(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸ロボットの各軸の駆動モータに対してそれぞれ設けられたモータ制御部と、
予め設定された複数種類のＰＷＭ信号を発生して、各モータ制御部に送出する共通のＰＷＭ信号発生器と、
共通Ｉ／Ｏインタフェースを介して速度選択指令及び方向切替指令を各モータ制御部に送出する制御用ＣＰＵと、を含んでおり、
各モータ制御部が、制御用ＣＰＵからの速度選択指令に基づいて、ＰＷＭ信号発生器からの予め設定された複数種類のＰＷＭ信号のうち適宜のＰＷＭ信号を選択し、制御用ＣＰＵからの方向切替指令に基づいて、駆動モータの回転方向を切り替えて、駆動回路により対応する駆動モータを駆動することを特徴とする、多軸ロボット用モータ制御装置。
【請求項２】
前記各モータ制御部が、前記制御用ＣＰＵからの速度選択指令に基づいて、前記ＰＷＭ信号発生器からのＰＷＭ信号を選択する速度選択回路と、前記制御用ＣＰＵからの方向切替指令に基づいて、前記駆動モータの回転方向を切り替える方向切替回路と、を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の多軸ロボット用モータ制御装置。
【請求項３】
前記共通Ｉ／Ｏインタフェースが、ＰＩＯにより構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の多軸ロボット用モータ制御装置。
【請求項４】
前記駆動回路が、パワーＦＥＴブロックにより構成されていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の多軸ロボット用モータ制御装置。
【請求項５】
前記ＰＷＭ信号発生器で発生される複数種類のＰＷＭ信号が、互いにデューティ比の異なるＰＷＭ信号であることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の多軸ロボット用モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多軸ロボットの各軸の駆動モータをそれぞれ独立的に制御するための多軸ロボット用モータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような多軸ロボット用モータ制御装置は、例えば図３に示すように構成されている。図３において、多軸ロボット用モータ制御装置１は、多軸ロボット（図示せず）の各軸の駆動モータ（ＤＣモータ）２に関して、それぞれ設けられた複数個（図面には一つのみが示されている）のモータ制御部３と、各モータ制御部３に対してアナログ信号を送出する複数個（図示の場合、３個）のＤ／Ａ変換回路４と、各Ｄ／Ａ変換回路４に対してそれぞれデジタル制御信号を送出する制御用ＣＰＵ５と、から構成されている。
【０００３】
上記各モータ制御部３は、それぞれＰＷＭ信号発生器６と、コンパレータ７と、パワーＦＥＴブロック８と、から構成されている。ＰＷＭ信号発生器６は、それぞれ対応する駆動モータ２の回転速度に対応した複数種類のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生させるものである。
【０００４】
上記コンパレータ７は、Ｄ／Ａ変換回路４から供給されるアナログ速度信号の電圧とモータ中立電圧とを比較して、その差分の大きさに対応したＰＷＭ信号を選択すると共に、その差分の極性に基づいて回転方向を検出して、この回転方向に対応した極性で、選択したＰＷＭ信号をパワーＦＥＴブロック８に供給するように構成されている。
【０００５】
上記パワーＦＥＴブロック８は、コンパレータ７からのＰＷＭ信号に基づいてプッシュプル増幅を行ない、駆動信号として駆動モータ２に供給するようになっている。ここで、上記パワーＦＥＴブロック８は、極性の異なる二種類のプッシュプルアンプを組み合わせるように構成されている。
【０００６】
上記Ｄ／Ａ変換回路４は、制御用ＣＰＵ５から供給されるモータ制御のためのデジタル信号をアナログ変換して、モータ制御部３のコンパレータ７に出力するようになっている。
【０００７】
