンタの下位数ビットの積をとりこれを前記Ｃ相信号として出力し、前記カウンタの上位数ビットの積をとりこれを前記原点信号として出力するものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明における前記上位装置が、前記Ｃ相信号と前記原点信号を用いて機械系の原点復帰動作をすることができるものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記カウンタは、複数個のカスケード接続した構成とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記カウンタの出力に基づいて、疑似位置を表示する表示手段を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によると、簡単の電子回路構成により疑似位置信号を発生することができるので、サーボ制御装置やモータやエンコーダや機械系を準備せずに、ホストシステムであるコントローラ自体の試験やコントローラのソフトウェアの検証試験を容易にかつコストをかけずに、また、場所も取らずに行うことができる。
請求項２乃至４に記載の発明によると、機械系を準備することなく、容易に原点復帰動作の検証をすることができる。
請求項５に記載の発明によると、簡単な構成でカウント値桁数を増やすことができ、コントローラのより幅広い検証をすることができる。
請求項６に記載の発明によると、疑似位置情報を表示手段で視認できると共に、コントローラの検証を確実に実施でき、信頼性の高い検証をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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】
【００１１】
図１は、本発明の第１実施例の疑似位置信号発生装置を示す概略構成図である。図において、１は疑似位置信号発生装置、２はＡ／Ｄ変換器、３は加算器、４はレジスタ、５１，５２，５３はロジックＩＣ、６１〜６５はカウンタ、７１〜７５は７セグメントＬＥＤ、８１〜８５は７セグメントドライバである。
【００１２】
本発明が特許文献１と異なる部分は、Ａ／Ｄ変換器とカウンタとロジックＩＣの電子回路により、ホストシステムであるコントローラからのアナログ信号から生成する疑似位置信号をコントローラにフィードバック点である。
【００１３】
次に、疑似位置信号発生装置１の動作を説明する。ここで、疑似位置信号発生装置１のホストシステムとして、ロボットやＮＣ工作機械のような機械装置におけるコントローラ（図示しない）が存在する。
コントローラ自体の試験やコントローラのソフトウェアの検証試験において、コントローラ内のＤ／Ａ変換器から位置指令に相当するアナログ信号が出力される。アナログ信号は疑似位置信号発生装置１内のＡ／Ｄ変換器２に入力されディジタルデータに変換される。
【００１４】
加算器３は、変換されたディジタルデータをレジスタ４の格納データと加算し、加算結果がデータ格納先であるレジスタ４にクロック（図示しない）からのクロックＣＰで格納される。ここで、加算におけるオーバーフローは、Ａ／Ｄ変換器２の出力データが多い場合、それに比例して多くなる。Ａ／Ｄ変換器２の出力データが正の場合は、キャリー（加算時に発生する桁上げ）していき、Ａ／Ｄ変換器２の出力データが負の場合、すなわちＭＳＢ（Ａ／Ｄ変換器２の最上位ビット）がＨｉｇｈの場合は、オーバーフローが無い時がボロー（減算時の借り）となる。これは、計数型微分解析機の半加算機として公知の物である。
【００１５】
ロジックＩＣ５３は、前述のキャリーあるいはボローの状態とＭＳＢとクロックＣＰを入力し、その結果から得られる論理出力であるアップパルスあるいはダウンパルスを、カウンタ６１のカウントアップクロック入力あるいはカウントダウンクロック入力に入力する。
【００１６】
カウンタ６１は、例えば１０進カウンタであり、入力されたアップパルスあるいはダウンパルスに応じてそのフリップフロップ出力にパルス出力すると共に、そのフリップフロップ出力に７セグメントドライバ８１の入力端子を接続し、７セグメントドライバ８１の出力端子は保護抵抗を介して７セグメントＬＥＤ７１に接続することで、カウンタ６１でのカウント値を７セグメントＬＥＤ７１に表示させる。
【００１７】
また、カウンタ６１のそのキャリーあるいはボロー出力を、他のカウンタ６２のカウントアップクロック入力あるいはカウントダウンクロック入力に入力することにより、カウンタ６２は、カウンタ６１の１桁上のカウント値をカウントすることになる。このように、図示したカウンタ６１〜６５をカスケード接続することにより、１００〜１０４までの数値をカウントすることができ、また、各カウンタ６１〜６５に接続した７セグメントドライバ８１〜８５、保護抵抗、７セグメントＬＥＤ７１〜７５により、各桁のカウント値を表示することができる。
【００１８】
最下位桁のカウンタ６１の下位２ビット分を用い、これをロジックＩＣ５１で排他論理を取り、その出力をＡ相出力としてコントローラ（図示しない）に出力する。また、下位２ビット目のみをＢ相出力として、同様にコントローラ（図示しない）に出力する。また、モータ１回転につき１回出力されるエンコーダのＣ相は、下位３桁のカウンタ６１，６２，６３の各出力をロジックＩＣ５２で積を取ることにより得られ、同様にコントローラ（図示しない）に出力する。
【００１９】
出力されたＡ相、Ｂ相は、エンコーダの２相パルスである現在位置を疑似するパルス信号であり、エンコーダフィードバックに相当するものとなる。コントローラでは、位置指令との比較により、エンコーダフィードバックが所望の位置に近づくにつれ、コントローラ内のＤ／Ａ変換器から位置指令に相当するアナログ信号減少させる。
【００２０】
最上位桁のカウンタ６５でのカウント値が、予め設定された任意の一定値となった場合、減速点ＬＳ信号をコントローラ（図示しない）に出力する。図において、予め設定された任意の一定値は、ロジックＩＣ５４で設定しており“７”の場合を示している。前述までの一連の動作により、コントローラ内のＤ／Ａ変換器から位置指令に相当するアナログ信号に基づいて、カウンタ６１〜６５がカウントアップしていきカウント値の総計が“７００００”となった場合、コントローラは減速点ＬＳ信号により減速停止し原点復帰モードに入る。
【００２１】
原点復帰モードの場合、コントローラは低速の一定速で同一方向への速度指令を出力すると共に、疑似位置信号発生装置１からのＣ相信号を監視する。カウント値の総計が“８００００”となった後の最初のＣ相信号を受けた位置を原点位置として指令出力を停止する。すなわち、原点復帰完了となる。前述のようにカウント値は、エンコーダフィードバックであるＡ相、Ｂ相としてコントローラへ出力しているので、疑似位置であるカウント値の総計もコントローラで把握できる。
【００２２】
このように、実際にサーボ制御装置やモータやエンコーダやモータに締結される機械を準備しなくても、電子回路で機械の動作をシミュレーション的にコントローラの動作検証試験ができる。
なお、実施例１のような疑似位置信号発生装置１をサーボ制御装置に備えても、モータやエンコーダやモータに締結される機械を準備することなく、コントローラの動作検証試験ができることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例の疑似位置信号発生装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  疑似位置信号発生装置
２  Ａ／Ｄ変換器
３  加算器
４  レジスタ
５１，５２，５３、５４  ロジックＩＣ
６１，６２，６３，６４，６５  カウンタ
７１，７２，７３，７４，７５  ７セグメントＬＥＤ
８１，８２，８３，８４，８５  ７セグメントドライバ
【図１】
2006318322.tif 000003