(57)【要約】【課題】  非同期通信でサーボドライブを制御すると共に、必要に応じて同期通信と非同期通信を使い分けてサーボドライブを制御することにより、通信負荷を軽減し、サーボ制御システムの性能および効率を向上させるサーボ制御システムおよびサーボ制御方法を提供する。【解決手段】  コントローラ１に、非同期通信の制御指令と応答を格納するコントローラ非同期指令／応答格納エリア２を備え、サーボドライブ１０に、非同期通信の制御指令と応答を格納するサーボ非同期指令／応答格納エリア１１を備え、コントローラ１は、制御指令をコントローラ非同期指令／応答格納エリア２に格納すると共に、非同期通信でサーボ非同期指令／応答格納エリア１１に出力し、サーボドライブ１０は、サーボ非同期指令／応答エリア１１の制御指令でサーボ制御を実行する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムにおいて、
前記コントローラに、非同期通信の制御指令と応答を格納するコントローラ非同期指令／応答格納エリアを備え、
前記サーボドライブに、非同期通信の制御指令と応答を格納するサーボ非同期指令／応答格納エリアを備え、
前記コントローラは、制御指令を前記コントローラ非同期指令／応答格納エリアに格納すると共に、非同期通信で前記サーボ非同期指令／応答格納エリアに出力し、
前記サーボドライブは、前記サーボ非同期指令／応答格納エリアの制御指令でサーボ制御を実行することを特徴とするサーボ制御システム。
【請求項２】
コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムにおいて、
前記コントローラに、同期通信の制御指令と応答を格納するコントローラ同期指令／応答格納エリアと、
非同期通信の制御指令と応答を格納するコントローラ非同期指令／応答格納エリアと、
制御モードを、同期通信を使用して制御する同期モードと非同期通信を使用して制御する非同期モードのどちらにするかを選択するコントローラ制御モード切替えスイッチを備え、
前記サーボドライブに、同期通信の制御指令と応答を格納するサーボ同期指令／応答格納エリアと、
非同期通信の制御指令と応答を格納するサーボ非同期指令／応答格納エリアと、
制御モードを同期モードにするか非同期モードにするかを選択するサーボ制御モード切替えスイッチを備え、
前記コントローラに、前記コントローラ制御モード切替えスイッチが非同期モードであれば、制御指令を前記コントローラ非同期指令／応答格納エリアに格納すると共に、非同期通信で前記サーボ非同期指令／応答格納エリアに出力し、前記コントローラ制御モード切替えスイッチが同期モードであれば、制御指令を前記コントローラ同期指令／応答エリアに格納すると共に、同期通信で前記サーボ同期指令／応答格納エリアに出力するコントローラ制御モード選択手段を備え、
前記サーボドライブに、前記サーボ制御モード切替えスイッチが非同期モードであれば、前記サーボ非同期指令／応答エリアの制御指令でサーボ制御を実行し、前記サーボ制御モード切替えスイッチが同期モードであれば、前記サーボ同期指令／応答エリアの制御指令でサーボ制御を実行するサーボ制御モード選択手段を備えることを特徴とするサーボ制御システム。
【請求項３】
前記コントローラに、制御指令を判別し、非同期モードの制御を行う場合、前記コントローラ制御モード切替えスイッチを非同期モードにし、同期モードの制御を行う場合、前記コントローラ制御モード切替えスイッチを同期モードにする同期／非同期切替え手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載のサーボ制御システム。
【請求項４】
前記サーボ制御モード選択手段は、前記サーボドライブの制御周期毎に前記サーボ制御モード切替えスイッチをチェックし、同期モードと非同期モードの制御を制御周期単位で切替えることを特徴とする請求項２記載のサーボ制御システム。
【請求項５】
コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムのサーボ制御方法において、
前記コントローラは、制御指令を非同期通信で前記サーボドライブに出力し、
前記サーボドライブは、非同期通信の制御指令でサーボ制御を実行することを特徴とするサーボ制御方法。
【請求項６】
コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムのサーボ制御方法において、
前記コントローラは、制御モードが非同期モードであれば、制御指令を非同期通信で前記サーボドライブに出力し、
制御モードが同期モードであれば、制御指令を同期通信で前記サーボドライブに出力し、
前記サーボドライブは、制御モードが非同期モードであれば、非同期通信の制御指令でサーボ制御を実行し、
制御モードが同期モードであれば、同期通信の制御指令でサーボ制御を実行することを特徴とするサーボ制御方法。
【請求項７】
