(57)【要約】  本発明にかかるモーションコントローラ（１）は、同期通信における通信周期より短い演算周期ごとに位置指令を生成する演算部（１１）と、演算部（１１）で生成される複数のデータを、通信周期ごとに送信する通信部（１２）と、を備える。
2018179165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期通信を行う通信装置であって、
前記同期通信における通信周期より短い演算周期ごとにデータを生成する演算部と、
前記演算部で生成される複数の前記データを、前記通信周期ごとに送信する通信部と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記通信装置は、モータを駆動するサーボアンプを制御するモーションコントローラであり、
前記データは、前記モーションコントローラから前記サーボアンプへ送信される位置指令であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信装置は、モータを駆動するサーボアンプであり、
前記データは、前記サーボアンプから前記サーボアンプを制御するモーションコントローラへ送信されるフィードバックデータであることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
同期通信を行う第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
前記同期通信における通信周期より短い演算周期ごとにデータを生成する演算部と、
前記演算部で生成される複数の前記データを、前記通信周期ごとに送信する通信部と、
を備え、
前記第２の通信装置は、
受信した複数の前記データを個別の前記データに分割し、分割した前記データを用いて演算を実施することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
前記第２の通信装置は、モータを駆動するサーボアンプであり、
前記第１の通信装置は、前記サーボアンプを制御するモーションコントローラであり、
前記データは、前記モーションコントローラから前記サーボアンプへ送信される位置指令であることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記サーボアンプは、
前記演算周期ごとにフィードバックデータを生成する演算部と、
前記演算部で生成される複数の前記フィードバックデータを、前記通信周期ごとに送信する通信部と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
同期通信を行う通信装置における通信方法であって、
前記同期通信における通信周期より短い演算周期ごとにデータを生成する第１のステップと、
前記第１のステップにより生成される複数の前記データを、前記通信周期ごとに送信する第２のステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期通信を行う通信装置、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械、半導体製造装置、産業用ロボットなどでは、複数の軸に対応する複数のモータを使用した高精度なモーション制御が必要とされる。複数のモータを使用した高精度なモーション制御を行うモーションコントロールシステムにおいては、マスタ局であるモーションコントローラと、スレーブ局である複数のサーボアンプとはお互いに同期して動作を行う必要がある。モーションコントローラは、サーボアンプを制御する制御装置であるとともに、同期通信を行う通信装置である。サーボアンプはモータを駆動する駆動装置であるとともに、同期通信を行う通信装置である。【０００３】
このため、モーションコントローラとサーボアンプとは、同期通信用の通信規格に従って同期通信を行っている。同期通信により、モーションコントローラは、複数のサーボアンプへ、あらかじめ設定された通信周期により、周期的に位置指令などの受渡しを行っている。【０００４】
同期通信を行う従来のモーションコントローラは、位置指令、速度指令などをはじめとした指令を演算周期ごとに算出しサーボアンプへ送信する。このため、モーションコントローラは指令を演算周期ごとに送信することになる。すなわち、演算周期と通信周期は同一である。このため、指令の時間的分解能を向上させるために演算周期を短縮する場合、演算周期の短縮に合わせて通信周期の短縮が必要となる。通信周期の短縮を図ろうとした場合には、通信ＬＳＩ（Large-Scale  Integration）などの通信用回路を変更する必要がある。【０００５】
