(57)【要約】システム構築として複数の遠隔ユニットを有する中央構成を用いた集中ネットワークモーションコントローラ（１０）を配置する方法であり、同期情報を使用して、すべてのシステムおよび軸データを処理ユニットに提供する工程であり、データはサンプリングレートにアップデートされ、すべてのデータ項目は各遠隔ユニットにおいて利用可能である工程（ｉ）と、集中処理ユニットは動作制御を実行し、多軸は位置、速度、電流を測定および運動制御する工程（ｉｉ）と、集中モーションコントローラ（１０）からの同期情報は時間の設定およびすべてのユニットの同期の継続、および遠隔ユニットに任意の低レベルコマンドを遠隔ユニットに送信する工程（ｉｉｉ）とを備える集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム構築として複数の遠隔ユニットを有する中央構成を用いた集中ネットワークモーションコントローラ（１０）を配置する方法であり、
同期情報を使用して、すべてのシステムおよび軸データを処理ユニットに提供する工程であり、データはサンプリングレートにアップデートされ、すべてのデータ項目は各遠隔ユニットにおいて利用可能である工程（ｉ）と、
集中処理ユニットは動作制御を実行し、多軸は位置、速度、電流を測定および運動制御する工程（ｉｉ）と、
集中モーションコントローラ（１０）からの同期情報は時間の設定およびすべてのユニットの同期の継続、および遠隔ユニットに任意の低レベルコマンドを遠隔ユニットに送信する工程（ｉｉｉ）と、
を備える集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項２】
低レベルコマンドは任意のＰＷＭコマンドを含む請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項３】
ケーブルの伝搬遅延を測定して遠隔ユニットまたはマスターユニットを構成して遅延を保障する工程をさらに備える請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項４】
所定のクロック周波数毎の帯域幅を増幅させるために直列ストリームを並列に流すことにより集中通信リンク上の並列／直列通信を用いる工程をさらに備える請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項５】
軸依存アルゴリズムおよび３Ｄエラーマッピングならびに空間位置に基づいたロックイベントを実行する工程をさらに備える請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項６】
マスターユニットから遠隔ユニットへ電力供給を取り入れる工程をさらに備える請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項７】
通信連絡で使われない線上において、集中通信内で直接フィードバックおよび／または入力および出力のプログラム可能／構成可能な接続工程をさらに備える請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項８】
遠隔電力ユニットは処理ユニットを必要としない請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項９】
ロジックデバイスは両側において集中通信リンクを実装する請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１０】
位置フィードバックインターフェースは遠隔ユニットに全般的に実装されている請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１１】
遠隔ユニットからの通信／遠隔ユニットへの通信は部分的にデイジーチェーン接続されている請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１２】
すべての遠隔ユニットの通信はコントローラ（１０）と並行である請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１３】
通信は半二重通信または全二重通信および双方向的通信である請求項１に記載の集中モーションコントローラ配置する方法。
【請求項１４】
同期情報を伝える通信は周期的であり、各バーストは特定のタスクを有する請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１５】
マスターコントローラー（１０）によって生成された情報の種類は同期情報およびオフライン情報を含み、各遠隔ユニットもマスターコントローラー（１０）に対して同期およびオフライン情報を生成する請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１６】
オフライン情報は遠隔ユニットを構成するために送信される請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１７】
オフライン情報は特定のタイミングまたはエフェクトを要求しない請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１８】