前記コントローラは、制御指令を判別し、非同期モードと同期モードの切替えを行うことを特徴とする請求項６記載のサーボ制御方法。
【請求項８】
前記サーボドライブは、該サーボドライブの制御周期毎に制御モードをチェックし、同期モードと非同期モードの制御を制御周期単位で切替えることを特徴とする請求項６記載のサーボ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントローラからネットワークを介して同期通信または非同期通信の制御指令により少なくとも１台のサーボドライブを制御するサーボ制御システムおよびサーボ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコントローラとサーボドライブをネットワークで接続しているサーボ制御システムでは、ネットワークの同期通信を使用して、コントローラからサーボドライブに対して一定の周期で同期して制御指令を出力することにより制御を行っている。（例えば特許文献１参照）
また、同期通信と非同期通信の両方の機能を持つネットワークを用いた場合でも、非同期通信はサーボパラメータの読み書きなど制御指令以外に使用されるだけで、制御指令とその応答は同期通信を使用している。
【０００３】
図６は、従来のサーボ制御システムの構成を示す図である。同期通信と非同期通信の両方の機能を持つネットワークでコントローラとサーボドライブを接続している。１００はコントローラであり、サーボドライブに対して制御指令を出す。２００はサーボドライブであり、コントローラ１００からの制御指令を受け取り、指令どおりに動作する。３００はネットワークである。ネットワークは、同期通信と非同期通信の機能を持つ。またコントローラ１００とサーボドライブ２００には、それぞれ同期通信の送受信エリアとして、コントローラ同期指令／応答格納エリア１０１、サーボ同期指令／応答格納エリア２０１、非同期通信の送受信エリアとして、コントローラ非制御データ格納エリア１０２、サーボ非制御データ格納エリア２０２を持つ。
コントローラ１００は、通信周期毎にコントローラ同期指令／応答エリア１０１に制御指令を格納し、サーボドライブ２００のサーボ同期指令／応答格納エリア２０１に出力する。サーボドライブ２００は、サーボ同期指令／応答格納エリア２０１の制御指令により制御動作を実行する。制御応答については、通信周期毎に逆方向に伝達される。
サーボパラメータなどのサーボ制御の指令／応答でないデータは、非同期通信の送受信エリアのコントローラ非制御データ格納エリア１０２、サーボ非制御データ格納エリア２０２を用いて送受信が行われる。
【特許文献１】特開２００４−３２８９２２号公報（５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のサーボ制御システムでは、コントローラとサーボドライブがネットワークで接続され、コントローラからネットワークを介してサーボドライブに制御指令を出力して制御する際に、同期通信により制御指令を出力しているため、制御周期が短くなったり、制御するサーボドライブ数が増えたりした場合に、通信負荷が増大するという問題があった。
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、非同期通信でサーボドライブを制御すると共に、必要に応じて同期通信と非同期通信を使い分けてサーボドライブを制御することにより、通信負荷を軽減し、サーボ制御システムの性能および効率を向上させるサーボ制御システムおよびサーボ制御方法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】
【０００５】
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、コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムにおいて、前記コントローラに、非同期通信の制御指令と応答を格納するコントローラ非同期指令／応答格納エリアを備え、前記サーボドライブに、非同期通信の制御指令と応答を格納するサーボ非同期指令／応答格納エリアを備え、前記コントローラは、制御指令を前記コントローラ非同期指令／応答格納エリアに格納すると共に、非同期通信で前記サーボ非同期指令／応答格納エリアに出力し、前記サーボドライブは、前記サーボ非同期指令／応答格納エリアの制御指令でサーボ制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムにおいて、前記コントローラに、同期通信の制御指令と応答を格納するコントローラ同期指令／応答格納エリアと、非同期通信の制御指令と応答を格納するコントローラ非同期指令／応答格納エリアと、制御モードを、同期通信を使用して制御する同期モードと非同期通信を使用して制御する非同期モードのどちらにするかを選択するコントローラ制御モード切替えスイッチを