(57)【要約】【課題】モータの位置データを伝送し再生処理する方法およびその方法を実施する駆動制御システムを得ること。【解決手段】「Ａ伝送路５上の伝送周期（第１の周期）」＜「Ｂ伝送路６上の伝送周期（第２の周期）である状況下において、駆動制御装置１は、位置検出器４が第１の周期でＡ伝送路５上に送出したモータ３の位置データをその第１の周期でサンプリングし、所定数のサンプリング位置データを一つにまとめてデータ塊とし、それを（図に示す「パックデータ０１２」である）第２の周期でＢ伝送上に送出する。位置決め制御装置２は、Ｂ伝送路６からパックデータを第２の周期で取り込み、それを第１の周期で元の個々の位置データに戻す再生処理とそれに基づく推定処理とを行う。【選択図】        図１
2007213154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動制御する第１の装置と、前記モータの位置情報を必要とする１つまたは複数の第２の装置とが共通の伝送路を介して接続される駆動制御システムであり、前記第２の装置は主に前記モータの位置決め指令を生成する装置であるが、前記モータの位置に応じて所定の処理を行う装置が必要に応じて含まれる場合に、
前記第１の装置は、
検出された前記モータの位置情報を第１の周期でサンプリングするステップと、
前記サンプリングした位置データをサンプリング順に一括化して複数の位置データからなるデータ塊を生成するステップと、
前記共通の伝送路に前記データ塊を前記第１の周期に同期しかつ当該第１の周期よりも長い第２の周期で送出するステップとを含み、
前記第２の装置は、
前記共通の伝送路から前記第２の周期で受信した前記データ塊を前記第１の周期でサンプリングして元の個々の位置データを再生するステップを含む
ことを特徴とするモータの位置データを伝送し再生処理する方法。
【請求項２】
前記第２の装置は、
前記再生した位置データに到達する時刻を前記モータの位置決め指令のプロファイル情報に基づき算出するステップと、
当該算出した再生位置データに到達する時刻を前記第１の装置でのサンプリング時点から当該第２の装置での再生時点までの時間に基づき補正するステップと、
当該補正した時刻での再生位置データを前記位置決めプロファイル情報に基づき算出するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載のモータの位置データを伝送し再生処理する方法。
【請求項３】
前記補正するステップは、
前記算出した再生位置データに到達する時刻に前記第１の装置でのサンプリング時点から当該第２の装置での再生時点までの時間を加算するステップと、
前記加算した時刻から、前記モータの位置決め指令を生成する装置が前記共通の伝送路に前記第２の周期で送出したその位置決め指令の受信後前記モータが当該指令位置に到達するまでの時間を減算するステップと
を含むことを特徴とする請求項２に記載のモータの位置データを伝送し再生処理する方法。
【請求項４】
前記共通の伝送路では、前記第２の周期を２分した一方の周期で前記第２の装置においける前記モータの位置決め指令を生成する装置がその位置決め指令を前記第１の装置向けに送出し、他方の周期で前記第１の装置が前記データ塊を前記第２の装置向けに送出することが行われることを特徴とする請求項１に記載のモータの位置データを伝送し再生処理する方法。
【請求項５】
モータを駆動制御する駆動制御装置と前記モータの位置決め指令を生成する位置決め制御装置とが共通の伝送路を介して接続される駆動制御システムにおいて、
前記駆動制御装置は、
検出された前記モータの位置情報を第１の周期でサンプリングする手段と、
前記サンプリングした位置データをサンプリング順に一括化した複数の位置データからなるデータ塊を生成する手段と、
前記共通の伝送路に前記データ塊を前記第１の周期に同期しかつ当該第１の周期よりも長い第２の周期で送出する手段とを備え、
前記位置決め制御装置は、
前記共通の伝送路から前記第２の周期で受信した前記データ塊を前記第１の周期でサンプリングして元の個々の位置データを再生する手段を備えている
ことを特徴とする駆動制御システム。
【請求項６】
前記共通の伝送路には、前記モータの位置に応じた所定の処理を行う周辺装置が接続され、当該周辺装置は、前記共通の伝送路から前記第２の周期で受信した前記データ塊を前記第１の周期でサンプリングして元の個々の位置データを再生する手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の駆動制御システム。
【請求項７】
前記位置決め制御装置は、
前記再生した位置データに到達する時刻を前記モータの位置決め指令のプロファイル情報に基づき算出する手段と、
前記算出した再生位置データに到達する時刻を前記駆動制御装置でのサンプリング時点から当該再生時点までの時間で補正する手段と、
当該補正した時刻での位置データを前記位置決めプロファイル情報に基づき算出する手段と
を備えていることを特徴とする請求項５に記載の駆動制御システム。
【請求項８】
前記位置決め制御装置と前記周辺装置は、それぞれ、
前記再生した位置データに到達する時刻を前記モータの位置決め指令のプロファイル情報に基づき算出する手段と、