マスターコントローラー（１０）から遠隔ユニットに送信されるオフライン情報はマスターコントローラー（１０）からオフライン情報への即時応答である請求項１５に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項１９】
遠隔ユニットが所定外のアクティベーションを実行しないようにし、遠隔ユニットがそれぞれ完全に独立し続けるようにすることを確実にするために安全に実装する工程をさらに備える請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項２０】
１つのマスターに複数の遠隔ユニットを接続する仕組みを少数のマスターに用いられ、集中通信リンク上で相互に接続され、それぞれが自身の遠隔ユニットに接続される仕組みまで拡張する工程をさらに備える請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項２１】
集中モーションコントローラを配置する方法であり、ＥｔｈｅｒＣａｔ、全体システム同期は使用せず、１つの軸に障害が発生した場合、軸間は独立しており同様の障害が発生した場合は即時検出および応答し、双方とも障害がおきた軸レベルおよびシステムレベルにおいてなされる請求項１に記載の集中モーションコントローラを配置する方法。
【請求項２２】
集中ネットワークモーションコントロールシステムであり、
（ｉ）マスターコントローラ（１０）、
（ｉｉ） 複数のサーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）、
（ｉｉｉ）複数のＩ／Ｏユニット（１３Ａ−１３Ｂ）、
（ｉｖ） 複数の集中通信リンク、
（ｖ）  集中通信リンクを受け入れる複数の遠隔ユニットを備え、
マスターコントローラ（１０）からの複数の同期情報はタイミングを設定するのに用いられ、サーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）とＩ／Ｏユニット（１３Ａ−１３Ｂ）間において連続した同期を継続し、
所望のＰＷＭコマンドをマスターコントローラ（１０）からサーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）に転送し、各サーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）から送信された同期情報は応答として、すべてのサンプリングされたデータを転送するために送信される、
集中ネットワークモーションコントロールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモーションコントロールシステムに関し、特に構成の配置方法とその装置および集中工程ユニットと複数の遠隔設置スレイブ周辺器間の通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では、多くの異なったモーションコントロールシステムが提案され、実用化されて市販されてきた。モーションコントロール機構は発展して過去数十年にわたり一つの典型から次の典型にはいったといえる。性能、信頼性、コストはその変化にかかる主な原動力である。様々なシステムの特徴は３つのカテゴリーに分けられる。
【０００３】
従来技術により提示される第１の最古の典型は、図１に示される集中モーションコントロール方法である。この実装は独特な星型構成を示し、集中ユニット、別名モーションコントロールシステムにおけるマスターコントローラは複数の遠隔スレイブユニットに接続され、本環境では軸またはドライブと呼ぶ。マスターコントローラは軸に対して位置および速度の可視範囲を有し、マスターコントローラに接続されたすべての軸同士を同期させることができる。その結果、この特殊な実装がモータおよびシステム特性を上手く制御管理ができる。これは高いパフォーマンスを要求されるシステムにとって典型的な方法選択であり、特に複数の可動軸を綿密に連携する場合に必要である。しかし、すべてのシステムが信号（フィードバック、アンプ、コマンド、入力／出力）を発信するため集中モーションコントローラに直接接続する必要があるため、そのようなシステムには柔軟性がない。よって、インストール、保守およびシステム全体の根本的な信頼性に関して困難を提示する。
【０００４】
さらに、従来技術で議論されたシステムにおいては、電流制御機構は遠隔スレイブユニットによって実行されるタスクであり、その結果、本システムの全体的な制御機構に関してマスターコントローラと遠隔スレイブユニットの緊密な連携が必須となる。より具体的には、各ドライブの位置と速度はマスターコントローラによりデジタルに制御および駆動され、電流制御は全般的に遠隔スレイブユニットにおけるアナログ式回路にて可能である。これはマスターコントローラからすると、モータに注入された電流（モータを作動させるために及ぼす直接的要素）は視認できないため制御できない。最終制御は完全に遠隔スレイブユニットに依存している結果、提案されたシステムでは変更できない負担となる。
【０００５】
他の集中制御手段としては、従来技術に提案されたパルスおよび方向を介し、モーションコントローラは、基本的に軌道を計算し、各ドライブ間がパルスおよび方向コマンドにより通信する媒体に過ぎない。この構成は、位置、速度、電流ループ制御を複雑なオペレーションを単独で実行できる能力があるインテリジェントスレイブドライブを有することで実現する。
