(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械等の複数の軸を制御するサーボ制御システムであって、
複数の軸をそれぞれ制御する複数のサーボ制御部と、
前記複数のサーボ制御部にそれぞれ設けられた、周期的な動作を高精度に制御する複数の学習制御部と、
前記複数の学習制御部の少なくとも一部が生成する補正データを記憶する共通の学習メモリと、
前記学習メモリの記憶領域の少なくとも一部を、前記補正データを生成した学習制御部が制御する軸のために割り当てるメモリ割り当て部と、
前記メモリ割り当て部に、各軸の前記複数の学習制御部が必要とするメモリ量を通知するメモリ量通知部と、
を有し、
前記メモリ量を通知する前記メモリ量通知部は、
上位制御装置からの情報に基づいてメモリ量を通知し、
メモリ量が変更されたことに基づいて、学習制御を実行しながら、並行して必要なメモリ領域の確保を行うようにダイナミックにメモリ割り当てを変更する、
ことを特徴とするサーボ制御システム。
【請求項２】
共通の前記学習メモリの容量、及び前記メモリ量を通知するメモリ量通知部から得た各軸の必要メモリ量から、各軸に割り当て可能なメモリ量を計算するメモリ量計算部をさらに備え、
前記メモリ量通知部は、前記メモリ量計算部が計算した前記メモリ量を学習メモリの使用を必要とする各軸の学習制御部に通知する、請求項１に記載のサーボ制御システム。
【請求項３】
前記複数の学習制御部は、可変サンプリング部を有し、
前記可変サンプリング部は、複数の学習制御部が必要とするメモリ量、及び前記学習メモリにおいて使用可能なメモリ量に基づいて、学習制御を実行する際に記憶する補正データ量を調整する、請求項１または２に記載のサーボ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ制御システムに関し、特に、学習メモリの割り当てを最適化する機能を有する学習制御装置を備えたサーボ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボ制御装置あるいは制御システムそのものが、制御方法とその実行結果の関係を記憶し、それに基づいて制御方法を改善する学習制御が知られている（例えば、特許文献１）。学習制御を実行するためには、学習で使用するメモリを確保しておく必要がある。特許文献１に記載の学習制御器には１周期分の補正データを記憶する、所謂、学習メモリを持つことが開示されている。
【０００３】
制御対象となる軸が１つの場合はサーボ制御装置及び学習メモリは１つあれば十分である。しかしながら、制御対象となる軸が複数ある場合には、複数のサーボ制御装置のそれぞれに学習メモリを設けることが考えられる。しかしながら、複数軸を制御するサーボ制御装置において、各軸のサーボ制御用ＤＳＰに、それぞれ専用メモリを割り当てておくと、その分コストが増加するという問題がある。
【０００４】
図１は、複数の軸を制御する従来のサーボ制御装置の構成例を示す。複数の軸を制御するためにサーボ制御部（１１１，１１２，１１３，・・・）はｎ個設けられており、各サーボ制御部に学習制御部（１２１，１２２，１２３，・・・）及び学習メモリ（１３１，１３２，１３３，・・・）が設けられている。各学習メモリは最大の学習時間に対応する容量ｘを有するものとする。
【０００５】
ここで、複数の軸の一部は、学習制御が実行されない軸（標準軸）である場合も想定される。この場合は、例えば、学習メモリ１３２及び１３３は学習のために使用されず、全ての記憶領域が空き領域となり、その割り当て分のメモリが無駄になるという問題がある。
【０００６】
