(57)【要約】【課題】    多軸データトレースが失敗しないようにするとともに多軸データトレースの性能を十分に発揮できるようにする。【解決手段】次の手順で多軸データトレースの処理時間を計測する。パソコンが計測開始指示をしてトリガ成立後、トリガ出力スレーブが外部トリガをパソコンへ送信してその時点のネットワーク時刻をトリガ成立時刻とし、パソコンが外部トリガをトリガ出力スレーブへ送信し、トリガ出力スレーブとトリガ入力スレーブが多軸データトレースの動作を終了して、その時点のネットワーク時刻を多軸データトレース終了時刻とする。【選択図】    図１
2005032064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレースデータ記憶手段とトリガ検出手段を備えた複数のサーボドライブと、コントローラと、パソコンと、前記複数のサーボドライブと前記コントローラとを接続する通信手段Ａと、前記複数のサーボドライブと前記パソコンとを接続する通信手段Ｂからなる通信システムにおいて、
次の手順で処理することを特徴とする多軸データトレースの処理時間計測方法。
（１）前記パソコンが前記複数のサーボドライブのうちの任意の１つをトリガ出力スレーブに選定し、他の任意の１つをトリガ入力スレーブに選定して前記通信手段Ｂを使って前記トリガ出力スレーブと前記トリガ入力スレーブへ計測開始指示を発行する。
（２）前記トリガ出力スレーブは、トリガが成立して、外部トリガを前記パソコンへ送信すると共に、その時点のネットワーク時刻をトリガ成立時刻として記憶する。
（３）前記パソコンが前記外部トリガを受信すると外部トリガを前記トリガ出力スレーブへ送信し、続けて前記トリガ入力スレーブへ送信する。
（４）前記トリガ出力スレーブと前記トリガ入力スレーブが前記外部トリガを受信すると、多軸データトレースの動作を終了して、その時点のネットワーク時刻を多軸データトレース終了時刻として記憶する。
（５）前記パソコンが前記トリガ出力スレーブから前記トリガ成立時刻を取得し、前記トリガ出力スレーブと前記トリガ入力スレーブからそれぞれ前記多軸データトレースの終了時刻を取得する。
【請求項２】
前記通信手段Ａと前記通信手段Ｂは、物理的な一本の通信ケーブルを使って論理的に区別され多重化された通信手段であることを特徴とする請求項１に記載の多軸データトレースの処理時間計測方法。
【請求項３】
前記トリガ成立時刻と前記トリガ出力スレーブから取得した前記多軸データトレース終了時刻との差をt01とし、前記トリガ出力スレーブから取得した前記多軸データトレース終了時刻と前記トリガ入力スレーブから取得した前記多軸データトレース終了時刻との差をt12として、請求項１に記載の処理手順をn回繰り返し、
その後、式（１）〜（８）によって、前記サーボドライブでトリガが成立してから前記複数のサーボドライブの全てが多軸データトレースを終了するまでに要する時間の最大値tTTmaxを算出する
ことを特徴とする多軸データトレースの処理時間算出方法。
μt01=(t011+t012+...+t01n)/n                                        （１）
σt012=((t011-μt01)2+(t012-μt01)2+...+(t01n-μt01)2)/n            （２）
σt01=√(σt012)                                                    （３）
t01max=μt01+σt01×z                                               （４）
μt12=(t121+t122+...+t12n)/n                                        （５）
σt122=((t121-μt12)2+(t122-μt12)2+...+(t12n-μt12)2)/n           （６）
ht12max=μt12+√(σt122/(j-2))×z    (∵j＞2)                       （７）
tTTmax=t01max+ht12max(j-2)                                          （８）
ただし、t011、t012、...、t01nは計測したn個のt01、
t121、t122、...、t12nは計測したn個のt12、
jは前記複数のサーボドライブの軸数、
zは標準正規分布N(0、1)において片側累積確立がp-0.5となる偏差、
pはt01max及びht12maxが実際の最大値以下である確立(0≦p＜1)である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸のサーボドライブ間で同時刻のサーボドライブの内部情報を記憶して表示するという多軸データトレース方法に関し、多軸データトレースの処理時間を事前に計測してその最大値を予測する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多軸データトレース方法として、例えば非特許文献１に開示された方法が知られているが、この方法を適用すると、コントローラの開発期間が長くなったり、コストが上がったり、データが粗くなるなどの幾つかの難点があった。そのような問題を解消するため、本出願人は新しい多軸データトレース方法を特願２００２−３３９０２６で提案している。以下、その方法について説明する。