【０００６】
この種類のシステムの実装は、物理的なケーブルの配線の点でインストールが容易で柔軟性があるため、マスターコントローラに対して高い信頼性およびコスト削減になる。
【０００７】
しかし、このようなシステムは、低いパフォーマンスと複数の軸間における連携モーションの同期および低いドライブモータの動作と引き換えである。さらに、マスターコントローラと複数の接続されたスレイブユニット間の通信は基本的な形である。それは微調整する能力がない点または特殊な制御アルゴリズムを実装する点により不利になるのでシステムの粒度が他の構成より粗くなる。
【０００８】
さらに、従来の技術によって提案されたもう１つのシステムが分散型制御である。マスターコントローラは現在、ＣＡＮＯｐｅｎあるいはＥｔｈｅｒＣａｔ等のなんらかの標準通信プロトコルを介してインテリジェント装置と通信できるネットワーク化された装置として実現した。
【０００９】
さらに、インテリジェント装置は、マスターコントローラは各通信サイクル中に例えば位置、速度、速度コマンド、電流、電流コマンド等を要求したというすべての関連情報を伝達することによってマスターコントローラと通信する。マスターコントローラは管理制御するオプションを有するので、スレイブユニットに対して動作方法を通知してスレイブユニットが適切なタスクを実行できるとみなす、または通信サイクルの継続時間に合わせて限られた方法でスレイブユニットを明確に制御する。
【００１０】
本体系構成はデイジーチェーンを介して接続されているネットワークである。ネットワークコントローラは１つのスレイブドライブ／モジュールに接続され、その他の各スレイブドライブ／モジュールは相互に繋がれるか接続されている。例えばマスターコントローラとスレイブＡ、スレイブＡとスレイブＢ、スレイブＢとスレイブＣ等である。
【００１１】
本案は、より柔軟性があり接続できる軸の数が多い解決策および簡素化されたケーブル配線レイアウトを提示する。しかし、この解決策は、多数の軸と連繋可能という点では機能が低い欠点があり、その原因は通信サイクル時間であり、それはマスターとスレイブユニット間における通信プロトコルの特有な性質である。さらにこの通信サイクルはシステムに接続されたスレイブユニット数の増加に対応して増加する。
【００１２】
スレイブユニットがより複雑になりかつ機能がより向上するため、そのようなシステムを実装するためにかかる追加コストがかさむ。産業的または商業的利用に適した高い信頼性または精密度で多軸オペレーションという観点から信号の取り込みと起動を要求するタスクを実行するのは、同様に非常に困難または不可能とさえいえる。
【００１３】
性能、簡素さ、信頼性、製造性、柔軟性、安全およびコストといった要因を考慮すると、既存の３つの構成はそれぞれが自らの長所と短所を有する。
【００１４】
その上さらに、上述の案は主な３つの典型である中心コンセプトの融合を従来技術にあるような混合設計の形に制限しない。提案された従来技術のなかには、特筆すべき混合形の１つとしては、ＳｙｎｇＮｅｔ社のリングまたはデイジーチェーン構成を用いる集中モーションコントロールがある。
【００１５】
電流制御がスレイブドライブによって処理される間、位置制御および速度制御は集中コントローラによって実行される。同時に、集中コントローラはネットワーク化されたデバイスであり、電流コマンドをデジタル情報を介して情報を送信し、位置および速度に関するフィードバック情報は集中コントローラにスレイブドライブと同様に通信を返される。
【００１６】
その結果としての構成は集中モーションコントロール構成を取り入れたことで、ドライブからの位置、速度、入力／出力といったフィードバックがデジタル通信の形式で送信されたことで複数のケーブルでのやり方と比較して、複数のドライブ間で非常に高い同期を可能にし、同時にワイヤーの複雑性を大幅に低減させた。
【００１７】
ところが、このシステムは大幅に増加する困難さおよび堅牢で信頼できるシステムを実行する障害と引き換えであり、その原因は各ドライブ間において相互にデジタルチェーン接続されているため重い依存関係にある場合に全てのドライブ間を同期できる固有の複雑さである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記を鑑み、提案された本発明の目的は、改善された構成の仕組みの方法および装置を提供し、および集中マスターユニットと遠隔設置スレイブ周辺器間の通信を提供することである。解決策として提示された現在ある方法の長所をすべて備え、ほとんどの短所がなくなるため、高い性能、高い信頼性、低い製造コストが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記は本発明によって本システム構築の基礎として集中構成を用いて得られた目的である。この実装としては、デジタル通信プロトコルの形式を用いてマスターユニットと、スレイブユニットまたは複数のスレイブユニット間において情報を伝達する。
【００２０】