さらに、学習に必要なメモリの容量は学習の内容によっても変わってくる。しかしながら、学習メモリは最大の学習時間に対応した記憶領域を確保しておく必要がある。そのため、例えば、学習メモリ１３１のように学習軸Ａ用に全ての記憶領域が使用されるような場合だけでなく、学習メモリ１３４のように一部のみが学習軸Ｂ用に使用され、残りの領域が空き領域となる場合も考えられる。このように、複数の軸を制御する複数のサーボ制御部のそれぞれに学習メモリを設けると、空き領域が生じ、学習メモリを有効に利用できないという問題があった。さらに複数のサーボ制御部のそれぞれに設けた学習メモリ以上の記憶領域を必要とする、時間が長い学習は不可能であるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０４３９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、各軸毎に学習メモリを持つ場合に比べて、全体の学習メモリ容量を減らすことができ、１つの軸当たりの学習メモリの割り当てを増やすことによって長時間の学習が可能となる学習制御装置を備えたサーボ制御システム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】
【０００９】
本発明の一実施例に係るサーボ制御システムは、工作機械等の複数の軸を制御するサーボ制御システムであって、複数の軸をそれぞれ制御する複数のサーボ制御部と、複数のサーボ制御部にそれぞれ設けられた、周期的な動作を高精度に制御する複数の学習制御部と、複数の学習制御部の少なくとも一部が生成する補正データを記憶する共通の学習メモリと、学習メモリの記憶領域の少なくとも一部を、補正データを生成した学習制御部が制御する軸のために割り当てるメモリ割り当て部と、メモリ割り当て部に、各軸の複数の学習制御部が必要とするメモリ量を通知するメモリ量通知部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施例に係るサーボ制御システムによれば、各軸毎に学習メモリを持つ場合に比べて、全体の学習メモリ容量を減らすことができ、１つの軸当たりの学習メモリの割り当てを増やすことによって長時間の学習が可能となる学習制御装置を備えたサーボ制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のサーボ制御システムの構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係るサーボ制御システムの構成図である。
【図３】本発明の実施例２に係るサーボ制御システムの構成図である。
【図４】本発明の実施例３に係るサーボ制御システムの構成図である。
【図５】本発明の実施例４に係るサーボ制御システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係るサーボ制御システムについて説明する。
【００１３】
［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係るサーボ制御システムについて説明する。図２に、本発明の実施例１に係るサーボ制御システムの構成図を示す。本発明の実施例１に係るサーボ制御システム１０１は、工作機械等の複数の軸を制御するサーボ制御システムであって、複数の軸をそれぞれ制御する複数のサーボ制御部（１１，１２，１３，・・・）と、複数のサーボ制御部にそれぞれ設けられた、周期的な動作を高精度に制御する複数の学習制御部（２１，２２，２３，・・・）と、複数の学習制御部の少なくとも一部が生成する補正データを記憶する共通の学習メモリ３と、学習メモリの記憶領域の少なくとも一部を、補正データを生成した学習制御部が制御する軸のために割り当てるメモリ割り当て部４と、メモリ割り当て部に、各軸の複数の学習制御部が必要とするメモリ量を通知するメモリ量通知部５と、を有することを特徴とする。
【００１４】
複数（例えば、ｎ個）のサーボ制御部（１１，１２，１３，・・・）は、それぞれの軸を制御する。例えば、サーボ制御部１１が学習軸Ａを制御し、サーボ制御部１４は学習軸Ｂを制御する。また、サーボ制御部１２及び１３が制御する軸は学習制御を行わない標準軸である場合を例にとって説明する。
【００１５】
サーボ制御部１１においては、学習制御部２１が学習軸Ａに関して、学習制御を行い、サーボ制御部１４においては、学習制御部２４が学習軸Ｂに関して、学習制御を行うものとする。一方、サーボ制御部１２及び１３の学習制御部２２及び２３は学習制御を実行しない。そうすると、学習制御部２１及び２４が学習制御において補正データを生成し、記憶する必要がある。本発明では学習制御を実行する個々の学習制御部が記憶部を有するのではなく、複数の学習制御部が共通に使用する学習メモリ３に補正データを記憶する。