一方、高精度なモーション制御が必要とされない場合には非同期通信により制御を行うモーションコントローラが用いられることがある。特許文献１では、非同期通信において軌跡制御を実現するために、モーションコントローラが、補間処理により算出した指定個数の位置指令をバッファリングしておき、これらの位置指令を一度にサーボアンプに送信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７２３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術は、非同期通信における目標位置間の軌跡の制御精度の向上を目的としており、モータへ出力する制御信号を生成する演算の演算周期を短縮させるものではない。また、特許文献１の技術では、非同期通信を前提としているため、サーボアンプは、モータへ出力する制御信号を生成する演算とは別に、頻繁な位置指令の受信確認、および自身のバッファに格納された位置指令の個数を管理するフラグ処理など、同期通信にとっては冗長な処理を実施する必要がある。このため、特許文献１に記載の技術を同期通信に適用したとしても、処理が煩雑となる。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同期通信を行う通信装置において、処理の煩雑化を抑制しつつ、通信周期に依存せずに演算周期を短縮することができる通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、同期通信を行う通信装置であって、同期通信における通信周期より短い演算周期ごとにデータを生成する演算部と、演算部で生成される複数のデータを、通信周期ごとに送信する通信部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる通信装置は、同期通信を行う通信装置において、処理の煩雑化を抑制しつつ、通信周期に依存せずに演算周期を短縮することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかるモーションコントロールシステムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１の処理回路の構成例を示す図
【図３】実施の形態１のモーションコントローラにおける処理手順の一例を示すフローチャート
【図４】実施の形態１のバッファに格納される指令データの様子を示す図
【図５】実施の形態１のサーボアンプにおける処理手順の一例を示すフローチャート
【図６】実施の形態１の動作と比較例との差を説明するための図
【図７】通信周期と演算周期とを同一とした比較例における軌跡の一例を示す図
【図８】実施の形態１における軌跡の一例を示す図
【図９】実施の形態２にかかるモーションコントロールシステムの構成例を示す図
【図１０】実施の形態２のサーボアンプにおける処理手順の一例を示すフローチャート
【図１１】実施の形態２のモーションコントローラにおける処理手順の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置、通信システムおよび通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるモーションコントロールシステムの構成例を示す図である。図１に示すように、モーションコントロールシステム１００は、モーションコントローラ１と、サーボアンプ２−１〜２−ｍとを備える。ここでは、ｍは２以上の整数であるとして説明するが、ｍが１の場合に本実施の形態の動作を適用することもできる。サーボアンプ２−１〜２−ｍは、接続されるモータ３−１〜３−ｍをそれぞれ駆動する。図１に示したモーションコントロールシステム１００は、本発明にかかる通信システムの一例であり、モーションコントローラ１は本発明にかかる通信装置の一例である。モーションコントローラ１と、サーボアンプ２−１〜２−ｍとは、同期通信を行う。
【００１４】
図１に示すように、モーションコントローラ１は、演算部１１、通信部１２、バッファ１３およびプログラム格納部１４を備える。プログラム格納部１４には、モーションコントロールプログラムが格納される。モーションコントロールプログラムは、モータ３−１〜３−ｍの位置制御を行うための制御プログラムである。演算部１１は、プログラム格納部１４からモーションコントロールプログラムを読み出して、モーションプログラムにしたがってモータ３−１〜３−ｍに対応する位置指令を算出する。例えば、モータ３−１〜３−ｍは、工作機械、半導体製造装置、産業用ロボットなどの産業用機械の異なる軸に対応する。モーションコントローラ１は、モーションコントロールプログラムにしたがって産業用機械を所望の位置に移動させるように、モータ３−１〜３−ｍに対応する位置指令を生成する。通信部１２は、サーボアンプ２−１〜２−ｍとの間で同期通信を行う。詳細には、通信部１２は、サーボアンプ２−１〜２−ｍとの間でモーションコントロール制御に用いるデータの送受信処理を行う。バッファ１３は、後述するように、演算周期ごとに算出される位置指令のデータを格納可能な記憶手段である。
【００１５】
なお、ここでは、モーションコントローラ１がモーションプログラムを格納するためのプログラム格納部１４を備える例を説明するが、モーションプログラムは、モーションコントローラ１の外部から入力されてもよい。
【００１６】