より詳細には、遠隔ユニットからマスターコントローラへ戻す情報を中継するデジタルメッセージが用いられた配置制御における様態が議論された。解決策として提案された通信プロトコルはＡｋｒｉｂｉｓ社とＡｇｉｔｏ社によって設計され独占されているシリアル半二重通信である。
【００２１】
提案された解決策は、新規手法を示しており、それにより通信プロトコルを介してデジタル情報を中継し、標準化され採算がとれるケーブルを用いてマスターコントローラに接続された簡便かつ信頼性の高い遠隔ユニットの形式で柔軟性が生まれるので、システムが非常に高いデータ転送速度に達することを可能にする。
【００２２】
通信プロトコルのもう１つの観点はエラー検出および補正アルゴリズムの実装にあり、  超高速データ転送速度が可能になるだけでなく転送データの信頼性を保証する。補正処置により転送された情報を符号化することで、この通信方法は騒音に関してより高い許容性が可能になる。
【００２３】
他の提案された発明の構成は星型設計にある。マスターコントローラはスレイブユニットまたは複数のスレイブユニットと個別に接続されている。本発明はすべての計算の集計ならびに各遠隔ユニットからマスターコントローラの状態の可視範囲を有する概念を提供する。さらに構造上の見地から一体的になる。
【００２４】
本発明に示される基本的な操作をデカップリングすることで、本発明はマスターコントローラに接続されたスレイブユニットの種類への依存度を減少させ、よって将来における拡大および複数の汎用機器との互換性を容易にする。これらの特徴はいかなるシステムにおいても本質的に望ましいので、システムの向上に適した改良である。
【００２５】
さらには、マスターコントローラに複雑さと計算能力を強化した演算を増強することにより、システム全体のコストは徹底的に削減して、緊密な連携および同期を要求する多数の軸を必要とするシステムとしては著しく経済的になる。
【００２６】
さらに、本発明の目的はスレイブユニットの複雑さを簡略化することであり、操作上では単に電力アンプとし、基本的な操作はＣＰＬＤ（または他のロジックデバイス）を用いて実装するデジタルのロジックで可能であり、スレイブユニットとマスター間で情報を通信する機能を有する。
【００２７】
スレイブユニットによって収集されたすべてのフィードバック情報（位置フィードバック、電流検出、入力／出力、温度等）は高速データ転送速度  で集中コントローラに戻され、対応する低レベルコマンドは集中コントローラから遠隔ユニットに送信されて対応するモータまたは離散／アナログ出力を操作する。
【００２８】
本明細書に記載の図面は説明の目的のみであり、そしていかなる側面においても本開示における範囲を制限する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は従来の集中コントロールシステムのシステムフローを示す。
【図２】図２はパルスと方向を用いた従来の集中コントロールを示す。
【図３】図３は従来の分散型コントロールシステムを示す。
【図４】図４は本発明における集中コントロールネットワーク制御である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
下記の記述は本質的に例示のみであり、本明細書における開示、用途および使用を制限する意図はない。全般的に図面において、対応する符号は類似のものまたは対応する部分および特徴を示す。
【００３１】
図１は従来の集中コントロールのシステムフローを示し、位置および速度の点からすべての軸（モータ）の可視範囲を有することで同期が可能になる。
【００３２】
図２は従来の集中コントロールの方法をパルスと方向によって示し、モーションコントローラは軌道を計算し、パルスおよび方向コマンドを介して各ドライブと通信する。
【００３３】
図３は分散型コントロールとして既知であり、従来のコントロールのネットワークを示し、ＣＡＮＯｐｅｎまたはＥｔｈｅｒＣａｔ等の標準化通信プロトコルの形を介してインテリジェントドライブと通信が可能である。
【００３４】
本発明のモーションコントロールシステムの集中ネットワーク化構成を開示する。本構成は、より高性能で、より低コストであり、よりよい連携および同期が可能で、ケーブル配線および接続の複雑さがさらに減少し、システム全体の信頼性が向上して動作する。コントロールネットワークの仕組みは、マスターユニットに接続された複数のスレイブユニットが共有されないため、スレイブユニットの数が増加してもシステム性能は低下しないような方法で帯域幅が構成されている。この方式は一般的であり、本特許明細書に記載されているように、マスターユニットとスレイブユニット間の通信が通信規格、方法、ネットワークに準拠している限りは、回転モータ、リニアモータ、ボールねじモータに制限されない。
【００３５】
本明細書で開示された分散型モーションコントロールシステムの制御方法は、分散したコントローラを集中コントローラに組み込んで集約化させることを含む。つまり、それぞれの分散型コントロール／電源ユニットに最初から内蔵されていた分散したコントローラは集中コントローラに置き換えられ、遠隔ユニットは簡単な電気回路とローカルセンサー、入力／出力を接続して動作をし、かつ集中コンピューターと通信する電源ユニットとしてだけ委ねる。
【００３６】