図３は、そのような従来の多軸データトレース方法を適用する通信システムの構成を表すブロック図である。この図において、コントローラ１とｊ軸のサーボドライブ２はデータの送受信を周期的に行う通信手段Ａ４で接続されており、パソコン３とｊ軸のサーボドライブ２はデータの送受信を随時不定期に行う通信手段Ｂ５で接続されている。
コントローラ１はネットワーク時刻６を具えており、サーボドライブ２は、コントローラ１から配信されたネットワーク時刻６とトレースデータ記憶手段７とトリガ検出手段８を具えている。パソコン３は、多軸データトレースを実現する為に特別な手段を具えていない。ネットワーク時刻６は通信手段Ａ４に接続される機器が共有する時刻であり、コントローラ１が更新すると、通信手段Ａ４を使って他の機器へ配信される。
この構成において、サーボドライブ２でトリガが成立すると、トリガが成立したネットワーク時刻６をセットした外部トリガは、サーボドライブ２が通信手段Ｂ５を使って、パソコン３へ送信する。するとパソコン３は、トリガが成立したサーボドライブ２以外のサーボドライブ２の全てに順次送信し、全てのサーボドライブ２が同時刻における各サーボドライブ２の内部情報を記憶することができる。
【０００３】
ここで、外部トリガを受信する順番が最初に当たるサーボドライブ２を最初のサーボドライブ、最後に当たるサーボドライブ２を最後のサーボドライブと呼ぶ。このとき、トレース周期、チャンネル数といった多軸データトレースの設定の上下限値は、サーボドライブ２でトリガが成立してから最後のサーボドライブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間に依存し、その時間が長くかかるほど、トレース周期設定の下限値を大きくするか、チャンネル数設定の上限値を小さくする、という具合に、多軸データトレースの設定の上下限値を、多軸データトレースの性能を低く抑える方向に予め制限しておく必要がある。
もし、この制限を超えた設定で多軸データトレースを行った場合には、外部トリガによってトリガ成立時刻が通知された時には、既に、多軸データトレースを終了しなければならない時刻を過ぎてしまっているということが、サーボドライブ２で発生し、この場合、多軸データトレースが失敗したことになる。
サーボドライブ２でトリガが成立してから最後のサーボドライブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間は、多軸データトレースに使用されるパソコン３、通信手段Ｂ５、サーボドライブ２の各機器の処理時間の合計であり、それぞれの処理時間はバラツキを持っている為、サーボドライブ２でトリガが成立してから全てのサーボドライブ２が多軸データトレースを終了するまでにかかる時間にもバラツキが発生する。
その為、そのバラツキの最大値以上の時間を予測し、それに合わせて、多軸データトレースの設定の上下限値を制限しておく必要がある。
【０００４】
式（９）は、多軸データトレースの設定と、サーボドライブ２でトリガが成立してから最後のサーボドライブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間 の関係を示した式であり、多軸データトレースを行う際はこの式を満たさなければならない。
MSZはハードウェアにより決定されるトレースデータ記憶手段７のメモリサイズ、tTC、CH、tPRTは多軸データトレースの設定値、LENはトレースしようとする対象によって決まっているデータサイズ、tTTmaxはサーボドライブ２でトリガが成立してから最後のサーボドライブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間の最大値である。
(MSZ×tTC)/(CH×LEN)-tPRT≧tTTmax                                 (９)
ここで、MSZはトレースデータ記憶手段７のメモリサイズ[Bytes]、tTCはトレース周期[sec]、CHはチャンネル数(1トレース周期に記憶するトレースデータ個数)、LENはトレース対象1つ当たりのデータサイズ[Bytes]、tPRTはプリトリガ時間[sec]、tTTmaxはサーボドライブ２でトリガが成立してから最後のサーボドライブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間の最大値[sec]である。
例えば、プリトリガ時間tPRTを長く(大きく)取ろうとすると、トレース周期tTC を荒く(大きく)する、あるいは、チャンネル数CH を少なく(小さく)する、といった制限が必要で、その制限値は、サーボドライブ ２でトリガが成立してから最後のサーボドライブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間の最大値tTTmaxに依存する。