図１に示すように、サーボアンプ２−ｉ（ｉ＝１，…，ｍ）は、モータ３−ｉと接続される。センサ４−ｉは、モータ３−ｉの回転位置を検出するセンサであり、例えば、エンコーダまたはパルスジェネレータとよばれる検出器である。センサ４−ｉによる検出結果は、サーボアンプ２−ｉへ出力される。
【００１７】
図１に示すように、サーボアンプ２−１は、通信部２１、演算部２２および駆動回路２３を備える。通信部２１は、モーションコントローラ１との間で同期通信を行う。詳細には、通信部２１は、モーションコントローラ１との間でモーションコントロール制御に用いるデータの送受信処理を行う。演算部２２は、通信部２１を介してモーションコントローラ１から受信した位置指令とセンサ４−１による検出結果とに基づいて駆動回路２３へ出力する制御信号を生成し、生成した制御信号を駆動回路２３へ出力する。駆動回路２３の一例は、半導体で形成された複数のスイッチング素子を備えるインバータ回路であり、演算部２２から駆動回路２３へ出力する制御信号の一例は、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号である。駆動回路２３は、制御信号にしたがって、モータ３−１へ交流電圧を印加する。サーボアンプ２−２〜２−ｍの構成は、サーボアンプ２−１と同様である。以下、サーボアンプ２−１〜２−ｍを区別せずに示すときには、サーボアンプ２と記載し、モータ３−１〜３−ｍを区別せずに示すときには、モータ３と記載し、センサ４−１〜４−ｍを区別せずに示すときには、センサ４と記載する。
【００１８】
次に、モーションコントローラ１のハードウェア構成について説明する。通信部１２は、通信ＬＳＩなどの通信回路により実現される。演算部１１は、処理回路である。この処理回路は、例えば、図２に示したプロセッサを備える処理回路である。図２は、プロセッサを備える処理回路の構成例を示す図である。図２に示した処理回路２００は、プロセッサ２０１およびメモリ２０２を備える。プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、マイクロプロセッサ等である。メモリ２０２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリー、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等が該当する。
【００１９】
演算部１１が、図２に示した処理回路２００により実現される場合、演算部１１の各機能は、メモリ２０２に格納された、演算部１１の機能が実現されるためのプログラムが、プロセッサ２０１により実行されることにより実現される。メモリ２０２は、プロセッサ２０１によりプログラムが実行される際の記憶領域としても用いられる。または、演算部１１は専用のハードウェアである処理回路により実現されてもよい。専用のハードウェアである処理回路は、例えばＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものを含む。
【００２０】
また、図１に示したプログラム格納部１４、バッファ１３はメモリにより実現される。メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等が該当する。なお、演算部１１が図２に示した処理回路２００で実現される場合、プログラム格納部１４およびバッファ１３のうちの少なくとも１つがメモリ２０２の一部のメモリ領域により実現されてもよい。
【００２１】
次に、サーボアンプ２−１〜２−ｍのハードウェア構成について説明する。通信部２１は、通信ＬＳＩなどの通信回路により実現される。演算部２２は、処理回路である。この処理回路は、例えば、図２に示したプロセッサを備える処理回路である。演算部２２が、図２に示した処理回路２００により実現される場合、演算部２２の各機能は、メモリ２０２に格納された、演算部２２の機能が実現されるためのプログラムが、プロセッサ２０１により実行されることにより実現される。または、演算部２２は専用のハードウェアである処理回路により実現されてもよい。専用のハードウェアである処理回路は、例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものを含む。
【００２２】
次に、本実施の形態の動作について説明する。まず、モーションコントローラ１の動作を説明する。図３は、本実施の形態のモーションコントローラ１における処理手順の一例を示すフローチャートである。モーションコントローラ１は、まず、モーションプログラムを解析する（ステップＳ１）。具体的には、演算部１１が、プログラム格納部１４からモーションプログラムを読出す。
【００２３】
ステップＳ１により、位置決め制御のループが開始される。位置決め制御のループの終了条件は目標位置へ到達したことである。目標位置は、モーションプログラムにより規定される。位置決め制御のループが開始されると、演算部１１は、演算周期であるか否かを判断する（ステップＳ２）。演算周期であるとは、１演算周期における演算の開始タイミングであることを示す。本実施の形態では一定周期である演算周期ごとに、後述する位置指令算出の演算を開始する。したがって、各演算周期内の例えば先頭を演算の開始タイミングと定めておけば、演算周期ごとに演算を実施することができる。１演算周期内の演算の開始タイミングは１演算周期の先頭に限定されず１演算周期内の任意のタイミングに設定可能である。