【００１６】
メモリ割り当て部４は、学習メモリ３の記憶領域の少なくとも一部を、補正データを生成した学習制御部２１及び２４が制御する学習軸Ａ及びＢのために割り当てる。ここで、学習メモリ３の一部の記憶領域３Ａが学習軸Ａ用に割り当てられ、記憶領域３Ｂが学習軸Ｂ用に割り当てられる。
【００１７】
また、従来の学習メモリに必要な容量をｘとした場合、本発明の学習メモリ３の容量は容量ｘのｎ個分（ｘ×ｎ）以下とすることができる。これは、学習制御を行う全ての軸が最大の学習時間に相当する容量を必ずしも必要とせず、かつ、複数の軸の一部が学習を行わない標準軸である場合もあるためである。さらに、学習メモリ３の一部に使用していない空き領域３Ｃが生じた場合には、学習軸Ａ用の記憶領域を従来の容量ｘ以上とすることもできる。
【００１８】
メモリ割り当て部４が上記のような学習メモリ３内の記憶領域の割り当てを行うために、メモリ量通知部５は、メモリ割り当て部４に、学習制御を行う軸（学習軸）の構成（例えば、学習軸Ａ及びＢ）や学習周期に基づいて、学習制御を実行する学習制御部２１及び２４が必要とするメモリ量を通知する。
【００１９】
メモリ割り当て部４は、メモリ量通知部５からの通知に従って学習メモリ３の最適な割り当てを実行し、使用可能なメモリ量をメモリ量通知部５へ通知する。学習制御部２１及び２４は、それぞれ学習メモリ３に割り当てられた記憶領域３Ａ及び３Ｂを用いて学習軸Ａ及びＢの学習制御を実行する。
【００２０】
また、学習メモリ３の容量が不足するような事態が生じた場合であっても、拡張メモリ９を学習メモリ３に付加することで容易に対処することができる。
【００２１】
以上説明したように、本発明では、「どの軸で学習制御を行うか」、「その学習軸はどの程度のメモリを必要としているか（学習周期は、いくらか）」という情報を取得し、共有化したメモリ領域から、学習が必要な軸に必要な分だけメモリをフレキシブルに分配している。このように、本発明によれば、メモリ分配を考え、無駄なメモリ分配を避けることにより、メモリの削減を実現することができる。
【００２２】
［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係るサーボ制御システムについて説明する。図３に、本発明の実施例２に係るサーボ制御システムの構成図を示す。本発明の実施例２に係るサーボ制御システム１０２が、実施例１に係るサーボ制御システム１０１と異なっている点は、共通の学習メモリ３の容量、及びメモリ量を通知するメモリ量通知部５から得た各軸の必要メモリ量から、各軸に割り当て可能なメモリ量を計算するメモリ量計算部６をさらに備え、メモリ量通知部５は、メモリ量計算部６が計算したメモリ量を学習メモリ３の使用を必要とする各軸の学習制御部に通知する点である。実施例２に係るサーボ制御システム１０２のその他の構成は、実施例１に係るサーボ制御システム１０１における構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
メモリ量計算部６は、例えば図３に示すようにメモリ割り当て部４に設けることができる。ただし、このような例には限られず、メモリ割り当て部４の外部に設けてもよい。
【００２４】
メモリ量計算部６は、複数の軸を駆動する複数のサーボ制御部（１１，１２，１３，・・・）に設けられた複数の学習制御部（２１，２２，２３，・・・）において共通に使用する学習メモリ３の容量に関する情報を学習メモリ３から取得する。または、メモリを管理する外部のシステム等から取得してもよい。
【００２５】
メモリ量通知部５は、複数の学習制御部（２１，２２，２３，・・・）において学習制御を実行するために必要なメモリ量を算出し、メモリ量計算部６に通知する。例えば、学習軸Ａ及びＢにおいて学習制御が行われ、他の軸は学習制御を実行しない標準軸であったとする。この場合、メモリ量通知部５は、学習軸Ａ及びＢにおいて学習制御を実行した場合に算出される補正データを格納するのに必要な各軸のメモリ量をメモリ量計算部６に通知する。
【００２６】