tTTmaxの値は、多軸データトレースに使用されるパソコン３、通信手段B５、サーボドライブ２の各機器の処理時間に依存するので、機種や使用条件等による処理時間のバラツキに対して、十分に余裕を見た長い時間を、前もって一律に決めておく。
【非特許文献１】技報「安川電機」第58巻、No.2、’94、通巻223号、113ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トリガ成立を検出し外部トリガを送信するサーボドライブ２をトリガ出力スレーブと呼び、外部トリガを受信するサーボドライブ２をトリガ入力スレーブと呼ぶとすれば、上記の従来技術には、トリガ出力スレーブでトリガが成立してから最後のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間の最大値tTTmaxを、前もって決めた十分に余裕を見た値が採用されており、その値は、機種や使用条件等によるバラツキを無視した、一律に固定値となっていた。
しかし、tTTmaxは、多軸データトレースに使用されるパソコン３、通信手段Ｂ５、サーボドライブ２の各機器の処理時間に依存する為、機種や使用条件等によって大きなバラツキがあり、実際の値と予測値との間の誤差は大きかった。
その為、実際の値が、予測値より小さい場合、多軸データトレースの設定の上下限値を、実際の値で実現可能な上下限値よりも大幅に性能を低く抑える方向で制限していることになり、多軸データトレースの性能を十分に発揮できないという問題があった。
また、逆に、実際の値が、予測値を超えている為に、多軸データトレースが失敗することがあるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、多軸データトレースを行う直前に、トリガ出力スレーブでトリガが成立してから最初のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間と最初のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了してから次のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間を複数回計測し、その計測値から、トリガ出力スレーブでトリガが成立してから最後のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間の最大値tTTmaxを算出しているのである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、実際に使用する機器と使用条件で計測したt01とt12を元に、トリガ出力スレーブでトリガが成立してから最後のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間の最大値tTTmaxを求めているので、式（９）に示される多軸データトレースの各設定の上下限値を実際に使用する機器と使用条件で実現可能な上下限値に合わせることができて、多軸データトレースの性能を大幅に低く抑えることなく、最善な性能を発揮することができる。
また、計測の回数nを多くすれば実際値が算出値を超える確率を低くできるので、多軸データトレースが失敗する確率を低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について式と図を用いて説明する。
【実施例１】
【０００９】
本発明の方法を説明する前に、はじめに、計測する変数等の求め方について説明する。まず、トリガ出力スレーブでトリガが成立してから最後のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間の最大値をtTTmax、トリガ出力スレーブでトリガが成立してから最初のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間をt01 、最初のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了してから次のトリガ入力スレーブが多軸データトレースを終了するまでにかかる時間をt12とそれぞれ定義すると、tTTmaxは式（１０）で求めることができる。
tTTmax=t01max+ht12max(j-2)                            (１０)
ここで、t01maxはt01の最大値、ht12maxはt12のj個の平均の最大値、jはトリガ出力スレーブとトリガ入力スレーブを合計したサーボドライブ２の軸数である。
次に、t01maxは、n回計測したt01の平均と標準偏差から式（１１）〜（１４）で求めることができる。
μt01=(t011+t012+...+t01n)/n                                 (１１)
σt012=((t011-μt01)2+(t012-μt01)2+...+(t01n-μt01)2)/n      (１２)
σt01=√(σt012)                                             (１３)