図４において、マスターコントローラ１０と、複数の遠隔電力／サーボアンプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、複数の遠隔Ｉ／Ｏ ユニット１３Ａ、１３Ｂと、それぞれが所定の遠隔ユニット（１２Ａ−１２Ｄ、１３Ａ−１３Ｂ）がマスターコントローラ１０に接続されている複数の集中通信リンク（１１）とを備える集中ネットワークコントロールシステムを示す。コントロールシステムはオプションでユーザ・インターフェースＰＣ２０をも備える。 本発明において、非常に速い応答を要求する特別な特性をサポートするため、選択されたフィードバック（３０）とＩ／Ｏの（４０）が直接マスターコントローラ１０に接続される直接接続のオプションがある。ある条件下では、２つ以上の遠隔ユニット（例えば１３Ａ、１３Ｂ）はマスターコントローラ１０との接続数を減らすためにチェーン接続されることがある。
【００３７】
本発明の実施形態において、リモートユニット１２Ａ−１２Ｄは、モータ、入力、出力等のインターフェースを遠隔システムに提供するために用いられており、ＣＰＵまたはＤＳＰのような埋め込み型処理ユニットを有する必要がない。比較的単純なロジック回路を有する小型の基板のみ、集中通信リンクを実装し、かつ遠隔ユニットのフィードバック、入力／出力を接続して動作するために用いられる。本発明の遠隔ユニット１２Ａ−１２Ｄ、１３Ａ、１３Ｂは従来の分散システムユニットと比較すると、より簡便で安価である。
【００３８】
遠隔ユニット（１２Ａ−１２Ｄ、１３Ａ−１３Ｂ）と集中マスターコントローラ間の集中通信（以下、Ｃ−Ｉリンクとする）はデジタルシリアル通信であるが、基本的にそれは１：１の通信である。つまり、すべての遠隔ユニットは（それぞれ）並列かつ独立してマスターコントローラ１０と通信を行っている。その通信は双方向でありかつ半二重または全二重でありえる。遠隔ユニットとコントローラ１０間の通信は適切なタイミングでバーストを実行し、各バーストは特定のタスクとタイミングを有し、また情報の転送に用いられると同時にすべてのユニットとマスターコントローラ１０を同期するので、ユニット間でもそれを行う。
【００３９】
高周波データバーストは、Ｃ−Ｉリンクにおけるマスターユニットと各遠隔ユニット間の情報送信方法であるが、リンクは電源が入ったときに作動し、障害復旧の際は直流も含めた低周波で作動し、動作通信情報と比べて優先度が高い情報（リセット要求等）を転送する。
【００４０】
同期は通信ケーブルの長さによって決まるので、本発明は各遠隔ユニットでのケーブルの伝達遅延を測定するために埋め込み型の特徴を備えており、タイミングオフセットを調節するための各遠隔ユニットの構成は非常に小型である。遠隔ユニットはタイミングイベント（フィードバック、ＰＷＭカウンター等のサンプリング）を調節することにより、各ユニットが異なるケーブルの長さを有していても、すべての遠隔ユニットは完全同期を実行する。
【００４１】
実施形態において、マスターコントローラ１０から各遠隔ユニットに集中コントロールネットワークを介して通信される情報は２種類ある（情報の種類が追加されることもある）。１種類目は同期情報であり２種類目はオフライン情報である。１つ目はマスターコントローラ１０から遠隔ユニット１２Ａ−１２Ｄ（および１３Ａ−１３Ｂ）に情報（ＰＷＭコマンドまたは出力コマンドといった主にコマンド）を伝達するのに用いられる。２つ目は単にマスターコントローラ１０から遠隔ユニットへ情報（主に構成）を伝達するのに用いられる。
【００４２】
同様に、遠隔ユニットからマスターコントローラ１０に伝達される情報は２種類ある。どちらもマスターコントローラからの通信情報への応答である。１つ目は同期（主にフィードバックおよび入力データ）であり、２つ目はオフライン（主に構成データ）である。同期された情報はマスターコントローラ１０のサイクル内において厳密なタイミングを有し、それぞれのコントロールサイクルにおいて実行される。
【００４３】
マスターから遠隔へのオフライン情報は一般的に遠隔ユニットを構成するために送信され、概して（制限はしないが）電源が入った直後に送信される。マスターから遠隔への構成情報には特定のタイミング要件はない。遠隔からマスターへのオフライン情報は、マスターから遠隔へのオフライン情報が応答された直後にのみ送信され、情報の受信確認および要求データを報告するために用いられる。
【００４４】
本発明の実施形態において、集中コントロールネットワークプロトコルは高性能モーションコントロールシステムの厳格な要求を提供するために定義される。同期情報は制御ループの遅延を最小限にするため可能な限り短い。同期されたマスターから遠隔への情報はすべての並列ユニットで生成される。その精度はナノ秒単位まで下がり、システム内のすべてのユニットが最適化された同期を確実にする。複数の安全機能は、複数のＣＲＣ、エラー検出ユニットといったユニットの誤操作を防ぐためにプロトコル内で統合される。
【００４５】
