(57)【要約】【課題】サーボアンプおよび制御部間の配線によるコスト増大を防止することができるサーボモータ制御システムを提供する。【解決手段】本発明のサーボモータ制御システム１は、駆動により動力を発生するサーボモータ２２と、該サーボモータ２２を駆動するサーボアンプ２３と、該サーボアンプ２３に指令を与えてサーボモータ２２を制御する制御部３と、該サーボモータ２２により動作する軸ユニット２１と、これらを支持する枠体４とを含んでなるサーボモータ制御システム１であって、サーボアンプ２３および制御部３とを枠体４を介して電気的に接続し、制御部３とサーボアンプ２３の通信を行うようにしたことを特徴とする。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動により動力を発生するサーボモータと、該サーボモータを駆動するサーボアンプと、該サーボアンプに指令を与えてサーボモータを制御する制御部と、該サーボモータにより動作する作動部と、これらを支持する枠体とを含んでなるサーボモータ制御システムであって、
前記サーボアンプおよび前記制御部とを前記枠体を介して電気的に接続し、前記制御部と前記サーボアンプの通信を行うようにしたことを特徴とするサーバモータ制御システム。
【請求項２】
前記サーボアンプおよび前記制御部は、それぞれ、接地線が前記枠体に接続されており、該接地線および前記枠体を介して通信可能である請求項１に記載のサーボモータ制御システム。
【請求項３】
前記サーボモータと前記サーボアンプとは一体に形成されている請求項１または請求項２に記載のサーボモータ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御部によりサーボアンプを介してサーボモータを制御するサーボモータ制御システムに関し、特にサーボアンプおよび制御部間の配線を省略することができるサーボモータ制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生産ライン等に使用されるロボットや加工装置は、様々な動作や加工を行うために回転や摺動運動を可能とするべくサーボモータが組み込まれており、このサーボモータが外部のサーボアンプによって駆動される構成になっている。サーボアンプは、外部の制御部からの指令によりサーボモータを駆動する。このようにロボットや加工装置は、サーボアンプを介して制御部によって制御されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、上記のサーボモータ、サーボアンプ、制御部からなるサーボモータ制御システムでは、サーボアンプと制御部とが別体に構成され、この間がケーブルにより接続されているため、該ケーブルの敷設等がシステムの設置または再配置の際にコスト増大の要因となっている。たとえば、サーボモータ制御システムを構築する際には、断線等を防止するためにケーブルをまとめて配管に通したり、床下に埋設したりする必要があり、また、レイアウトを変更する際には、配管等からケーブルを引き出してまとめ直し、配線のやり直しのために各装置を停止したりする必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−６０７０号公報（段落「００１５」、「００２７」）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、サーボアンプおよび制御部間の配線によるコスト増大を防止することができるサーボモータ制御システムの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーボモータ制御システムは、駆動により動力を発生するサーボモータと、該サーボモータを駆動するサーボアンプと、該サーボアンプに指令を与えてサーボモータを制御する制御部と、該サーボモータにより動作する作動部と、これらを支持する枠体とを含んでなるサーボモータ制御システムであって、前記サーボアンプおよび前記制御部とを前記枠体を介して電気的に接続し、前記制御部と前記サーボアンプの通信を行うようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明のサーボモータ制御システムでは、枠体が制御部およびサーボアンプを電気的に接続しケーブルの役割を果たすので、該ケーブルを省略することができ、ケーブル敷設のための工事が必要なくなり、結果として、工事コストを削減することができる。また、制御部およびサーボアンプ間はシステム全体に設けられる枠体を通じて通信できるので、制御部およびサーボアンプが枠体に接触できる範囲内でレイアウトの変更を自由かつ容易に行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１は、本発明のサーボモータ制御システムを示す図である。
【００１０】
図１に示すように、サーボモータ制御システム１は、駆動部２と、制御部３と、枠体４とを含んで構成されている。
【００１１】
駆動部２は、軸ユニット２１と、サーボモータ２２と、サーボアンプ２３と、復号ユニット２４とを含んで構成されている。
【００１２】
軸ユニット（作動部）２１は、例えばロボットのアーム部分であり、サーボモータ２２の駆動（動作）により加工に必要な動作を実現する。サーボモータ２２は、駆動により動力を発生し、この動力を軸ユニット２１に伝達する。
【００１３】