備え、前記サーボドライブに、同期通信の制御指令と応答を格納するサーボ同期指令／応答格納エリアと、非同期通信の制御指令と応答を格納するサーボ非同期指令／応答格納エリアと、制御モードを同期モードにするか非同期モードにするかを選択するサーボ制御モード切替えスイッチを備え、前記コントローラに、前記コントローラ制御モード切替えスイッチが非同期モードであれば、制御指令を前記コントローラ非同期指令／応答格納エリアに格納すると共に、非同期通信で前記サーボ非同期指令／応答格納エリアに出力し、前記コントローラ制御モード切替えスイッチが同期モードであれば、制御指令を前記コントローラ同期指令／応答エリアに格納すると共に、同期通信で前記サーボ同期指令／応答格納エリアに出力するコントローラ制御モード選択手段を備え、前記サーボドライブに、前記サーボ制御モード切替えスイッチが非同期モードであれば、前記サーボ非同期指令／応答エリアの制御指令でサーボ制御を実行し、前記サーボ制御モード切替えスイッチが同期モードであれば、前記サーボ同期指令／応答エリアの制御指令でサーボ制御を実行するサーボ制御モード選択手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載のサーボ制御システムにおいて、前記コントローラに、制御指令を判別し、非同期モードの制御を行う場合、前記コントローラ制御モード切替えスイッチを非同期モードにし、同期モードの制御を行う場合、前記コントローラ制御モード切替えスイッチを同期モードにする同期／非同期切替え手段を更に備えることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２記載のサーボ制御システムにおいて、前記サーボ制御モード選択手段は、前記サーボドライブの制御周期毎に前記サーボ制御モード切替えスイッチをチェックし、同期モードと非同期モードの制御を制御周期単位で切替えることを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項５に記載の発明は、コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムのサーボ制御方法において、前記コントローラは、制御指令を非同期通信で前記サーボドライブに出力し、前記サーボドライブは、非同期通信の制御指令でサーボ制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、コントローラに少なくとも1台のサーボドライブをネットワークで接続し、サーボドライブを制御するサーボ制御システムのサーボ制御方法において、前記コントローラは、制御モードが非同期モードであれば、制御指令を非同期通信で前記サーボドライブに出力し、制御モードが同期モードであれば、制御指令を同期通信で前記サーボドライブに出力し、前記サーボドライブは、制御モードが非同期モードであれば、非同期通信の制御指令でサーボ制御を実行し、制御モードが同期モードであれば、同期通信の制御指令でサーボ制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項６記載のサーボ制御システムのサーボ制御方法において、前記コントローラは、制御指令を判別し、非同期モードと同期モードの切替えを行うことを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項６記載のサーボ制御システムのサーボ制御方法において、前記サーボドライブは、該サーボドライブの制御周期毎に制御モードをチェックし、同期モードと非同期モードの制御を制御周期単位で切替えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１及び請求項５に記載の発明によると、コントローラは、制御指令をコントローラ非同期指令／応答格納エリアに格納すると共に、非同期通信でサーボ非同期指令／応答格納エリアに出力し、サーボドライブは、サーボ非同期指令／応答エリアの制御指令でサーボ制御を実行するので、非同期通信を使ってサーボドライブを制御することができる。
請求項２および請求項６に記載の発明によると、サーボ制御モード切替えスイッチが非同期モードであれば、サーボ非同期指令／応答エリアの制御指令でサーボ制御を実行し、サーボ制御切替えスイッチが同期モードであれば、サーボ同期指令／応答エリアの制御指令でサーボ制御を実行するので、必要に応じて同期通信と非同期通信を使い分けてサーボを制御することが可能となり、通信負荷を軽減し、サーボ制御システムの性能を向上させることができる。
請求項３および請求項７に記載の発明によると、制御指令を判別し、制御指令により非同期モードと同期モードを使い分けるので、サーボ制御システムの効率が向上する。