メモリ量計算部６は、メモリ量通知部５から得た各軸の必要メモリ量から、各軸に割り当て可能なメモリ量を計算する。例えば、学習軸Ａ及びＢにおける学習制御に必要なメモリ量の合計が学習メモリ３の容量以下の場合には、必要とされるメモリが全て学習メモリ３に割り当てられる。例えば、学習メモリ３の記憶領域３Ａに学習軸Ａ用の補正データを格納し、学習メモリ３の記憶領域３Ｂに学習軸Ｂ用の補正データを格納することができる。ここで、学習メモリ３に空き領域３Ｃが生じるような場合には、学習軸Ａ用の記憶領域３Ａを個々のサーボ制御部に従来設けられていたメモリの容量ｘ以上のメモリを割り当てることができる。
【００２７】
さらに、学習メモリ３の容量が不足するような事態が生じた場合であっても、拡張メモリ９を学習メモリ３に付加することで容易に対処することができる点は実施例１の場合と同様である。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施例２に係るサーボ制御システムによれば、メモリ量計算部をさらに設けているので、複数の学習制御部で必要となるメモリを学習メモリに適正に割り当てることができる。また、メモリ量計算部６の通知により、学習制御部は残りのメモリ量を適切に把握することができる。
【００２９】
［実施例３］
次に、本発明の実施例３に係るサーボ制御システムについて説明する。図４に、本発明の実施例３に係るサーボ制御システムの構成図を示す。本発明の実施例３に係るサーボ制御システム１０３が、実施例１に係るサーボ制御システム１０１と異なっている点は、複数の学習制御部（２１，２２，２３，・・・）は、可変サンプリング部（７１，７２，７２，・・・）を有し、可変サンプリング部は、複数の学習制御部が必要とするメモリ量、及び学習メモリ３において使用可能なメモリ量に基づいて、学習制御を実行する際に記憶する補正データ量を調整する点である。実施例３に係るサーボ制御システム１０３のその他の構成は、実施例１に係るサーボ制御システム１０１における構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
図４に示すように学習軸Ａ、Ｂ及びＤにおいて学習制御を実行する場合について説明する。学習軸Ａ、Ｂ及びＤについて、それぞれ学習制御を実行する学習制御部２１、２４、２５は、メモリ量通知部５に必要なメモリ量を通知し、メモリ割り当て部４は共通の学習メモリ３に必要な記憶領域３Ａ，３Ｂ、３Ｄを割り当てる。
【００３１】
ここで、学習軸Ａ及びＢの学習制御のために必要な記憶領域３Ａ及び３Ｂの合計の容量は学習メモリ３の全体の容量以下であったところ、学習軸Ｄの学習制御に必要な記憶領域３Ｄをこれらに加えると学習メモリ３の全体の容量を超えるものと仮定する。具体的には、学習軸Ｄの学習制御に必要な記憶領域３Ｄを３Ｄ1と３Ｄ2に分けた場合、記憶領域３Ａ、３Ｂ及び３Ｄ1の合計が学習メモリ３の記憶容量と一致し、記憶領域３Ｄ2だけが学習メモリ３の記憶容量を超えるものとする。
【００３２】
メモリ割り当て部４は、学習軸Ａ、Ｂ及びＤにおいて必要なメモリ量（３Ａ＋３Ｂ＋３Ｄ）に対して、使用可能なメモリ量は必要なメモリ量に満たない量（３Ａ＋３Ｂ＋３Ｄ1）であることをメモリ量通知部５に通知する。例えば、学習制御に使用するメモリ量を所定の割合α（＝（３Ａ＋３Ｂ＋３Ｄ1）／（３Ａ＋３Ｂ＋３Ｄ））で削減すべきことを通知する。
【００３３】
メモリ量通知部５は、学習軸Ａ、Ｂ及びＤの学習制御をそれぞれ行う学制御部部２１、２４、２５に、学習メモリ３で使用可能なメモリ量は当初必要とされたメモリ量に満たない量であること、あるいは当初必要とされたメモリ量を所定の割合αで削減すべきことを通知する。学習制御部２１、２４、２５は、それぞれ、内蔵する可変サンプリング部７１、７４、７５においてサンプリング周期を変更し、必要となる補正データ量を削減する。
【００３４】
メモリ量通知部５は、学習制御部２１、２４、２５で必要となる削減後のメモリ量をメモリ割り当て部４に通知する。メモリ割り当て部４は、サンプリング周波数変更後の削減されたメモリ量を新たに学習軸Ａ、Ｂ、Ｄ用の記憶領域３Ａ´、３Ｂ´、３Ｄ´として学習メモリ３の容量を超えないように割り当てる。
【００３５】