このような構成によれば、多軸ロボットの各軸の駆動モータ２は、モータ制御部３が、それぞれ制御用ＣＰＵ５からＤ／Ａ変換回路４を介して供給されるモータ制御のためのアナログ信号とＰＷＭ信号発生器６からのＰＷＭ信号とを比較して、パワーＦＥＴブロック８を制御することにより駆動される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成の多軸ロボット用モータ制御装置１においては、モータ制御部３に入力されるモータ制御用信号がアナログ信号であることから、オフセット調整する必要がある。このため、各モータ制御部３のコンパレータ７には、オフセット調整回路としての可変抵抗または半固定抵抗７ａが設けられており、この可変抵抗または半固定抵抗７ａを適宜に調整することにより、モータ中立（停止）電圧をゼロ調整するようにしている。
【０００９】
したがって、多軸ロボットの各軸の駆動モータに関して、それぞれ対応するモータ制御部３のコンパレータ７のゼロ調整を行なうことが必要であり、操作が煩雑になると共に、各モータ制御部３にそれぞれＰＷＭ信号発生器６が備えられていることから、各モータ制御部３の構造が複雑になり、コストが高くなってしまうと共に、モータ制御部３そしてモータ制御装置１全体が大型化してしまう。
【００１０】
本発明は、以上の点にかんがみ、簡単な構成により低コストで小型に構成され得るようにした、多軸ロボット用モータ制御装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、多軸ロボットの各軸の駆動モータに対してそれぞれ設けられたモータ制御部と、予め設定された複数種類のＰＷＭ信号を発生して、各モータ制御部に送出する共通のＰＷＭ信号発生器と、共通Ｉ／Ｏインタフェースを介して速度選択指令及び方向切替指令を各モータ制御部に送出する制御用ＣＰＵとを含んでおり、各モータ制御部が、制御用ＣＰＵからの速度選択指令に基づいて、ＰＷＭ信号発生器からの予め設定された複数種類のＰＷＭ信号のうち適宜のＰＷＭ信号を選択し、制御用ＣＰＵからの方向切替指令に基づいて、駆動モータの回転方向を切り替えて、駆動回路により対応する駆動モータを駆動することを特徴とする、多軸ロボット用モータ制御装置により達成される。
【００１２】
本発明による多軸ロボット用モータ制御装置は、好ましくは、各モータ制御部が、制御用ＣＰＵからの速度選択指令に基づいて、ＰＷＭ信号発生器からのＰＷＭ信号を選択する速度選択回路と、制御用ＣＰＵからの方向切替指令に基づいて駆動モータの回転方向を切り替える方向切替回路と、を含んでいる。
【００１３】
本発明による多軸ロボット用モータ制御装置は、好ましくは、上記共通Ｉ／ＯインタフェースがＰＩＯにより構成されている。
【００１４】
本発明による多軸ロボット用モータ制御装置は、好ましくは、上記駆動回路がパワーＦＥＴブロックにより構成されている。
【００１５】
本発明による多軸ロボット用モータ制御装置は、好ましくは、上記ＰＷＭ信号発生器で発生される複数種類のＰＷＭ信号が互いにデューティ比の異なるＰＷＭ信号である。
【００１６】
上記構成によれば、多軸ロボットの各軸の駆動モータに対してそれぞれ設けられたモータ制御部がＰＷＭ信号発生器を備えておらず、共通の一つのＰＷＭ信号発生器からの複数種類のＰＷＭ信号がそれぞれ各モータ制御部に送出されるようになっているので、各モータ制御部が小型に低コストで構成され得る。
また、各モータ制御部には、従来の多軸ロボット用モータ制御装置のようにアナログ信号が入力されるのではなく、制御用ＣＰＵから共通Ｉ／Ｏインタフェースを介してデジタル信号である速度選択指令及び方向切替指令が入力されるので、オフセット調整の必要がない。
したがって、各モータ制御部内にオフセット調整のための可変抵抗や半固定抵抗が不要となり、各モータ制御部がより一層小型に、そして低コストで構成され得る。
【００１７】
各モータ制御部が、制御用ＣＰＵからの速度選択指令に基づいて、ＰＷＭ信号発生器からのＰＷＭ信号を選択する速度選択回路と、制御用ＣＰＵからの方向切替指令に基づいて、駆動モータの回転方向を切り替える方向切替回路とを含んでいる場合には、各モータ制御部にて、速度選択回路により制御用ＣＰＵからの速度選択指令に基づいてＰＷＭ信号発生器からのＰＷＭ信号が選択され、また方向切替回路により制御用ＣＰＵからの方向切替指令に基づいて、駆動モータの回転方向が切り替えられる。
【００１８】
上記共通Ｉ／ＯインタフェースがＰＩＯにより構成されている場合には、制御用ＣＰＵがこのＰＩＯ（Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｉ／Ｏ）を直接に制御して、速度選択指令及び方向切替指令を、各モータ制御部に転送することができる。
【００１９】
上記駆動回路がパワーＦＥＴブロックにより構成されている場合には、選択されたＰＷＭ信号及び切り替えられた回転方向に基づいて、パワーＦＥＴブロックが、対応する駆動モータを駆動することになる。