請求項４および請求８に記載の発明によると、同期モードの制御と非同期モードの制御をサーボドライブの制御周期単位でリアルタイムに切替えることができ、サーボ制御システムの効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、サーボ制御システムの制御モードについて以下に説明する。
同期通信を使用してデータのやり取りを行いサーボドライブを制御する制御モードを同期モード、非同期通信を使用してデータのやり取りを行いサーボドライブを制御する制御モードを非同期モードとする。
同期モードでは、制御周期毎にデータの送受信を行う必要がある。サーボ制御システムにおいて、多軸の補間などのように軌跡を制御するような場合には、各軸に対して制御周期毎に制御指令を出す必要があり、同期モードで制御する必要があるが、位置決めするだけであれば、制御周期毎に制御指令を出す必要はなく、位置決め完了後に次の制御指令を出せば良いので、非同期モードでも制御が可能である。
また、多軸の制御を行う場合、軸間で同期する必要がある軸と、同期せずに単軸で動けば良い軸がある。同期する軸については同期モードが必要であるが、同期が必要ない軸は非同期モードで良い。
実施例１では、位置決め制御しか行わないようなサーボ制御システムで、非同期通信のみを使用する場合を説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施例１にかかるサーボ制御システムの構成を示す図である。
この実施例１では、制御モードは非同期モードを使用するものとする。
図１において、１はコントローラであり、サーボドライブに対して制御指令を出力する。１０はサーボドライブであり、コントローラ１からの制御指令を受け取り、指令どおりに動作する。２０はネットワークである。
コントローラ１とサーボドライブ１０には、それぞれ非同期通信の制御指令／応答を格納するコントローラ非同期指令／応答格納エリア２と、サーボ非同期指令／応答格納エリア１１を持つ。
コントローラ１は、ユーザが作成しあらかじめコントローラ１内に格納されている動作指令を１つ解析して制御指令を作成し、その制御指令をコントローラ非同期指令／応答格納エリア２に格納する。この制御指令はネットワーク２０を介してサーボ非同期指令／応答格納エリア１１に出力される。
サーボドライブ１０は、制御周期毎に、サーボ非同期指令／応答格納エリア１１の制御指令でサーボ制御を行う。
位置決め完了のように、制御指令の制御が完了すると、サーボドライブ１０はサーボ非同期指令／応答格納エリア１１に完了の応答を出力する。このデータはネットワーク２０を介してコントローラ非同期指令／応答格納エリア２に出力される。
コントローラ１は、それを受けて、次の制御指令をコントローラ非同期指令／応答格納エリア２に格納する。
このように、非同期通信を使ってサーボドライブを制御することができる。
これを利用すると、例えばリアルタイム性のないＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）をＯＳとしたパソコンをコントローラとして、サーボ制御をすることが可能となる。
【実施例２】
【００１１】
次に、実施例２で、非同期通信と同期通信を必要に応じて切替えて使用する場合を説明する。
図２は本発明の実施例２にかかるサーボ制御システムの構成を示す図である。
図２において、３０はコントローラであり、サーボドライブに対して制御指令を出力する。４０はサーボドライブであり、コントローラ３０からの制御指令を受け取り、指令どおりに動作する。５０はネットワークである。ネットワーク５０は、同期通信と非同期通信の機能を持つ。また、コントローラ３０はリアルタイムの制御周期を持つ。通常この制御周期と通信周期は同一である。
コントローラ３０とサーボドライブ４０には、それぞれ同期通信の送受信エリア、非同期通信の送受信エリアを持つ。同期通信の送受信エリアは、同期通信における制御指令／応答を格納するエリアで、コントローラ同期指令／応答格納エリア３１、サーボ同期指令／応答格納エリア４１である。非同期通信の送受信エリアには、従来のサーボパラメータなどの制御指令／応答以外のデータを格納するエリアの、コントローラ非制御データ格納エリア３２、サーボ非制御データ格納エリア４２に加えて、非同期通信の制御指令／応答を格納するエリアのコントローラ非同期指令／応答格納エリア３３、サーボ非同期指令／応答格納エリア４３、および同期モード／非同期モードのモード切替えスイッチを格納するエリアのコントローラ制御モード切替えスイッチ３４、サーボ制御モード切替えスイッチ４４がある。
【００１２】
コントローラ制御モード切替えスイッチ３４は、通常、同期モードとなっている。この場合、コントローラ３０は、同期通信の送受信エリアのコントローラ同期指令／応答格納エリア３２に制御指令を格納する。この制御指令は、通信周期毎にネットワーク５０を介してサーボドライブ４０の同期通信受信エリアのサーボ同期指令／応答格納エリア４１に出力される。サーボドライブ４０ではサーボ同期指令／応答格納エリア４１の制御指令を用いて、サーボ制御を実行する。制御応答については、逆の手順でサーボドライブ４０からコントローラ３０に出力される。以上の動作が、通信周期毎に行われる。