本発明のネットワーキングは、コントロールシステムの低い階層で実装され、最小限のプロトロルで実行される。１つの情報あたりのビット数を最小限に維持するが、マスターコントローラ１０にリアルタイムですべてのシステム内データを監視できるようにする。システムは同じく並列で動作するので、特別なハードウェアおよび／またはコストが必要にならずとも高速転送速度に達する。データストリーム送信と受信はプログラマブルロジックデバイスによって双方で完全に処理される。安定して広く使用されているＬＶＤＳ （ＢＬＶＤＳ）物理層技術は使用するオプションの１つである。または、長いケーブルで５〜５０ＭＨｚの周波数において信頼性の高い通信を提供できるその他の物理層でもよい。現在使われているＬＶＤＳ技術は非常高い周波だが、ここでは５０ＭＨｚより大きい周波数、あるいは５０ＭＨｚ未満の周波数は必要ない。
【００４６】
本発明の集中コントローラはすべての機械および軸データを１つのＣＰＵ基板に提供する。なお、データはコントロールサンプリングレートにアップデートされて、すべてのデータ項目は遠隔ユニットにまで達する。集中コントローラ１０は機械挙動ならびに位置、速度、電流等の多軸モーションおよびコントロールを実行する。
【００４７】
集中ネットワークコントローラ１０は多軸コントロール軌跡性能が高く、軸依存アルゴリズムを容易に実行する。コントローラ１０はさらに複雑な３Ｄエラーマッピング、空間のロック／イベント等の複雑なフィードバック機能を容易にサポートし、すべての関連データが常に利用可能なため、機械ロジックを容易に実行する。電源ユニットまたはＩ／Ｏ１３Ａ、１３Ｂユニットは遠隔操作でき、順応性があり、コントローラ１０およびユーザー／機械に対してまったく存在を意識させない。
【００４８】
１つの軸における安全と障害はその他の軸になんの影響を及ぼさず、コントローラ１０と遠隔ユニット１２Ａ−１２Ｄ（および１３Ａ−１３Ｂ）はナノ秒単位で同期される。
【００４９】
提示された構成および通信方法は、組み込まれた特性として、複雑な方法（ＥｔｈｅｒＣａｔの使用等）の必要なしにシステム全体の同期（ナノ秒単位まで下がっている）を提供する。その同期は、１つの軸に障害が発生した場合、軸間は独立しており同様の障害が発生した場合は障害がおきた軸レベルおよびシステムレベルにおいて双方とも即時検出および応答する。
【００５０】
提示された構成は、集中―Ｉリンクケーブルの無線でマスターから遠隔ユニットに電力を供給することを前提に集中―Ｉリンクを遠隔ユニット（高出力の「騒がしい」切り替えサーボアンプでもよい）分離する任意の機構を備える。
【００５１】
本発明における軸数は制限があるが、マスターコントローラ１０にあるさらに高性能な処理ユニットは計算能力の限界を克服するために使用され、配電盤は増設通信リンクを増設するために使用される。さらに、本方法は、同様の概念／技術を用いることによりマスターユニットが階層化されるので、サポートされる遠隔ユニットの数が増える。
【００５２】
本明細書の記載は本質的に例示のみであり、変更は教示された範囲内に収まるよう意図された本明細書に記載された要旨から外れていない。そのような変更は教示の本質および範囲から外れていないとみなす。
【図１】
2018520396.tif 000003
【図２】
2018520396.tif 000004
【図３】
2018520396.tif 000005
【図４】
2018520396.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月25日(2016.1.25)
【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】
システム構築として複数の遠隔ユニットを有する中央構成を用いた集中ネットワークモーションコントローラ（１０）を配置する方法であり、
同期情報を使用して、すべてのシステムおよび軸データを処理ユニットに提供する工程であり、データはサンプリングレートにアップデートされ、すべてのデータ項目は各遠隔ユニットにおいて利用可能である工程（ｉ）と、
集中処理ユニットは動作制御を実行し、多軸は位置、速度、電流を測定および運動制御する工程（ｉｉ）と、
集中モーションコントローラ（１０）からの同期情報は時間の設定およびすべてのユニットの同期の継続、および遠隔ユニットに任意の低レベルコマンドを遠隔ユニットに送信する工程（ｉｉｉ）と、
を備える集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項２】
低レベルコマンドは任意のＰＷＭコマンドを含む請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項３】
ケーブルの伝搬遅延を測定して遠隔ユニットまたはマスターユニットを構成して遅延を保障する工程をさらに備える請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項４】
所定のクロック周波数毎の帯域幅を増幅させるために直列ストリームを並列に流すことにより集中通信リンク上の並列／直列通信を用いる工程をさらに備える請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項５】
軸依存アルゴリズムおよび３Ｄエラーマッピングならびに空間位置に基づいたロックイベントを実行する工程をさらに備える請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項６】
マスターユニットから遠隔ユニットへ電力供給を取り入れる工程をさらに備える請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項７】