【００２０】
このようにして、本発明によれば、制御用ＣＰＵからのデジタル信号である速度選択指令及び方向切替指令に基づいて、各モータ制御部が、共通の一つのＰＷＭ信号発生器からの複数種類のＰＷＭ信号から適宜のＰＷＭ信号を選択し、回転方向を切り替えて駆動回路により対応する多軸ロボットの各軸の駆動モータを駆動する。
したがって、従来の多軸ロボット用モータ制御装置のようにアナログ信号が介在しないので、オフセット調整が不要となると共に、各モータ制御部にそれぞれＰＷＭ信号発生器を設ける必要がない。これにより、各モータ制御部がそれぞれ簡単な構成により低コストでしかも小型に構成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明による多軸ロボット用モータ制御装置の一実施形態の構成を示している。
図１において、多軸ロボット用モータ制御装置１０は、多軸ロボット（図示せず）の各軸の駆動モータ１１に対して、それぞれ設けられた複数個、図示の場合３個のモータ制御部１２と、各モータ制御部に複数種類のＰＷＭ信号を送出する一つのＰＷＭ信号発生器２０と、共通Ｉ／ＯインタフェースであるＰＩＯ２１を介して速度選択指令及び方向切替指令を各モータ制御部１２に送出する多軸制御用ＣＰＵ２２と、から構成されている。
【００２２】
上記ＰＷＭ信号発生器２０は、各駆動モータ１１の回転速度に対応した複数種類のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生させるものである。
ここで、複数種類のＰＷＭ信号は、例えば図２に示すように互いにデューティ比の異なる三種類の信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３である。即ち、第一の信号Ｓ１はデューティ比１００％，第二の信号Ｓ２はデューティ比５０％，第三の信号Ｓ３はデューティ比２５％に設定されている。
【００２３】
上記多軸制御用ＣＰＵ２２は、共通Ｉ／ＯインタフェースとしてのＰＩＯ２１を介して、速度選択指令及び方向切替信号を各モータ制御部１２に送出するように構成されている。
なお、図示の場合、制御用ＣＰＵ２２は、各モータ制御部１２の速度選択回路１３に対してそれぞれ二種類の速度選択指令を送出するようになっている。
また、制御用ＣＰＵ２２は、各モータ制御部１２の方向切替回路１４に対してそれぞれ方向切替指令を送出するようになっている。
【００２４】
ここで、上記ＰＩＯ２１は、Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｉ／Ｏであり、制御用ＣＰＵ２２により直接に制御されるようになっている。なお、上記ＰＩＯ２１の代わりに、他の種類の共通Ｉ／Ｏインタフェースが設けられていてもよい。
【００２５】
上記各モータ制御部１２は、それぞれ速度選択回路１３と方向切替回路１４とパワーＦＥＴブロック１５とから構成されている。上記速度選択回路１３は、上記制御用ＣＰＵ２２からＰＩＯ２１を介して入力される速度選択指令に基づいて、ＰＷＭ信号発生器２０から入力される複数種類のＰＷＭ信号から適宜のＰＷＭ信号即ち信号Ｓ１，Ｓ２またはＳ３を選択して出力するようになっている。
【００２６】
なお、速度選択回路１３は、上記何れの信号Ｓ１，Ｓ２またはＳ３も選択せずに、０電位の信号Ｓ０を出力することも可能である。これにより、速度選択回路１３は、各信号Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２またはＳ３の選択により、例えばデューティ比０％，２５％，５０％及び１００％の信号を方向切替回路１４に対して送出することになる。
【００２７】
上記方向切替回路１４は、上記制御用ＣＰＵ２２からＰＩＯ２１を介して入力される方向切替指令に基づいて、速度選択回路１３からのＰＷＭ信号の極性を切り替えるように構成されている。
【００２８】
上記パワーＦＥＴブロック１５は、方向切替回路１４からのＰＷＭ信号に基づいてプッシュプル増幅を行ない、駆動信号として対応する駆動モータ１１に供給するようになっている。ここで、上記パワーＦＥＴブロック１５は、極性の異なる二種類のプッシュプルアンプを組み合わせて構成されており、上記方向切替回路１４により何れかのプッシュプルアンプに択一的にＰＷＭ信号が入力されるようになっている。
【００２９】
本発明実施形態による多軸ロボット用モータ制御装置１０は以上のように構成されており、以下のように動作する。