【００１３】
図２はコントローラ３０に対してサーボドライブ４０が１台の例であるが、コントローラ３０に対してサーボドライブ４０は複数台が接続可能である。
図３は、本発明の実施例２にかかる複数台のサーボドライブ４０を接続した場合のサーボ制御システムの構成を示す図である。
サーボドライブ４０が複数台接続されている場合、コントローラ６０はコントローラ同期指令／応答格納エリア３１、コントローラ非同期指令／応答格納エリア３３、コントローラ制御モード切替えスイッチ３４を台数分持っており、サーボドライブ４０が制御する軸毎に制御モードを切替えることができる。
【００１４】
次に、制御モードを切替える手順を説明する。
図４は、コントローラの制御モードの切替えと選択のフローチャートである。
ステップＳ１１でユーザが作成した動作指令を１つ解析する。次にステップＳ１２に進み、動作指令が非同期モードかどうかのチェックを行う。例えば、動作指令が位置決めの場合非同期モードとし、補間の場合同期モードとすることが考えられるが、どういう場合を非同期モードとするかは、サーボ制御システムを使用するユーザが決定すれば良い。非同期モードであればステップＳ１３に進み、コントローラ制御モード切替えスイッチ３４を非同期モードにする。次にステップＳ１４で、制御指令をコントローラ非同期指令／応答エリア３３に格納する。ステップＳ１２で、同期モードの場合、ステップＳ１５に進み、コントローラ制御モード切替えスイッチ３４を同期モードにする。その後ステップＳ１６に進み、制御指令をコントローラ同期指令／応答格納エリア３１に格納する。同期モードでは、通信周期毎に制御指令が更新される。
図４のフローチャートで、ステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４が同期／非同期切替え手段３６を構成し、ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１５がコントローラ制御モード選択手段３５を構成する。
【００１５】
次に、制御モードによるサーボドライブの制御について説明する。
図５は、サーボ制御モード選択手段４５のフローチャートである。
ステップＳ２１でサーボ制御モード切替えスイッチ４４が非同期モードかどうかチェックする。非同期モードであればステップＳ２２に進み、サーボ非同期指令／応答格納エリア４３の制御指令でサーボ制御を実行する。ステップＳ２１で同期モードであれば、ステップＳ２３に進み、サーボ同期指令／応答格納エリア４１の制御指令でサーボ制御を実行する。このサーボ制御モード選択手段４５はサーボドライブ４０の制御周期毎に起動される。なお、サーボドライブ４０の制御周期は通常通信周期と同一である。
このように、制御モードが非同期モードであれば、コントローラから出力された非同期通信の制御指令でサーボ制御を実行するので、必要に応じて同期指令と非同期指令を使い分けてサーボを制御することが可能となり、通信負荷を軽減し、サーボ制御システムの性能を向上させることができる。また、制御指令を判別し、制御指令により非同期モードと同期モードを使い分けるので、サーボ制御システムの効率が向上する。また、同期モードの制御と非同期モードの制御をサーボドライブの制御周期単位でリアルタイムに切替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１にかかるサーボ制御システムの構成を示す図
【図２】本発明の実施例２にかかるサーボ制御システムの構成を示す図
【図３】本発明の実施例２にかかる複数台のサーボドライブを接続した場合のサーボ制御システムの構成を示す図
【図４】コントローラの制御モードの切替えと選択のフローチャート
【図５】サーボ制御モード選択手段のフローチャート
【図６】従来のサーボ制御システムの構成を示す図
【符号の説明】
【００１７】
・  ３０、６０、１００  コントローラ
・  ３３  コントローラ非同期指令／応答格納エリア
１０、４０、２００  サーボドライブ
１１、４３  サーボ非同期指令／応答格納エリア
２０、５０、３００  ネットワーク
３１、１０１  コントローラ同期指令／応答格納エリア
３２、１０２  コントローラ非制御データ格納エリア
３４  コントローラ制御モード切替えスイッチ
３５  コントローラ制御モード選択手段
３６  同期／非同期切替え手段
４１、２０１  サーボ同期指令／応答格納エリア
４２、２０２  サーボ非制御データ格納エリア
４４  サーボ制御モード切替えスイッチ
４５  サーボ制御モード選択手段
【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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