t01max=μt01+σt01×z                                        (１４)
ここで、t011、t012、...、t01nは計測したn個のt01、μt01は計測したn個のt01の平均、σt01は計測したn個のt01の標準偏差、zは標準正規分布N(0、1)において片側累積確率がp-0.5となる偏差、pはt01maxが実際の最大値以下である確率(0≦p＜1)である。
ht12maxは、n回計測したt12の平均と分散及び軸数から式（１５）〜（１７）で求めることができる。
μt12=(t121+t122+...+t12n)/n                                 (１５)
σt122=((t121-μt12)2+(t122-μt12)2+...+(t12n-μt12)2)/n      (１６)
ht12max=μt12+√(σt122/(j-2))×z    (∵j＞2)                (１７)
ここで、t121、t122、...、t12nは計測したn個のt12、μt12は計測したn個のt12の平均、σt122は計測したn個のt12の分散、jはトリガ出力スレーブとトリガ入力スレーブを合計したサーボドライブ２の軸数、zは標準正規分布N(0、1)において片側累積確率がp-0.5となる偏差、pはht12maxが実際の最大値以下である確率(0≦p＜1)である。また、計測の回数nと確率pは、予め値を決めておく。
【００１０】
次に、t01とt12を計測する方法を図を用いて説明する。図で説明する計測方法は、多軸データトレースを行う直前にn回行われる。
図１は、本発明の方法を適用する通信システムの構成を示すブロック図である。図において、１はコントローラ、３はパソコン、４は通信手段Ａ、５は通信手段Ｂであり、これらは図３に示されたものと同じである。９はトリガ出力スレーブであり、１０はトリガ入力スレーブである。通信手段Ａ４はコントローラ１とトリガ出力スレーブ９、トリガ入力スレーブ１０を接続し、通信手段Ｂ５はコントローラ１とトリガ出力スレーブ９、トリガ入力スレーブ１０、パソコン３を接続している。この図は、複数のサーボドライブの中から任意の２軸を計測対象のサーボドライブとして選び、片方をトリガ出力スレーブ９、もう片方をトリガ入力スレーブ１０としたものである。
図２は本発明の実施例のタイムチャートである。この図において、まずパソコン３が通信手段Ｂ５を使って計測対象のトリガ出力スレーブ９とトリガ入力スレーブ１０へ計測開始指示１１を発行する。この計測開始指示１１を受信すると、計測対象のトリガ出力スレーブ９が模擬のトリガ成立となり、外部トリガ１２がパソコン３へ送信されると共に、その時点のネットワーク時刻６がトリガ成立時刻１３として記憶される。模擬のトリガ成立は、実際には発生していないトリガ要因があたかも発生した様に振舞う動作であり、その処理時間は、実際にトリガ要因が発生した場合のトリガ成立と同等である。
次に、パソコン３が外部トリガ１２を受信すると、外部トリガ１２を計測対象のトリガ出力スレーブ９へ送信し、続けて計測対象のトリガ入力スレーブ１０へ送信する。計測対象のトリガ出力スレーブ９とトリガ入力スレーブ１０は、外部トリガ１２を受信すると模擬の多軸データトレース終了動作を行い、その時点のネットワーク時刻６を多軸データトレース終了時刻１４として記憶する。この模擬の多軸データトレース終了動作は、実際には行っていない多軸データトレース動作を終了する動作であって、その処理時間は、実際の多軸データトレース終了動作と同等である。
模擬の多軸データトレース終了動作の後は、パソコン３がトリガ出力スレーブ９からトリガ成立時刻１３を取得し、トリガ出力スレーブ９とトリガ入力スレーブ１０のそれぞれから多軸データトレース終了時刻１４を取得する。
以上により、取得したトリガ成立時刻１３とトリガ出力スレーブ９から取得した多軸データトレース終了時刻１４の差がt01の計測値となり、また、トリガ出力スレーブ９から取得した多軸データトレース終了時刻１４とトリガ入力スレーブ１０から取得した多軸データトレース終了時刻１４の差がt12の計測値となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の方法を適用する通信システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の方法を説明するタイムチャート
【図３】従来の方法が適用される通信システムの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００１２】
１  コントロ−ラ
２  サーボドライブ
３  パソコン
４  通信手段Ａ
５  通信手段Ｂ
６  ネットワーク時刻
７  トレースデータ記憶手段
８  トリガ検出手段
９  トリガ出力スレーブ
１０  トリガ入力スレーブ
１１  計測開始指示
１２  外部トリガ
１３  トリガ成立時刻
１４  データトレース終了時刻
【図１】
2005032064.tif 000003
【図２】
2005032064.tif 000004
【図３】
2005032064.tif 000005