前記算出した再生位置データに到達する時刻を前記駆動制御装置でのサンプリング時点から当該再生時点までの時間で補正する手段と、
当該補正した時刻での位置データを前記位置決めプロファイル情報に基づき算出する手段と
を備えていることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項９】
前記補正する手段は、
算出した当該再生した位置データに到達する時刻に前記駆動制御装置でのサンプリング時点から当該再生時点までの時間を加算する手段と、
前記加算した時刻から、前記位置決め制御装置が前記共通の伝送路に前記第２の周期で送出した前記位置決め指令の受信後前記モータが当該指令位置に到達するまでの時間を減算する手段と
を備えていることを特徴とする請求項７または８に記載の駆動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータの位置データを伝送し再生処理する方法およびその方法を実施する駆動制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動制御システムは、数値制御装置やロボット、半導体製造装置、電子デバイスの実装装置等に使用される駆動制御を必要とする種々のメカトロ製品に使用されている。この駆動制御システムでは、サーボモータ等のモータの高速高精度位置決め制御が必要になる。これは、一般的に、次のようにして行われている。すなわち、モーションコントローラ等の位置決め制御装置が位置決め指令を生成しサーボアンプ等の駆動制御装置に送出する。駆動制御装置は、モータの現在位置を該指令位置に追従させる制御を行なう。その場合、モータの現在位置をエンコーダ等の位置検出器が高速高精度に検出し、駆動制御装置は、指令位置とその検出した現在位置との誤差がゼロになるように、モータの現在位置を指令位置に高速高精度に追従させている。
【０００３】
そして、システムによっては、前記位置検出器が検出した現在位置データを、駆動制御装置のみならず、位置決め制御装置やモータの位置に応じて所定の処理を行なう画像処理センサ、トリガパルス発生装置等の周辺装置に直接フィードバックする場合もある。
【０００４】
前記画像処理センサは、位置決め中のワークがずれた場合等において使用し、例えば、モータがある位置に達した時に画像処理センサがワークを撮像し、画像処理にてワークの位置ずれ量を計測し、位置決め指令を補正する信号を出力する。
【０００５】
また、前記トリガパルス発生装置は、モータがある所定の位置になった場合に、ワークの撮像のためのカメラのシャッタ信号を発生させる等、モータの所定位置でイベントを起動するためのトリガ信号を発生する。
【０００６】
ところで、従来、位置決め制御装置が生成する位置指令は、回転角度一単位に対して１パルスのパルス信号を生成し、単位時間あたりのパルス数の多少に応じてモータの速度や位置を制御していた。しかし、パルス信号をそのまま伝送するため、伝送距離や伝送環境によっては、ノイズ等の影響を受けやすく、モータの高速高精度化に制限を生じている。
【０００７】
そこで、昨今では、位置決め制御装置と駆動制御装置と間にデータ通信路を設け、パルス信号を位置指令データ化して送受信し、上記単位時間当たりのパルス数送出による制限をなくす形態が採られている（例えば、特許文献１）。図７を参照して、その概要を説明する。
【０００８】
図７は、データ通信によって制御指令を伝送する従来の駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。例えば、特許文献１では、図７に示すように、位置決め制御装置である数値制御装置３０と駆動制御装置である３台の数値制御駆動装置３１，３２，３３との間に２方向の伝送路３５，３６を設け、相互間で位置決め指令データを授受する形態が示されている。３台の数値制御駆動装置３１，３２，３３には、それぞれ１台のモータ３８，３９，４０が接続されている。
【０００９】
伝送路３５は、数値制御装置３０内のドライバ４２と、数値制御駆動装置３１，３２，３３内のレシーバ４３，４４，４５とを接続し、数値制御駆動装置３１，３２，３３が数値制御装置３０の送信データを共通に受信する共通受信ラインとなっている。
【００１０】
また、伝送路３６は、数値制御装置３０内のレシーバ４７と、数値制御駆動装置３１内のレシーバ４８及びドライバ４９と、数値制御駆動装置３２内のレシーバ５０及びドライバ５１と、数値制御駆動装置３３内のレシーバ５２及びドライバ５３とを接続し、１台の数値制御駆動装置が他の２台の数値制御駆動装置と数値制御装置３０とに共通のデータを送信する共通送信ラインとなっている。
【００１１】
図７に示す構成において、数値制御装置３０は、制御サイクル毎に制御指令をデータ送信路である共通受信ライン３５に送信する。数値制御駆動装置３１，３２，３３は、それぞれ、該送信データから各自に割り当てられた制御指令を読み取り、モータ３８，３９，４０を制御する。また、数値制御駆動装置３１，３２，３３は、検出した位置、速度、電流等の制御量を検出データとして、また警告、アラームを診断データとして、それぞれデータ受信路である共通送信ライン３６に送信する。このように、数値制御装置３０は、３台の数値制御駆動装置３１，３２，３３に対して、共通制御周期毎に位置決め指令等の制御指令を送出するとともに、数値制御駆動装置３１，３２，３３のそれぞれが送出した位置速度等の制御量（検出データ）やモニタデータ（診断データ）を受信できるようになっている。