【００２４】
演算周期でない場合（ステップＳ２  Ｎｏ）、演算部１１は、ステップＳ２を繰り返す。演算周期である場合（ステップＳ２  Ｙｅｓ）、演算部１１は、モーションプログラムにしたがって、位置指令を算出する（ステップＳ３）。位置指令は、サーボアンプ２ごと、すなわちモータ３ごとに算出される。演算部１１は、算出した位置指令を指令データとしてバッファ１３へ格納する（ステップＳ４）。なお、各サーボアンプ２の１回の位置指令算出の演算により算出された位置指令を示すデータを指令データと呼ぶ。
【００２５】
次に、演算部１１は、通信周期であるか否かを判断する（ステップＳ５）。通信周期であるとは、１通信周期における送信のタイミングであることを示す。本実施の形態では一定周期である通信周期ごとに、複数の指令データをまとめて送信する。１通信周期においてどのタイミングで送信を行うかについてはあらかじめ定められている。以下では、通信周期が演算周期のＮ倍である例について説明する。Ｎは２以上の整数である。通信周期は演算周期の２倍以上の周期であればよく、演算周期の整数倍でなくてもよい。通信周期が演算周期の整数倍であると処理を簡素化できる。
【００２６】
通信周期でない場合（ステップＳ５  Ｎｏ）、モーションコントローラ１は、位置決め制御のループの終了条件が満たされていない場合、ステップＳ２の処理へ戻る。また、モーションコントローラ１は、通信周期でなく（ステップＳ５  Ｎｏ）、位置決め制御のループの終了条件が満たされた場合、処理を終了する。
【００２７】
通信周期である場合（ステップＳ５  Ｙｅｓ）、モーションコントローラ１は、送信処理を実施する（ステップＳ６）。具体的には、演算部１１が、通信部１２へ、バッファ１３に格納された指令データを、対応するサーボアンプ２へそれぞれ送信するよう指示し、通信部１２が、指示に従って指令データを送信する。送信された指令データはバッファ１３から消去される。送信処理の後、モーションコントローラ１は、位置決め制御のループの終了条件が満たされていない場合、ステップＳ２の処理へ戻り、位置決め制御のループの終了条件が満たされた場合、処理を終了する。
【００２８】
図４は、本実施の形態のバッファ１３に格納される指令データの様子を示す図である。図４は、１つのサーボアンプ２に対応する指令データの格納の様子を示しており、サーボアンプ２ごとに、同様に指令データが格納される。図４の上段は、ステップＳ３およびステップＳ４が１回実施された後の状態を示しており、１つの指令データである指令データ＃１が格納される。なお、図４では、指令データ＃１を＃１と略しており、同様に各指令データは＃と番号とで略して示されている。ステップＳ３およびステップＳ４が２回実施されると、指令データ＃２がバッファ１３に追加で格納される。これが繰り返されることにより、ステップＳ３およびステップＳ４がＮ回実施された後は、図４の下段に示すように、指令データ＃１〜指令データ＃ＮのＮ個のデータが格納されている。演算周期のＮ倍が通信周期であることから、ステップＳ５では、図４の下段に示した状態で、送信処理が行われる。すなわち、ステップＳ５では、Ｎ個の指令データが一括して送信される。
【００２９】
なお、モーションプログラムが複数存在する場合、モーションプログラムごとに、図３に示した処理を実施する。位置決め制御においては、目標位置が異なる複数のモーションプログラムが用いられることがある。例えば、運転パターンにより、単独位置決め制御、連続位置決め制御、連続軌跡制御といった複数の制御が実施される場合、これらの制御のうち目標位置が異なる制御がある。例えば、連続位置決め、連続軌跡制御では位置決めデータとしてそれぞれ目標位置を設定することになる。各制御に対応するモーションプログラムを運転パターンにしたがって実施することにより、連続位置決め、連続軌跡制御のように複数の種類の制御を行う場合にも、本実施の形態の動作を適用できる。
【００３０】
図５は、本実施の形態のサーボアンプ２における処理手順の一例を示すフローチャートである。サーボアンプ２は、モーションコントローラ１からの受信データがあるか否かを判断する（ステップＳ１１）。具体的には、通信部２１が、モーションコントローラ１からデータを受信すると、受信したデータを演算部２２へ渡す。演算部２２は、通信部２１からデータを受け取った場合にモーションコントローラ１からの受信データがあると判断する。
【００３１】
モーションコントローラ１からの受信データがない場合（ステップＳ１１  Ｎｏ）、サーボアンプ２は、ステップＳ１１を繰り返す。モーションコントローラ１からの受信データがあった場合（ステップＳ１１  Ｙｅｓ）、サーボアンプ２は、受信処理を実施する（ステップＳ１２）。ここで、サーボアンプ２が受信する受信データは、上述した送信処理によりモーションコントローラ１から送信されたデータ、すなわち複数の指令データを含むデータである。ステップＳ１２では、具体的には、演算部２２が、受信データを個々の指令データに分割する。