即ち、多軸ロボットの各軸の駆動モータ１１に対応するモータ制御部１２は、それぞれ制御用ＣＰＵ２２からＰＩＯ２１を介して入力される速度選択指令及び方向切替指令に基づいて、当該駆動モータ１１の駆動を行なう。
【００３０】
その際、モータ制御部１２は、速度選択指令に基づいて、ＰＷＭ信号発生器２０から入力される複数種類のＰＷＭ信号から一つのＰＷＭ信号、即ち信号Ｓ１，Ｓ２またはＳ３を選択し、あるいは選択せずに、この信号Ｓ１，Ｓ２またはＳ３あるいは０電位の信号Ｓ０を、方向切替回路１４に送出する。
【００３１】
これにより、方向切替回路１４は、方向切替指令に基づいて速度選択回路１３からの信号Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２またはＳ３を、パワーＦＥＴブロック１５の何れかのプッシュプルアンプに送出する。したがって、パワーＦＥＴブロック１５は、方向切替回路１４からの信号Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２またはＳ３に基づいて、設定された速度及び回転方向で駆動モータ１１を駆動することになる。
【００３２】
この場合、各駆動モータ１１の速度を選択するための複数種類のＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生器は、各モータ制御部１２に設けられるのではなく、共通の一つのＰＷＭ信号発生器２０として設けられるので、各モータ制御部１２が小型に、そして低コストで構成されることになると共に、制御用ＣＰＵ２２から各モータ制御部１２に対しては、アナログ信号ではなく速度選択指令及び方向切替指令のデジタル信号が送出されるので、各モータ制御部１２にて速度選択指令のオフセット調整が不要となり、各モータ制御部１２がより一層小型に、そして低コストで構成される。
【００３３】
上述した実施形態においては、多軸ロボットの各軸の駆動モータとして、三つの駆動モータ１１が示されているが、これに限らず、二つまたは四つ以上の駆動モータを備えた多軸ロボットの各軸の駆動モータを駆動制御することも可能である。また、上述した実施形態においては、各モータ制御部１２の駆動回路としてパワーＦＥＴブロック１５が示されているが、これに限らず、他の構成の駆動回路を利用することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、多軸ロボットの各軸の駆動モータに対してそれぞれ設けられたモータ制御部がＰＷＭ信号発生器を備えておらず、共通の一つのＰＷＭ信号発生器からの複数種類のＰＷＭ信号が、それぞれ各モータ制御部に送出されるようになっているので、各モータ制御部が小型に低コストで構成され得る。
また、各モータ制御部には、従来の多軸ロボット用モータ制御装置のようにアナログ信号が入力されるのではなく、制御用ＣＰＵから共通Ｉ／Ｏインタフェースを介してデジタル信号である速度選択指令及び方向切替指令が入力されるので、オフセット調整の必要がない。したがって、各モータ制御部内にオフセット調整のための可変抵抗や半固定抵抗が不要となり、各モータ制御部がより一層小型に、そして低コストで構成される。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により低コストで小型に構成され得るようにした、極めて優れた多軸ロボット用モータ制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多軸ロボット用モータ制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の多軸ロボット用モータ制御装置のＰＷＭ信号発生器で発生する複数種類のＰＷＭ信号の一例を示すタイムチャートである。
【図３】従来の多軸ロボット用モータ制御装置の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０    多軸ロボット用モータ制御装置
１１    多軸ロボットの各軸の駆動モータ
１２    モータ制御部
１３    速度選択回路
１４    方向切替回路
１５    パワーＦＥＴブロック（駆動回路）
２０    ＰＷＭ信号発生器
２１    ＰＩＯ（共通Ｉ／Ｏインタフェース）
２２    制御用ＣＰＵ
【図１】
0004002950.tif 000002
【図２】
0004002950.tif 000003
【図３】
0004002950.tif 000004