【００１２】
以上はデータ通信による制御指令の伝送であるが、さらに、駆動制御装置に接続されたモータの現在位置に関しても、従来では、位置検出器が現在位置を示すパルス列信号を駆動制御装置に送出していたが、前記と同様な理由で位置検出器と駆動制御装置と間にデータ通信路を設け、位置検出器が検出した現在位置をデータ化して駆動制御装置に送信するようになってきている。
【００１３】
一般的に、位置検出器から現在位置データを受け取る駆動制御装置では、位置誤差をゼロにするための位置フィードバックループを形成し、高速なフィードバック制御を実現する必要があるので、位置決め制御装置が駆動制御装置に送信する位置決め指令の伝送周期と、位置検出器が駆動制御装置に送信する現在位置データの伝送周期とを比較すると、後者の方が前者よりも周期を短く、より高速な伝送を行う必要がある。例えば、前者が数ｍｓの周期に対して、後者は数１０μｓの周期となる。
【００１４】
しかし、このように駆動制御装置と位置決め制御装置との間の伝送周期が、位置検出器と駆動制御装置との間の伝送周期よりも長いと、位置検出器が検出した位置データを、駆動制御装置を経由して位置決め制御装置に伝送する場合、例えば図８に示すように、位置検出器が検出した位置データの一部が失われる場合がある。
【００１５】
図８は、駆動制御装置と位置決め制御装置との間の伝送周期が位置検出器と駆動制御装置との間の伝送周期よりも長い状況下で、位置検出器が検出した位置データを、駆動制御装置を経由して位置決め制御装置に伝送する場合のタイミング関係を説明するタイムチャートである。
【００１６】
図８において、（１）位置決め制御装置・駆動制御装置間伝送クロックは、位置決め制御装置と駆動制御装置との間での伝送クロックであり、その伝送周期がＴである。（２）位置検出器側位置データは、位置検出器から駆動制御装置に伝送する位置データであり、位置検出器は検出した位置データ０，１，２，３・・を、１伝送周期Ｔを複数に等分割する周期ｔで駆動制御装置に伝送し、駆動制御装置は周期ｔ毎に０，１，２，３・・と位置データを取得する場合を示している。（３）伝送パケットは、駆動制御装置から位置決め制御装置への伝送パケットであり、駆動制御装置が周期Ｔ毎に位置検出器が検出した位置データ０，４，８・・を位置決め制御装置に伝送する場合を示している。（４）位置決め制御装置側再生位置データは、位置決め制御装置が取得再生した位置検出器が検出した位置データ０，４，８・・を示している。
【００１７】
このように、駆動制御装置と位置決め制御装置との間の伝送周期Ｔが位置検出器と駆動制御装置との間の伝送周期ｔよりも長い状況下で、位置検出器が検出した位置データを、駆動制御装置を経由して位置決め制御装置に伝送する場合、駆動制御装置は周期Ｔで位置データをサンプリングして位置決め制御装置に伝送するので、位置検出データの一部０，４、８・・しか伝送できないことが起こる。
【００１８】
そこで、従来では、現在位置を推定する各種の方法が提案されている（例えば特許文献２，３）。まず、図９を参照して、特許文献２での開示内容を説明する。図９は、位置検出器が検出した位置データを、駆動制御装置と位置決め制御装置とに伝送する従来の駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。
【００１９】
図９に示す駆動制御システムは、位置決め制御装置であるモーションコントローラ６０と、駆動制御装置であるサーバドライバ６１と、サーボモータ（Ｍ）６２と、位置検出器であるシリアルエンコーダ（ＥＮ）６３とを備え、モーションコントローラ６０は時間計測回路６４を内蔵している。シリアルエンコーダ６３とサーボドライバ６１およびモーションコントローラ６０とは、それぞれシリアル通信線Ｓ１，Ｓ２で接続されている。
【００２０】
図９において、通信線Ｓ１によって、サーボドライバ６１から一定周期でシリアルエンコーダ６３に送信される指令に対し、シリアルエンコーダ６３は、位置データやアラーム情報等の応答をシリアルデータとして出力する。
【００２１】
モーションコントローラ６０は、サーボドライバ６１からの指令とシリアルエンコーダ６３からの応答とを、信号線Ｓ２を介してモニタし、シリアルエンコーダ６３からのシリアル位置データを取込むとともに、シリアル位置データの入力開始時刻とスキャン開始時刻との間の時間を時間計測回路６４にて測定する。
【００２２】
そして、モーションコントローラ６０は、時間計測回路６４が測定した時間に基づき、サーボドライバ６１と非同期でスキャンする自モーションコントローラ６０の遅延時間を演算し、自モーションコントローラ６０がスキャンを開始する時刻におけるサーボモータ６２の現在位置を後述するように推定する。モーションコントローラ６０はサーボドライバ６１と別線路で接続されており、上記のように推定したスキャン開始時刻におけるサーボモータ６２の位置データに基づきサーボドライバ６１に制御データを送信する。
【００２３】