通信連絡で使われない線上において、集中通信内で直接フィードバックおよび／または入力および出力のプログラム可能／構成可能な接続工程をさらに備える請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項８】
遠隔電力ユニットは処理ユニットを必要としない請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項９】
ロジックデバイスは両側において集中通信リンクを実装する請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１０】
位置フィードバックインターフェースは遠隔ユニットに全般的に実装されている請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１１】
遠隔ユニットからの通信／遠隔ユニットへの通信は部分的にデイジーチェーン接続されている請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１２】
すべての遠隔ユニットの通信はコントローラ（１０）と並行である請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１３】
通信は半二重通信または全二重通信および双方向的通信である請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラ配置する方法。
【請求項１４】
同期情報を伝える通信は周期的であり、各バーストは特定のタスクを有する請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１５】
マスターコントローラー（１０）によって生成された情報の種類は同期情報およびオフライン情報を含み、各遠隔ユニットもマスターコントローラー（１０）に対して同期およびオフライン情報を生成する請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１６】
オフライン情報は遠隔ユニットを構成するために送信される請求項１５に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１７】
オフライン情報は特定のタイミングまたはエフェクトを要求しない請求項１５に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１８】
マスターコントローラー（１０）から遠隔ユニットに送信されるオフライン情報はマスターコントローラー（１０）からオフライン情報への即時応答である請求項１５に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項１９】
遠隔ユニットが所定外のアクティベーションを実行しないようにし、遠隔ユニットがそれぞれ完全に独立し続けるようにすることを確実にするために安全に実装する工程をさらに備える請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項２０】
１つのマスターに複数の遠隔ユニットを接続する仕組みを少数のマスターに用いられ、集中通信リンク上で相互に接続され、それぞれが自身の遠隔ユニットに接続される仕組みまで拡張する工程をさらに備える請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項２１】
集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法であり、ＥｔｈｅｒＣａｔ、全体システム同期は使用せず、１つの軸に障害が発生した場合、軸間は独立しており同様の障害が発生した場合は即時検出および応答し、双方とも障害がおきた軸レベルおよびシステムレベルにおいてなされる請求項１に記載の集中ネットワークモーションコントローラを配置する方法。
【請求項２２】
集中ネットワークモーションコントロールシステムであり、
（ｉ）マスターコントローラ（１０）、
（ｉｉ） 複数のサーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）、
（ｉｉｉ）複数のＩ／Ｏユニット（１３Ａ−１３Ｂ）、
（ｉｖ） 複数の集中通信リンク、
（ｖ）  集中通信リンクを受け入れる複数の遠隔ユニットを備え、
マスターコントローラ（１０）からの複数の同期情報はタイミングを設定するのに用いられ、サーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）とＩ／Ｏユニット（１３Ａ−１３Ｂ）間において連続した同期を継続し、
所望のＰＷＭコマンドをマスターコントローラ（１０）からサーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）に転送し、各サーボアンプ（１２Ａ−１２Ｄ）から送信された同期情報は応答として、すべてのサンプリングされたデータを転送するために送信される、
集中ネットワークモーションコントロールシステム。
【国際調査報告】
2018520396.tif 000007
2018520396.tif 000008