サンプリング周波数を変更する方法として、上記のように複数の学習軸に関して一定の割合で補正データを削減するようにサンプリング周波数を変更する方法には限られない。例えば、複数の学習軸におけるサンプリング周波数を個別に変更してもよいし、特定の学習軸のみについてサンプリング周波数を変更するようにしてもよい。
【００３６】
なお、サンプリング周波数を変更しても、学習メモリ３の容量が不足するような事態が生じた場合であっても、拡張メモリ９を学習メモリ３に付加することで容易に対処することができる点は実施例１の場合と同様である。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施例３に係るサーボ制御システムによれば、複数の軸の学習制御に必要とされるメモリ量が、共通に使用する学習メモリの容量を超えるような場合であっても、サンプリング周波数を変更することによって学習制御を少ない容量の学習メモリを用いて実行することができる。
【００３８】
［実施例４］
次に、本発明の実施例４に係るサーボ制御システムについて説明する。図５に、本発明の実施例４に係るサーボ制御システムの構成図を示す。本発明の実施例４に係るサーボ制御システム１０４が、実施例１に係るサーボ制御システム１０１と異なっている点は、メモリ量を通知するメモリ量通知部５は、上位制御装置８からの情報に基づいてメモリ量を通知し、メモリ量が変更されたことに基づいて、ダイナミックにメモリ割り当てを変更する点である。実施例４に係るサーボ制御システム１０４のその他の構成は、実施例１に係るサーボ制御システム１０１における構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００３９】
実施例４に係るサーボ制御システム１０４においては、複数のサーボ制御部（１１，１２，１３，・・・）にバス配線２０を介して上位制御装置８が設けられている。上位制御装置８は、複数のサーボ制御部を制御するための指令を通知する。その指令の内容によって、各軸の学習制御の内容も変更される場合がある。従って、上位制御装置８からの情報によって各軸の学習制御のために必要なメモリ量は変化する場合がある。
【００４０】
その場合に、上位制御装置８からの情報の変更に基づいてメモリ量の変更のために各軸の学習制御を停止することは好ましくない。そこで、実施例４に係るサーボ制御システムにおいては、学習制御を実行しながら、並行して必要なメモリ領域の確保を行うようにダイナミックにメモリ割り当てを変更する点を特徴としている。
【００４１】
例えば、学習軸Ａ及びＢにおいて学習制御を実行していたところ、上位制御装置８からの指令に基づいてサーボ制御部１２における標準軸が学習軸に変更された場合について説明する。この場合、学習メモリ３の記憶領域のうち記憶領域３Ａ及び３Ｂが使用され記憶領域３Ｃが空き領域になっていたとする。メモリ割り当て部４は、上位制御装置８からの指令によりサーボ制御部１２の標準軸を学習軸に変更するに伴って必要とされるメモリを空き領域３Ｃの一部に割り当てる。このとき、記憶領域３Ａ及び３Ｂには変更がなく、学習軸Ａ及びＢにおける学習制御を実行しながら、新たに標準軸を学習軸に変更することが可能となる。
【００４２】
以上説明したように、本発明の実施例４に係るサーボ制御システムによれば、上位制御装置からの情報に基づいて、ダイナミックにメモリ割り当てを変更しているため、学習制御中の動作内容の変更に臨機応変に対応することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１１，１２，１３，１４，１５    サーボ制御部
２１，２２，２３，２４，２５    学習制御部
３    学習メモリ
４    メモリ割り当て部
５    メモリ量通知部
６    メモリ量計算部
７１，７２，７３，７４，７５    可変サンプリング部
８    上位制御装置
【図１】
0006378144.tif 000002
【図２】
0006378144.tif 000003
【図３】
0006378144.tif 000004
【図４】
0006378144.tif 000005
【図５】
0006378144.tif 000006