上記の現在位置の推定では、モーションコントローラ６０のスキャン開始時刻と、シリアル位置データの入力開始時刻との間の時間Ｔを測定し、モーションコントローラ６０の当該スキャン開始時刻に関して最近の過去にモーションコントローラ６０が入力した複数のシリアル位置データに基づいて前記時間Ｔから、当該スキャン開始時刻におけるシリアル位置データを推定する方法が採られる。このように、特許文献２では、一次の補間多項式によって、過去の位置データから比例配分的にスキャン開始時刻の位置を求めることが開示されている。
【００２４】
また、特許文献３では、一定周期で位置データを出力する位置検出手段と、前記一定周期よりも遅い周期で該位置データを読み込んで位置制御を行うサーボ制御手段と、前記位置検出手段が位置データを出力したときに計時を開始し、前記サーボ制御手段による位置データの読み込み指令でタイマデータを出力するタイマ手段と、前記タイマデータに基づいて過去の位置データとの比例配分で現在の位置データを推定補正し、補正された位置データを前記サーボ制御手段に出力する位置データ処理手段とからなる位置制御装置が開示されている。
【００２５】
【特許文献１】特開平９−３４５２０号公報（数値制御駆動装置のデータ処理方法）
【特許文献２】特開２００２−３４１９４３号公報（サーボモータの位置データをモーションコントローラへ入力する方法およびその方法を実施する装置）
【特許文献３】特開平８−１９４５４１号公報（位置制御装置）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
以上のように、従来では、位置決め制御装置と駆動制御装置との間での位置決め指令の伝送には一のデータ伝送路を使用し、駆動制御装置もしくは周辺装置と位置検出器との間でのモータ位置の伝送には、より伝送周期の短い別のデータ伝送路を使用しているので、次のような問題がある。
【００２７】
まず、伝送周期の異なる複数種類の伝送路が必要となり配線が複雑になる。またモータ位置の伝送路は伝送周期を短くするため高価な高速通信デバイスが必要になる。そして、位置決め指令の伝送路での伝送周期は、モータの位置データの伝送路に比較して長いために、位置検出器が検出したモータ位置データの一部は伝送できず、また、位置決め制御装置が取得した位置データは伝送遅延分過去のデータとなるので、現在のモータの位置データを推定する必要が生じる。
【００２８】
しかし、上記特許文献３に開示された方法では、伝送遅延を計測するためにタイマ手段を設けるので、回路規模が増大する。また、タイマ計測の開始トリガは、駆動制御装置がモータの現在位置を取得した時刻で発生してタイマ手段に伝送し、タイマ計測の終了トリガは、位置決め制御装置が駆動制御装置から当該モータの位置データを取得した時刻で発生してタイマ手段に伝送する必要があるので、実現方法が複雑になり、トリガ信号用の通信線も必要になる。
【００２９】
また、現在のモータの位置データを推定する場合も、上記特許文献２に開示された方法では、位置決め制御装置は、伝送遅延分過去のデータに基づいて、補間多項式によって現在位置を推定するので、伝送遅延が大きい場合は、モータの位置の変動も大きく、単なる補間多項式では推定誤差も大きくなる。例えば、比例配分による一次の補間では、モータの位置変動が微小時間に直線的に変動する場合には誤差が少ないが、伝送遅延が大きい場合には、その遅延の間に必ずしも直線的な変動にならない場合が発生するので、誤差が増大する。
【００３０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、駆動制御装置が共通の伝送路に接続される位置決め制御装置や周辺装置（画像処理センサもしくはトリガパルス発生装置等）に対して位置検出器が検出したモータの位置データの全てを確実に伝送し、受信側では、漏れなく再生してモータの現在位置を高精度に推定することを可能にするモータの位置データを伝送し再生処理する方法およびその方法を実施する駆動制御システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上述した目的を達成するために、この発明にかかるモータの位置データを伝送し再生処理する方法は、モータを駆動制御する第１の装置と、前記モータの位置情報を必要とする１つまたは複数の第２の装置とが共通の伝送路を介して接続される駆動制御システムであり、前記第２の装置は主に前記モータの位置決め指令を生成する装置であるが、前記モータの位置に応じて所定の処理を行う装置が必要に応じて含まれる場合に、前記第１の装置は、検出された前記モータの位置情報を第１の周期でサンプリングするステップと、前記サンプリングした位置データをサンプリング順に一括化して複数の位置データからなるデータ塊を生成するステップと、前記共通の伝送路に前記データ塊を前記第１の周期に同期しかつ当該第１の周期よりも長い第２の周期で送出するステップとを含み、前記第２の装置は、前記共通の伝送路から前記第２の周期で受信した前記データ塊を前記第１の周期でサンプリングして元の個々の位置データを再生するステップを含むことを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、第１の装置である駆動制御装置と第２の装置である位置決め制御装置（さらに周辺装置）とが共通の伝送路を介して接続される場合に、駆動制御装置は共通の伝送路に接続される位置決め制御装置や周辺装置（画像処理センサもしくはトリガパルス発生装置等）に対して位置検出器が検出したモータの位置データの全てを確実に伝送することができるので、受信側では、漏れなく再生することができる。