【００３２】
次に、サーボアンプ２は、指令データを基にモータ制御を実施する（ステップＳ１３）。この指令では、受信データを分割して得られた複数の指令データのうちの未処理の指令データである。ステップＳ１３では、詳細には、演算部２２が指令データとセンサ４による検出結果とに基づいて駆動回路２３を制御するための制御信号を生成して駆動回路２３へ出力する。駆動回路２３は、制御信号に基づいて交流電圧を生成してモータ３へ印加する。
【００３３】
次に、サーボアンプ２は、演算周期であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、演算周期でない場合（ステップＳ１４  Ｎｏ）、ステップＳ１４を繰り返す。演算周期である場合（ステップＳ１４  Ｙｅｓ）、サーボアンプ２は、受信した全指令データに対応する処理を終了したか否かを判断する（ステップＳ１５）。受信した全指令データは、ステップＳ１２の受信処理により受信データが分割されて得られた全指令データである。
【００３４】
受信した全指令データに対応する処理を終了した場合（ステップＳ１５  Ｙｅｓ）、サーボアンプ２は、再びステップＳ１１からの処理を実施する。受信した全指令データに対応する処理を終了していない場合（ステップＳ１５  Ｎｏ）、ステップＳ１３からの処理を再び実施する。
【００３５】
図６は、本実施の形態の動作と比較例との差を説明するための図である。図６の上段には、比較例として演算周期と通信周期を同一とした例が示されている。図６の下段には、本実施の形態の演算周期と通信周期を用いた例が示されている。図６の下段に示した例では、Ｎ＝２である。なお、図６では、図４と同様に、各指令データは＃と番号とで略して示されている。図６に示したように、比較例では、演算周期ごとに指令データが送信されるのに対し、本実施の形態では、２つの演算周期ごとに指令データが送信される。したがって、２つの指令データが一括して送信される。
【００３６】
以上のように、モーションコントローラ１の演算部１１は、同期通信における通信周期より短い演算周期ごとにデータである位置指令を生成し、通信部１２は、演算部１１で生成される複数のデータを、通信周期ごとに送信する。すなわち、第１の通信装置であるモーションコントローラ１は複数の指令データをまとめて送信する。そして、第２の通信装置であるサーボアンプ２は受信したデータすなわち複数の指令データを、個別の指令データに分割し、分割した指令データを用いて演算を実施する。このため、位置指令の受信確認を頻繁に行う必要はなく、また自身のバッファ１３に格納された位置指令の個数を管理するフラグ処理なども必要なく、通信周期より演算周期を短くすることができる。すなわち、本実施の形態のモーションコントロールシステム１００は、処理を煩雑化せずに、通信周期に依存せずに演算周期を短縮することができる。
【００３７】
図７および図８は、本実施の形態の効果を説明するための図である。図７は、通信周期と演算周期とを同一とした比較例における軌跡の一例を示す図である。図８は、本実施の形態における軌跡の一例を示す図である。図７および図８では、軸Ｘと軸Ｙとの２軸にそれぞれ対応する２つのモータ３を用いたモーションコントロールが行われる例を示している。図７および図８に示した黒丸は、位置指令すなわち指令データを示す。図７と図８とでは、通信周期が同一であり、図８に示した例の演算周期は、図７に示した例の演算周期の１／２である。図７および図８に示すように、本実施の形態では比較例に比べ、軌跡がなめらかになり、高精度な軌跡制御が可能となる。これにより、本実施の形態のモーションコントロールシステム１００を、精密加工機へ適用することが可能となる。
【００３８】
位置決め制御においては、非同期通信を用いる例は現状では少なく、一般的に、同期通信が用いられる。本実施の形態では、同期通信における通信回路を変更せずに、演算周期を短縮することができる。通信回路を変更すると、ハードウェアの変更に伴うコスト増が生じるが、本実施の形態では、通信回路を変更する必要がないため、コストを抑えて高精度な軌跡制御を実現することができる。また、非同期通信を行う場合には、非同期通信の間隔が空いて位置指令が途切れることを抑制するためにはテストモーションプログラムを実施するなどが必要であるが、本実施の形態では、通信周期と演算周期をあらかじめ適切に定めておけばよいため位置指令が途切れることはないため、テストモーションプログラムなどの実施の必要はなく、モーションコントロールシステム１００が稼働可能となるまでの立ち上げ時間を抑制することができる。
【００３９】
以上、モーションコントローラ１が位置指令を生成して、生成した位置指令をサーボアンプ２−１〜２−ｍへ送信する例を説明したが、モーションコントローラ１が生成する指令は位置指令に限定されず、トルク指令または速度指令であってもよく、位置指令、速度指令およびトルク指令のうちの２つ以上であってもよい。これらの場合にも、本実施の形態の動作を適用できる。すなわち、モーションコントローラ１が演算周期ごとに生成される指令をバッファリングし、通信周期ごとにまとめて送信するようにすればよい。また、モーションコントローラ１が、指令データ以外のデータを演算周期ごとに生成する場合に、本実施の形態の動作を適用することもできる。