サーボアンプ２３は、サーボモータ２２と一体に形成されており、制御部３からの指示に従ってサーボモータ２２を駆動する。同時に、サーボアンプ２３は、駆動によるサーボモータ２２の位置を検出し、検出した位置の信号を制御部３に返す。なお、サーボアンプ２３からは、電源線２５が延びており、この電源線２５により必要な三相動力電力を得ている。
【００１４】
復号ユニット２４は、接地線２６を介して枠体４に接続されており、該枠体４および接地線２６を通じて得た信号を復号し、復号した信号をサーボアンプ２３に渡す。また、サーボアンプ２３が検出したサーボモータ２２の位置の信号を符号化し、枠体４から制御部３に送信する。
【００１５】
制御部３は、運転指示コントローラ３１と、符合ユニット３２とを含んで構成されている。
【００１６】
運転指示コントローラ３１は、駆動部２の動作を制御および管理するために、指令信号を作成する。符合ユニット３２は、接地線３３を介して枠体４に接続されており、運転指示コントローラ３１が作成した指令信号を符号化して、接地線３３および枠体４を通して送信する。また、駆動部２からのサーボモータ２２の位置の信号を復号化して、運転指示コントローラ３１に渡す。この信号に基づいて運転指示コントローラ３１が駆動部２の状況を把握し、管理することができる。
【００１７】
枠体４は、サーボモータ制御システム１の全体に亘って、例えば、生産ラインを構成するフレームとして設けられており、制御部３からの信号の伝達が可能な物質、たとえば金属により形成されている。駆動部２から延びる接地線２６および制御部３から延びる接地線３３がそれぞれ枠体４に接続されることによって、枠体４は、これらを電気的に接続し通信を可能ならしめることができる。枠体４は、信号伝達の役割のほかにも、駆動部２や制御部３の支持等の役割も果たす。
【００１８】
上記のように、本発明のサーボモータ制御システム１では、サーボモータ制御システム１を構成するために従来から必要な枠体４に駆動部２および制御部３の接地線２６、３３をそれぞれ接地することによって電気的な接続関係を確立し、指令信号を接地線２５、枠体４および接地線３３を介して送受信することによって、サーボアンプ２３および制御部３間の通信を可能としている。図１中では、１つの制御部３で１つの駆動部２を制御している様子を説明したが、実際に生産ライン等で用いられる場合には、１つの制御部３で複数の駆動部２を制御することが好ましい。
【００１９】
図２は、１つの制御部で複数の駆動部を制御する様子を示すブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、本発明のサーボモータ制御システム１では、１つの制御部３によって、第１〜第ｎ駆動部２を制御することができる。第１〜第ｎ駆動部２は、電源線２５にそれぞれ接続されており、三相動力電源を得ている。
【００２１】
制御部３と各駆動部２との間の通信は、図１を参照して説明した通り、枠体４を介して行うことができる。枠体４には、制御部３から駆動部２に送信される指令信号や、駆動部２から制御部３に送信されるサーボモータ２２の位置信号が通される。
【００２２】
ここで、同一の枠体４を通じて制御する駆動部２が複数あるので、たとえば、第１駆動部２を制御しようとして指令信号を送信したのに、第２〜第ｎ駆動部２が駆動してしまうといった混信の問題が生じないように、駆動部２の復号ユニット２４と制御部３の符合ユニット３２との復号化および符号化が利用される。
【００２３】
次に混信を防止する符号化および復号化の仕組みについて説明する。
【００２４】
図３は、符合ユニットの構成を示す図である。
【００２５】
符合ユニット３２は、駆動部番号コード生成器５１と、混合器５２と、拡散符合生成器５３と、ＳＳ変調器５４とを有して構成されている。
【００２６】
コードの生成のために、駆動部番号コード生成器５１は、運転指示コントローラ３１からの指令信号に基づいて、制御の対象となる駆動部を特定し、該駆動部に対応する駆動部番号コードを生成する。ここで、駆動部番号コードとは、第１〜第ｎ駆動部２のそれぞれに予め与えられている固有の駆動部番号を示すコードである。
【００２７】
混合器５２は、運転指示コントローラ３１から入力された指令信号に、駆動部番号コード生成器５１により生成された駆動部番号コードを付加して、ＳＳ変調器５４に出力する。したがって、混合器５２では、駆動部２に対する動作の指示と、制御対象となる駆動部２を識別するための駆動部番号コードとが掛け合わされた信号が出力される。
【００２８】
拡散符合生成器５３は、スペクトル拡散（ＳＳ）通信のための拡散符合（符合系列）を生成する。ＳＳ変調器５４は、混合器５２からの信号に、拡散符合生成器５３からの拡散符合を掛け合わせる。
【００２９】
以上のように、符合ユニット３２では、まず、混合器５２によって、制御対象となる駆動部２の情報を付加し、さらにＳＳ変調器５４によって、スペクトル拡散による通信を実現している。したがって、駆動部２の情報を付加することによって、枠体４に複数の指令信号が流れている場合でも、間違った駆動部２が動作することを防止できる。また、スペクトル拡散方式を採用することによって、周波数帯域幅を広げて送信することができるので、複数の指令信号や位置信号が流れている場合でも、それらの信号が干渉することを防止でき、ノイズに強くなり、信頼性を向上することができる。
【００３０】