したがって、モータの位置情報を必要とする受信側の第２の装置である位置決め制御装置や周辺装置では、モータの現在位置を高精度に推定することが可能になる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、駆動制御装置が共通の伝送路に接続される位置決め制御装置や周辺装置（画像処理センサもしくはトリガパルス発生装置等）に対して位置検出器が検出したモータの位置データの全てを確実に伝送し、受信側では、漏れなく再生できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に図面を参照して、この発明にかかるモータの位置データを伝送し再生処理する方法およびその方法を実施する駆動制御システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるモータの位置データを伝送し再生処理する方法を実施する駆動制御システムの構成を示すブロック図である。図１で示す駆動制御システムは、駆動制御装置１と、駆動制御装置１にＢ伝送路６を介して接続される位置決め制御装置２と、駆動制御装置１が駆動制御するモータ３と、モータ３の位置検出を行う位置検出器４とを備え、駆動制御装置１と位置検出器４とは、Ａ伝送路５を介して接続されている。
【００３６】
ここで、駆動制御装置１では、位置誤差をゼロにするための位置フィードバックループを形成し、高速なフィードバック制御を実現する必要がある。そのため、駆動制御装置１が位置検出器４からＡ伝送路５を介してモータ３の現在位置データを受け取る位置検出周期（これを「第１の周期」という）は、駆動制御装置１が位置決め制御装置２からＢ伝送路６を介して位置指令を受け取る周期（これを「第２の周期」という）よりも短くなっている。これは、従来例で説明した事項である。
【００３７】
この実施の形態では、「Ａ伝送路５上の伝送周期（第１の周期）」＜「Ｂ伝送路６上の伝送周期（第２の周期）である状況下において、駆動制御装置１は、第１の周期で受け取るモータ３の位置データの全てを第２の周期で位置決め制御装置２に確実に伝送し、位置決め制御装置２は第２の周期で受け取る位置データの全てを第１の周期で漏れなく再生し、モータ３の現在位置を推定するようになっている。
【００３８】
すなわち、駆動制御装置１は、位置決め制御装置２が第２の周期でＢ伝送路６上に送出する位置決め指令をその第２の周期で取り込むことと、位置検出器４が第１の周期でＡ伝送路５上に送出したモータ３の位置データをその第１の周期でサンプリングし、所定数のサンプリング位置データを一つにまとめてデータ塊とし（以降、これを単に「パック」という）、それを第２の周期でＢ伝送上に送出する（図１に示す「パックデータ０１２」である）こととを行う。
【００３９】
また、位置決め制御装置２は、位置決め指令を第２の周期でＢ伝送路６上に送出することと、Ｂ伝送路６からパックデータを第２の周期で取り込み、それを第１の周期で元の個々の位置データに戻す再生処理（以降、これを単に「アンパック」という）とそれに基づく推定処理とを行う。
【００４０】
これによって、例えば図２に示すように、駆動制御装置１と位置決め制御装置２との間では、共通の伝送路であるＢ伝送路６を使用して、モータ３の位置データの伝送と再生処理及び推定処理との動作が行われる。なお、図２は、図１に示す駆動制御システムにおいてモータの位置データを伝送し再生処理する動作を説明するタイミングチャートである。
【００４１】
図２において、（１）Ｂ伝送路伝送クロックは、Ｂ伝送路６上の伝送クロックであり、その伝送周期である第２の周期はＴである。（２）位置検出器側位置データは、位置検出器４が第２の周期Ｔを複数に等分割する第１の周期ｔ（図示例ではｔ＝Ｔ／４）で駆動制御装置１に伝送する位置データであり、駆動制御装置１は周期ｔ毎に０，１，２，３・・と位置データを取得する。第１の周期ｔは、位置検出器４が検出した位置データを更新するタイミングである。ここまでは、従来例と同様である。
【００４２】
（３）伝送パケットは、第２の周期Ｔ毎にＢ伝送路６上に送出されるパケットデータである。これは、第２の周期Ｔの前半周期において駆動制御装置１が位置決め制御装置２に送信する「位置データ」と、第２の周期Ｔの後半周期において位置決め制御装置２が駆動制御装置１に送信する「位置決め指令」とからなる。駆動制御装置１と位置決め制御装置２は、このようなタイミング関係で、「位置データ」と「位置決め指令」とを送信するようになっている。なお、伝送データ量が多い場合は、Ｂ伝送路６は、送信路と受信路とを分け、二線式の伝送路にしても良い。
【００４３】
ここで、駆動制御装置１が位置決め制御装置２に送信する「位置データ」は、第１の周期ｔでサンプリングしてパック化したパックデータであり、図示するように、位置検出器４が各第２の周期Ｔ内に検出した位置データの組であるパックデータ「０１２３」「４５６７」「８９ＡＢ」「ＣＤＥＦ」・・が順に位置決め制御装置２に向けて送信される。
【００４４】