【００４０】
以上、本発明にかかる通信システムとしてモーションコントロールシステムを例に説明したが、演算結果を同期通信により他の装置へ送信する通信装置を備える通信システムであればモーションコントロールシステム以外にも適用可能である。
【００４１】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２にかかるモーションコントロールシステムの構成例を示す図である。図９に示すように、モーションコントロールシステム１００ａは、モーションコントローラ１ａと、サーボアンプ２ａ−１〜２ａ−ｍとを備える。実施の形態１と同様に、ｍは２以上の整数であるとして説明するが、ｍが１の場合に本実施の形態の動作を適用することもできる。サーボアンプ２ａ−１〜２ａ−ｍは、それぞれ、接続されるモータ３−１〜３−ｍを制御する。図９に示したモーションコントロールシステム１００ａは、本発明にかかる通信システムの一例であり、モーションコントローラ１ａおよびサーボアンプ２−１ａ〜２ａ−ｍは本発明にかかる通信装置の一例である。
【００４２】
モーションコントローラ１ａは、演算部１１の代わりに演算部１１ａを備える以外は実施の形態１のモーションコントローラ１と同様である。サーボアンプ２ａ−１〜２ａ−ｍは、演算部２２の代わりに演算部２２ａを備え、バッファ２４が追加される以外は実施の形態１のサーボアンプ２−１〜２−ｍと同様である。バッファ２４は、後述するフィードバックデータを格納可能な記憶手段である。以下、サーボアンプ２ａ−１〜２ａ−ｍを区別せずに示すときには、サーボアンプ２ａと記載する。センサ４−ｉ（ｉ＝１，…，ｍ）は、実施の形態１と同様である。センサ４−ｉによる検出結果は、サーボアンプ２ａ−ｉへ出力される。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を主に説明し、実施の形態１と同様の部分の説明は省略する。
【００４３】
本実施の形態のハードウェア構成について説明する。バッファ２４はメモリにより実現される。演算部１１ａおよび演算部２２ａは、実施の形態１の演算部１１および演算部２２と同様に、プロセッサを備える処理回路または専用のハードウェアである処理回路により実現される。その他の構成要素が実現するためのハードウェアは実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態の動作について説明する。モーションコントローラ１ａは、実施の形態１のモーションコントローラ１と同様に、複数の指令データを一括して送信する。ここでは、実施の形態１と同様に、通信周期が演算周期のＮ倍であるとする。本実施の形態では、さらに、サーボアンプ２ａ−１〜２ａ−ｍからモーションコントローラ１ａへ送信されるデータについても、複数のデータが一括して送信される。サーボアンプ２ａ−１〜２ａ−ｍからモーションコントローラ１ａへ送信されるデータは、どのようなデータであってもよいが、以下では、フィードバックデータを例に挙げて説明する。フィードバックデータは、サーボアンプ２ａ−１〜２ａ−ｍにおける制御状態を示すデータである。フィードバックデータは、例えば、センサ４による検出結果に基づくモータ３の現在位置である。
【００４５】
同期通信を行うモーションコントロールシステムは、一般的に、上述した通り、通信周期と演算周期が同一である。また、フィードバックデータがサーボアンプからモーションコントローラへ送信される場合には、フィードバックデータは演算周期ごとに算出される。本実施の形態では、フィードバックデータがサーボアンプ２ａからモーションコントローラ１ａへ送信される場合にも、演算周期を通信周期より短縮することが可能となるように、サーボアンプ２ａは、複数のフィードバックデータをまとめて送信する。
【００４６】
図１０は、本実施の形態のサーボアンプ２ａにおける処理手順の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、ステップＳ１１〜ステップＳ１３は実施の形態１と同様である。ステップＳ１３の後、サーボアンプ２ａは、フィードバックデータを算出し（ステップＳ１６）、フィードバックデータをバッファ２４へ格納する（ステップＳ１７）。
【００４７】
次に、演算部２２ａは、通信周期であるか否かを判断する（ステップＳ１８）。通信周期でない場合（ステップＳ１８  Ｎｏ）、サーボアンプ２ａは、処理をステップＳ１４へ進める。通信周期である場合（ステップＳ１８  Ｙｅｓ）、サーボアンプ２ａは、送信処理を実施する（ステップＳ１９）。具体的には、演算部２２ａが、通信部２１へ、バッファ２４に格納されたフィードバックデータを、モーションコントローラ１ａへ送信するよう指示し、通信部２１が、指示に従ってフィードバックデータを送信する。送信されたフィードバックデータはバッファ２４から消去される。ステップＳ１９の後、サーボアンプ２ａは、処理をステップＳ１４へ進める。ステップＳ１４およびステップＳ１５は実施の形態１と同様である。