なお、復号ユニット２４では、枠体４を介して受信した信号に符合ユニット３２で使用された拡散符合を掛け合わせ（逆拡散）、データを復元する。復号ユニット２４は、自己が組み込まれている駆動部２の駆動部番号コードを予め記憶しており、復元したデータに自己の駆動部番号コードが付加されているのを確認すると、該信号をサーボアンプ２３に渡す。自己の駆動部番号コードと異なる場合には、駆動しないので、復元したデータは破棄する。
【００３１】
復号ユニット２４が自己のサーボモータ２２の位置信号を制御部３にフィードバックする際は、上記符合ユニット３２と同様に、フィードバックする相手である制御部３の番号コードを付加し、スペクトル拡散方式を用いて枠体４に送信する。生産ラインでは複数の制御部３が設けられている場合もあるので、制御部３にもそれぞれ予め固有の番号を付しておき、これを送信する信号に付加することによって、混信を防止することができる。
【００３２】
次に、指令信号のデータ構造の例について説明する。
【００３３】
図４は、指令信号のデータ構造の一例を示す図である。
【００３４】
制御部３から送信する指令信号には、例えば、図４に示すように、駆動部２の号機番号、軸情報、駆動部２の動作内容を示す指令データが含まれる。軸情報には、駆動するマニピュレータに付されている番号、該マニピュレータを駆動するサーボモータの軸番号、その他データ種別の情報が含まれる。
【００３５】
駆動部２から送信されるサーボモータ２２の位置信号のデータ構造も、図４に示す指令信号の指令データが、サーボモータ２２の現在位置の情報に置き換えられている以外略同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
以上説明してきたように、本発明のサーボモータ制御システム１では、サーボモータ２２およびサーボアンプ２３が一体に形成され、さらに駆動部２と制御部３との間の通信を接地線２６、枠体４および接地線３３を介して行うことができるので、必要な配線が、駆動部２へ電力を供給する電源線２５だけである。
【００３７】
このような本発明のサーボモータ制御システム１の奏する効果は次の通りである。
【００３８】
枠体４が制御部３および駆動部２間を電気的に接続するケーブルの役割を果たすので、該ケーブルを省略することができ、ケーブル敷設のための工事が必要なくなり、結果として、工事コストを削減することができる。また、制御部３および駆動部２間はシステム全体に設けられる枠体４を通じて通信できるので、制御部３の符合ユニット３２および駆動部２の復号ユニット２４が枠体４に接触できる範囲内でレイアウトの変更を自由かつ容易に行うことができる。
【００３９】
詳細には、例えば、サーボモータ制御システム１において、駆動部２の数を増減したり、駆動部２の位置を変更したりする場合でも、システム１の全体に亘って設けられている枠体４を通信線として用いているので、変更に係る駆動部２を接地線２６により枠体４に接続または切断するだけでよいので、配線のやり直し等が必要なく、設備の改造費用を削減することができる。
【００４０】
また、駆動部２または制御部３が故障した場合でも配線を変更することなく、故障した部品のみを交換するだけで容易に復旧することができる。
【００４１】
さらに、駆動部２においては、サーボモータ２２とサーボアンプ２３とが一体に形成されているので、サーボモータ２２およびサーボアンプ２３間に配線を設ける必要がなく、システムの構築および再構築の際にも配線に関する工事が必要ない。したがって、これによっても工事コストを低減することができる。
【００４２】
さらに、本発明のサーボモータ制御システム１では、制御部３に符合ユニット３２を、駆動部２に復号ユニット２４を設け、これらを介して信号の送受信を行っているので、複数の駆動部２を１つの制御部３で制御することができる。ここで、符合ユニット３２では、制御する駆動部２を示す駆動部番号コードを付加して送信しているので、異なる駆動部２を駆動することを防止し、混信を防止できる。さらに、スペクトル拡散方式を採用しているので、ノイズに強く、信号の信頼性を向上することができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、サーボモータ２２およびサーボアンプ２３が一体である場合について説明したが、別体であっても良い。この場合でも、サーボアンプ２３および制御部３間の配線は、枠体４を使用することにより省略することができるので、システムの構築および再配置等を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーボモータ制御システムを示す図である。
【図２】１つの制御部で複数の駆動部を制御する様子を示すブロック図である。
【図３】符合ユニットの構成を示す図である。
【図４】指令信号のデータ構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…サーボモータ制御システム、
２…駆動部、
３…制御部、
４…枠体、
２１…軸ユニット、
２２…サーボモータ、
２３…サーボアンプ、
２４…復号ユニット、
２５…電源線、
２６…接地線、
３１…運転指示コントローラ、
３２…符合ユニット、
３３…接地線、
５１…駆動部番号コード生成器、
５２…混合器、
５３…拡散符合生成器、
５４…変調器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004157943.tif 000006