このとき、駆動制御装置１では、位置検出器４の位置データをサンプリングし、そのサンプリングした４個の位置データをパック化し、第２の周期Ｔに同期してＢ伝送路６に送出するので、位置データの更新タイミングである（２）位置検出器側位置データと（１）Ｂ伝送路伝送クロックの立ち上がりとの時間差をａとすれば、規定の遅延時間「ａ＋Ｔ」が発生する。但し、第１の周期ｔと第２の周期Ｔのタイミング制御は、どちらも駆動制御装置１にて行うので、両周期を容易に同期化でき、時間差ａは既知で一定にすることができる。
【００４５】
また、駆動制御装置１と位置決め制御装置２との同期に関しては、駆動制御装置１と位置決め制御装置２とは、Ｂ伝送路６にて接続されており、第２の周期Ｔの伝送クロックを伝送するクロック線を両装置間に設置すれば、容易に両装置は第２の周期Ｔで同期化することができる。
【００４６】
同期方法としては、その他、例えばＢ伝送路６にて同期用のパケットデータを一方が他方に向けて送信し、受信側は該同期用のパケットであるか否かを判定し、同期用パケットであれば同期パケットを受信判定したタイミングで再同期するようにしてもよい。これによれば、第２の周期Ｔの伝送クロックを伝送するクロック線を両者へ入力しなくとも、通信パケットのみで同期させることが可能である。
【００４７】
例えば、位置決め制御装置２が、自装置の第２の周期Ｔのクロックに同期して、ある時間に同期用パケットデータを駆動制御装置１に送信し、駆動制御装置１は自装置の第２の周期Ｔのクロックを、該同期用パケット受信後の一定時間後に再生出力するように再同期すれば、位置決め制御装置２の前記クロックに対して、一定時間後に駆動制御装置１の同クロックを再生でき、両者の同期をとることが可能となる。
【００４８】
したがって、図２では、位置決め制御装置２による位置検出器４の位置データの再生タイミングである（４）位置制御装置側再生位置データと、位置制御装置２による位置検出器４の現在位置データの推定タイミングである（５）位置制御装置側推定位置データとでは、駆動制御装置１と同じ（１）Ｂ伝送路伝送クロックのタイミングで再生及び推定が行われるとしている。
【００４９】
（４）位置制御装置側再生位置データでは、位置決め制御装置２は、第２の周期Ｔ毎に位置データの組「０１２３」「４５６７」「８９ＡＢ」「ＣＤＥＦ」・・を順に取り込み、それを第１の周期ｔでサンプリングしてアンパックし、位置検出器４の位置データを漏れなく再生する。
【００５０】
このとき、パックデータの伝送開始から位置決め制御装置２による位置データの再生開始までも遅延が発生し、（１）Ｂ伝送路伝送クロックの立ち上がりと再生タイミング（図示例では推定タイミングでもある）との時間差をｂとすれば、規定の遅延時間「Ｔ＋ｂ」が発生する。但し、位置決め制御装置２においても、第１の周期ｔと第２の周期Ｔとを容易に同期化できるので、時間差ｂも既知で一定にすることができる。
【００５１】
つまり、駆動制御装置１及び位置決め制御装置２において、第１の周期と第２の周期とを同期化し、駆動制御装置１と位置決め制御装置２との間では、第２の周期を同期化することで、駆動制御装置１がモータ３の位置データを取得してからＢ伝送路６経由で位置決め制御装置２が受信再生するまでの時間を既知で一定にすることができるので、先行技術で開示されたようなタイマが不要になる。
【００５２】
したがって、図２では、駆動制御装置１がモータ３の現在位置データをサンプリングしてから位置決め制御装置２が該位置データを再生するまでの遅延時間は、ａ＋Ｔ＋Ｔ＋ｂ＝２Ｔ＋ａ＋ｂとなっている。つまり、位置検出器４が伝送した位置データを駆動制御装置１がサンプリングした後、位置決め制御装置２が該位置データを再生した場合、所定の遅延が発生し、再生時のモータの現在位置は既にその遅延分だけ先に進み、再生したモータの位置データは該所定の遅延時間分過去の位置データである。
【００５３】
（５）位置制御装置側推定位置データは、このように所定の遅延時間「２Ｔ＋ａ＋ｂ」分過去の位置データから推定した「２Ｔ＋ａ＋ｂ」時間先の位置検出器４の位置データであるが、位置検出器４の位置データの全てを用いて推定するので、高精度な結果が得られる。
【００５４】
この現在位置の推定は、既知の位置指令のプロファイル情報をもとに行う。位置指令のプロファイル情報とは、位置決め動作中の任意時刻に対するモータの位置や速度の関係を示す情報で（図３、図４参照）、一般的には、時刻−速度との関係をグラフ化し、加速時、低速度時、減速時の位置決めの挙動を定義したものであり、「台形加減速タイプ」や「Ｓ字加減速タイプ」等が良く知られている。通常、位置決め制御を実施する位置決め制御装置にとっては既知の情報である。
【００５５】
この推定動作は、次のようにして行われる。すなわち、位置決め制御装置２は、前記再生した位置データに到達する時刻を前記モータの位置決め指令のプロファイル情報に基づき算出し、当該算出した再生位置データに到達する時刻を駆動制御装置１でのサンプリング時点から当該再生時点までの時間に基づき補正し、当該補正した時刻での位置データを前記位置決めプロファイル情報に基づき算出する。
【００５６】
そして、前記算出した再生位置データに到達する時刻を駆動制御装置１でのサンプリング時点から当該再生時点までの時間に基づき補正する処理では、前記算出した再生位置データに到達する時刻に駆動制御装置１でのサンプリング時点から当該位置決め制御装置２での再生時点までの時間を加算し、当該加算した時刻から、当該位置決め制御装置２がＢ伝送路６に第２の周期で送出したその位置決め指令の受信後モータ３が当該指令位置に到達するまでの時間を減算することが行われる。