【００４８】
なお、フィードバックデータは、全てのサーボアンプ２ａからモーションコントローラ１ａへ送信されてもよいし、一部のサーボアンプ２ａからモーションコントローラ１ａへ送信されてもよい。例えば、複数のモータ３により制御される軸が主軸と主軸に同期して制御される従軸とを含む場合、主軸に対応するサーボアンプ２ａがフィードバックデータをモーションコントローラ１ａへ送信し、従軸に対応するサーブアンプ２ａはフィードバックデータをモーションコントローラ１ａへ送信しなくてもよい。
【００４９】
図１１は、本実施の形態のモーションコントローラ１ａにおける処理手順の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、モーションコントローラ１ａは、位置決め制御のループのはじめに、ステップＳ７およびステップＳ８を実施する以外は実施の形態１のモーションコントローラ１の処理と同様である。ステップＳ７では、モーションコントローラ１ａは、受信データがあるか否かを判断する。具体的には、通信部１２が、サーブアンプ２からデータを受信すると、受信したデータを演算部１１ａへ渡す。演算部１１ａは、通信部１２からデータを受け取った場合にサーボアンプ２からの受信データがあると判断する。
【００５０】
サーボアンプ２ａからの受信データがない場合（ステップＳ７  Ｎｏ）、モーションコントローラ１ａは、ステップＳ２へ進む。サーボアンプ２からの受信データがあった場合（ステップＳ７  Ｙｅｓ）、モーションコントローラ１ａは、受信処理を実施する（ステップＳ８）。ここで、モーションコントローラ１ａが受信する受信データは、上述したステップＳ１９の送信処理によりサーボアンプ２から送信されたデータ、すなわち複数のフィードバックデータを含むデータである。ステップＳ８の後、フィードバックデータは、例えばモータの現在状態を示すモニタデータとして、モーションコントローラ１の図示しない表示装置またはモーションコントローラ１外の表示装置に表示される。例えば、受信したデータに含まれる複数のフィードバックデータのうち最新のフィードバックデータが表示される。また、モーションコントローラ１が、外部センサを使用し実現値をラッチする機能を使用している場合には、ラッチデータの精度向上のために、データに含まれる複数のフィードバックデータすなわち受信したデータを分割して得られるデータを用いて実現在値を算出する。フィードバックデータの分解能が高いほどラッチデータの精度が向上する。ステップＳ４以降は実施の形態１と同様である。
【００５１】
以上のように、サーボアンプ２ａの演算部２２ａは、同期通信における通信周期より短い演算周期ごとにデータであるフィードバックデータを生成する。バッファ２４は、演算部２２ａにより生成されるフィードバックデータを格納する。通信部２１は、通信周期ごとに、バッファ２４に格納された複数の指令データを１回で送信する。すなわち、本実施の形態では、演算周期ごとに生成されるフィードバックデータが複数まとめてサーボアンプ２ａから送信される。このため、フィードバックデータの受信確認を頻繁に行う必要はなく、また自身のバッファ２４に格納された位置指令の個数を管理するフラグ処理なども必要なく、フィードバックデータを生成する演算の演算周期を通信周期より短くすることができる。このため、通信周期を変更せずに、フィードバックデータの時間的な分解能を向上させることができ、高速輪転機をはじめとした高精度な位置決め制御が要求される装置の制御に適用することができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態ではサーボアンプ２ａは、指令データの伝送においては、実施の形態の１の第２の通信装置であるとともに、フィードバックデータの伝送においては、複数のデータを通信周期ごとに送信する第１の通信装置でもある。また、モーションコントローラ１ａは、実施の形態１の第１の通信装置であるとともに、フィードバックデータの伝送においては、受信した複数のデータを個別のデータに分割し、分割したデータを用いて演算を実施する第２の通信装置でもある。
【００５３】
なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様の指令データの一括送信と、フィードバックデータの一括送信の両方を実施する例を説明したが、指令データの一括送信は行わずに、フィードバックデータの一括送信だけを行ってもよい。この場合、モーションコントローラにおける位置指令の生成と、サーボアンプ２ａにおける位置指令に基づくモータ制御との演算周期は通信周期と同一となるが、フィードバックデータの生成処理の演算周期を短縮することができる。
【００５４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１ａ  モーションコントローラ、２−１〜２−ｍ，２ａ−１〜２ａ−ｍ  サーボアンプ、３−１〜３−ｍ  モータ、４−１〜４−ｍ  センサ、１１，１１ａ，２２，２２ａ  演算部、１２，２１  通信部、１３，２４  バッファ、２３  駆動回路、１００，１００ａ  モーションコントロールシステム。