【００５７】
以下、図３と図４を参照して、具体的に説明する。なお、図３は、図１に示す位置決め制御装置が保持する位置指令のプロファイル情報である時刻とモータ位置との関係を示す図である。図４は、図１に示す位置決め制御装置が保持する位置指令のプロファイル情報である時刻とモータ速度との関係を示す図である。
【００５８】
図４から理解できるように、この実施の形態で用いる位置指令のプロファイル情報は、直線的に加速し、定速運転後、直線的に減速するいわゆる「台形加減速タイプ」である。また、図３では、加速度運転中は二次関数的に位置が増加し、定速運転では一次関数的に位置が増加後、減速度運転になると二次関数的に位置が減少し、目標位置に到達することが示されている。
【００５９】
位置決め制御装置２が再生した位置データを、それぞれ、Ｐ（ｔ0），Ｐ（ｔ1），Ｐ（ｔ2），Ｐ（ｔ3）とすると、既知の「位置指令プロファイル」から対応する時刻は、図３に示すように、時刻ｔ0，ｔ1，ｔ2，ｔ3であることが分かる。
【００６０】
次に、時刻ｔ0，ｔ1，ｔ2，ｔ3に対して、遅延時間分先の時刻を求める。例えば、２Ｔ＋ａ＋ｂを伝送遅延時間とすると、２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ0，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ1，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ2，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ3が求められる。
【００６１】
さらに、前記で求めた遅延時間先の時刻の推定位置を「位置指令のプロファイル情報」から逆算して求める。この実施の形態では、図３から、２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ0，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ1，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ2，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ3に対応する位置をそれぞれ求めると、Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ0），Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ1），Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ2），Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ3）となる。
【００６２】
なお、図５は、指令位置とそれに対するモータの現実位置との関係を示す図である。現実の位置決め制御では、位置指令に対してモータ位置は遅れ、ある遅れ後に目標とする指令位置に達する。図５で示すように、「位置指令のプロファイル情報」では、実線（イ）のように時刻ｓで指令位置Ｐ（ｓ）になるよう定義されるが、実際には点線（ロ）に示すように該遅れ分Δｓ加算後に指令位置Ｐ（ｓ）になる。
【００６３】
したがって、場合によっては、その遅れを補正する必要が生じる。一般的に、この遅れは、起動時等以外では一定である場合が多いので、その補正の一方法として、図５の実線（イ）に示す「位置指令のプロファイル情報」を使用して、Δｓ時間前の時間、今の例では、２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ0−Δｓ，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ1−Δｓ，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ2−Δｓ，２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ3−Δｓに対応する位置をそれぞれ求め、Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ0−Δｓ），Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ1−Δｓ），Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ2−Δｓ），Ｐ（２Ｔ＋ａ＋ｂ＋ｔ3−Δｓ）を補正後の推定位置としても良い。
【００６４】
以上のように、「位置指令のプロファイル情報」に基づき、位置決め制御装置が再生した位置検出器の位置データ情報と、場合によっては対象システムの位置決め遅れ情報とに基づき、位置検出器が検出する再生時（現在）の位置データを高精度に推測することができる。
【００６５】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２によるモータの位置データを伝送し再生処理する方法を実施する駆動制御システムの構成を示すブロック図である。図６では、図１（実施の形態１）に示した構成において、Ｂ伝送路６に、画像処理センサやトリガパルス発生装置等の周辺装置７を追加して接続した場合が示されている。
【００６６】
この実施の形態２では、各装置は次のように動作する。位置決め制御装置２は、駆動制御装置１への位置決め指令をＢ伝送路６上に第２の周期で周期的に伝送する。位置検出器４は、検出したモータ３の位置データを第１の周期でＡ伝送路５上に送出する。駆動制御装置１は、Ａ伝送路５から位置検出器４が検出するモータ３の位置データを第１の周期でサンプリングして取り込み、Ｂ伝送路６上に第２の周期で取り込んだ位置決め指令に基づきモータ３に所定の位置決め制御を実施する。
【００６７】
駆動制御装置１は、モータ３の位置決め制御と並行して、第１の周期でサンプリングした所定数の位置データをパック化し、それをパックデータとして第２の周期でＢ伝送路６上に送出する。なお、図６では、周辺装置７のみがパックデータを受信するかのように示してあるが、パックデータの送信方法は、実施の形態１と同様であり、位置決め制御装置２も同様に受信する。
【００６８】
周辺装置７は、実施の形態１にて説明した位置決め制御装置２と同様の手順で、駆動制御装置１が第２の周期でＢ伝送路６上に送出したパックデータをその第２の周期で取り込み、それを第１の周期でアンパックして全ての位置データを漏れなく再生し、モータ３の実際の現在位置を推定する。
【００６９】
ここで、周辺装置７である画像処理センサは、位置決め中のワークがずれた場合等において使用される。例えば、画像処理センサは、モータがある位置に到達した場合に、ワークを撮像し、画像処理にてワークの位置ずれ量を計測し、その位置ずれ量を位置決め指令の補正値として位置決め制御装置２にフィードバックする。位置決め制御装置２は、受け取った補正値に基づき位置指令の補正を行う。
【００７０】
また、周辺装置７であるトリガパルス発生装置は、モータ３がある所定の位置になった場合に、ワークを撮像するカメラのシャッタ信号を発生させる等、モータの所定位置でイベントを起動するためのトリガ信号を発生する場合等に使用する。
【００７１】
このように、実施の形態１，２によれば、位置決め制御装置または画像処理センサもしくはトリガパルス発生装置等の周辺装置と駆動制御装置との間の伝送路のみを使用して、位置検出器が検出したモータの位置データを位置決め制御装置もしくは周辺装置に対して漏れなく伝送できるので、位置決め制御装置もしくは周辺装置では全ての位置データを再生して高精度に現在位置の推定が行える。先行技術に示されるタイマ手段等を必要としないので、伝送路の配線コストを低減し、省配線にできる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、この発明にかかるモータの位置データを伝送し再生処理する方法およびその方法を実施する駆動制御システムは、数値制御装置やロボット、半導体製造装置、電子デバイスの実装装置等に使用される駆動制御を必要とする種々のメカトロ製品に使用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の実施の形態１によるモータの位置データを伝送し再生処理する方法を実施する駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す駆動制御システムにおいてモータの位置データを伝送し再生処理する動作を説明するタイミングチャートである。
【図３】図１に示す位置決め制御装置が保持する位置指令のプロファイル情報である時刻とモータ位置との関係を示す図である。
【図４】図１に示す位置決め制御装置が保持する位置指令のプロファイル情報である時刻とモータ速度との関係を示す図である。
【図５】指令位置とそれに対するモータの現実位置との関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるモータの位置データを伝送し再生処理する方法を実施する駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
【図７】データ通信によって制御指令を伝送する従来の駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図８】駆動制御装置と位置決め制御装置との間の伝送周期が位置検出器と駆動制御装置との間の伝送周期よりも長い状況下で、位置検出器が検出した位置データを、駆動制御装置を経由して位置決め制御装置に伝送する場合のタイミング関係を説明するタイムチャートである。
【図９】位置検出器が検出した位置データを、駆動制御装置と位置決め制御装置とに伝送する従来の駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  駆動制御装置
２  位置決め制御装置
３  モータ（Ｍ）
４  位置検出器（ＥＮ）
５  Ａ伝送路
６  Ｂ伝送路
７  周辺装置（画像処理センサ、トリガパルス発生装置等）
【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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