【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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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月22日(2018.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期通信を行う第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、
前記第２の通信装置は、モータを駆動するサーボアンプであり、
前記第１の通信装置は、前記サーボアンプを制御するモーションコントローラであり、
前記第１の通信装置は、
前記同期通信における通信周期より短い演算周期ごとに位置指令を生成する演算部と、
前記演算部で生成される複数の前記位置指令を、前記通信周期ごとに前記第２の通信装置へ送信する通信部と、
を備え、
前記第２の通信装置は、
受信した複数の前記位置指令を個別の前記位置指令に分割し、分割した前記位置指令を用いて演算を実施することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記第２の通信装置は、
前記演算周期ごとにフィードバックデータを生成する演算部と、
前記演算部で生成される複数の前記フィードバックデータを、前記通信周期ごとに前記第２の通信装置へ送信する通信部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信システムは、同期通信を行う第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、第２の通信装置は、モータを駆動するサーボアンプであり、第１の通信装置は、サーボアンプを制御するモーションコントローラであり、第１の通信装置は、同期通信における通信周期より短い演算周期ごとに位置指令を生成する演算部と、演算部で生成される複数の位置指令を、通信周期ごとに第２の通信装置へ送信する通信部と、を備え、第２の通信装置は、受信した複数の位置指令を個別の位置指令に分割し、分割した位置指令を用いて演算を実施する。
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月22日(2018.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期通信を行う第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、
前記第２の通信装置は、モータを駆動するサーボアンプであり、
前記第１の通信装置は、前記サーボアンプを制御するモーションコントローラであり、
前記第１の通信装置は、
前記同期通信における通信周期より短い演算周期ごとに位置指令を生成する演算部と、
前記演算部で生成され互いに異なる時間に対応する複数の前記位置指令を、前記通信周期ごとに前記第２の通信装置へ送信する通信回路と、
を備え、
前記第２の通信装置は、
受信した複数の前記位置指令を個別の前記位置指令に分割し、分割した前記位置指令を用いて演算を実施し、
前記通信周期は前記通信回路に応じて定まり、
前記演算周期は、前記位置指令に要求される時間的分解能に基づいて定められる
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記第２の通信装置は、
前記演算周期ごとにフィードバックデータを生成する演算部と、
前記演算部で生成される複数の前記フィードバックデータを、前記通信周期ごとに前記第１の通信装置へ送信する通信回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信システムは、同期通信を行う第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、第２の通信装置は、モータを駆動するサーボアンプであり、第１の通信装置は、サーボアンプを制御するモーションコントローラであり、第１の通信装置は、同期通信における通信周期より短い演算周期ごとに位置指令を生成する演算部と、演算部で生成され互いに異なる時間に対応する複数の位置指令を、通信周期ごとに第２の通信装置へ送信する通信回路と、を備え、第２の通信装置は、受信した複数の位置指令を個別の位置指令に分割し、分割した位置指令を用いて演算を実施する。通信周期は通信回路に応じて定まり、演算周期は、位置指令に要求される時間的分解能に基づいて定められる。
【国際調査報告】
2018179165.tif 000014
2018179165.tif 000015
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