(57)【要約】【課題】２台のサーボアンプを通信ケーブルで接続するだけでマスター、スレーブの設定ができ、簡便に同期制御がおこなえるモータ制御システムを提供する。【解決手段】サーボアンプ１（２）は、双方向通信手段１５（２６）の一方に駆動するサーボモータ３（４）のエンコーダ通信ケーブル５（６）が接続され、他方の双方向通信手段１６と双方向通信手段２５を通信ケーブ７で接続しており、装置コントロール部１１（２１）は、通信開始時に出力するセレクタ切替信号１１ｄ（２１ｄ）によって双方向通信手段１５（２５）と装置間通信部１３（２３）またはエンコーダ通信部１２（２２）をセレクタ４（２４）で選択的に接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２台のサーボアンプを相互に接続して同期制御をおこなうモータ制御システムにおいて、
前記サーボアンプは、
駆動するサーボモータの位置情報を検出するエンコーダまたは他方のサーボアンプに接続されて通信をおこなう２系統の双方向通信手段と、
前記エンコーダとの双方向通信制御をおこなうエンコーダ通信部と、
他方のサーボアンプとの双方向通信制御をおこなう装置間通信部と、
前記双方向通信手段と、前記エンコーダ通信部または装置間通信部を接続するセレクタと、
前記エンコーダ通信部からの位置情報と、前記装置間通信部からの他方のモータ制御情報を元にして制御量を演算し、接続されたサーボモータに駆動信号を与えて制御をおこなう装置コントロール部を備え、
各サーボアンプは、前記双方向通信手段の一方に駆動するサーボモータのエンコーダが接続され、他方の双方向通信手段間を通信ケーブで接続しており、
前記装置コントロール部は、通信開始時に出力するセレクタ切替信号によって双方向通信手段と装置間通信部またはエンコーダ通信部を前記セレクタで選択的に接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定することを特徴としたモータ制御システム。
【請求項２】
通信開始時に前記セレクタによって双方向通信手段とエンコーダ通信部を接続したとき、
前記エンコーダ通信部は、エンコーダに対するリクエストを送信し、
前記エンコーダからの応答が受信されたサーボアンプは、同期制御のマスター、応答が受信されないサーボアンプは、スレーブと判定する請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のモータ制御システムにおいて、
サーボアンプは通信開始時に、装置コントロール部が出力するセレクタ切替信号によってエンコーダ通信部と双方向通信手段を接続し、エンコーダ通信部にリクエストコマンドをセットし、双方向通信手段に接続されているケーブルに対してリクエストを送信し、応答有無を判定するステップ１と、
ステップ１において応答有の場合、セレクタ切替信号によって装置間通信部と他方の双方向通信手段を接続し、装置間通信部における装置間通信プロトコルに従った接続を確認するデータの受信有無を判定するステップ２と、
ステップ１において応答無の場合、セレクタ切替信号によってエンコーダ通信部と他方の双方向通信手段を接続し、エンコーダ通信部にリクエストコマンドをセットし、双方向通信手段に接続されているケーブルに対してリクエストを送信し、その応答の有無を判定するステップ３と、
ステップ３において応答有の場合、セレクタ切替信号によって装置間通信部と双方向通信手段を接続し、装置間通信部に接続確認データをセットし、接続先装置からの応答の有無を判定するステップ４を備え、
ステップ１の応答の有無によって、マスター・スレーブのいずれかを推定し、ステップ２で受信有の場合はマスターと確定、ステップ３で応答有の場合、さらにステップ４で応答有の場合はスレーブと確定し、ステップ２、３、４において、受信無または応答無の場合は、接続異常と判定するモータ制御システムの接続判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ケーブルで接続した２台のサーボアンプの同期制御におけるマスター、スレーブの接続状態を自動判定するモータ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に２台のサーボアンプを同期制御させる場合、サーボアンプの一方をマスター、他方をスレーブとして動作させ、上位コントローラからの制御指令をマスター側のサーボアンプに入力して制御する。
【０００３】
その際、マスター側（サーボアンプ）は、上位コントローラからの指令に対してスレーブ側（サーボアンプ）に供給する制御量を演算・決定し、自装置に接続されたモータを駆動させるとともに、スレーブ側のモータ駆動指令をスレーブ側へ転送する。
【０００４】
一方、スレーブ側は、マスター側から転送された指令に従い、スレーブ側のサーボモータを駆動し、フィードバック情報・モータ駆動状態・エラーの有無などのステータス情報をマスター側へ転送する。マスター側では、スレーブ側から転送されたステータス情報と、自装置におけるステータス情報とを合成し、上位コントローラへフィードバックする。以上のように、２台のサーボアンプが持つそれぞれの情報を共有することで、同期制御を実現している。
【０００５】
近年、２軸のサーボモータを同期して駆動する方法として、コントローラから位置指令を受けた一方のサーボ制御装置が、他方のサーボ制御装置に位置指令を伝送することにより２軸のサーボモータを同期して駆動する２軸間同期制御装置において、一方のサーボ制御装置は伝送完了のタイミングで、他方のサーボ制御装置は伝送受信のタイミングで同期して位置検出器からの位置を入力する２軸間の通信手段を備えた２軸間同期制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８５７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２台のサーボアンプを同期制御させるためケーブルで相互を接続して、制御データの送受信をおこなうが、電源投入時など通信を開始する際に、どちらのサーボアンプが先にリクエスト送信を出すかを決めておく必要がある。つまり、通信を開始する前に、２台のサーボアンプをマスターあるいはスレーブといった制御の主と従を識別する設定が必要となり、設定を間違えると正常な同期制御ができなくなる。
【０００７】
例えば、両方のサーボアンプに間違えて同じ設定をした場合、データの送受信がうまくいかず（情報の共有化ができず）、正常に同期制御することができなくなる。また、両方のサーボアンプに、先にリクエストを送信する設定をした場合、通信開始によって互いのリクエスト出力信号が通信ケーブル上で衝突し、通信用トランシーバなどに過大なストレスが掛かり、装置を破損する可能性があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、２台のサーボアンプを通信ケーブルで接続するだけでマスター、スレーブの設定ができ、簡便に同期制御がおこなえるモータ制御システム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】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に記載のモータ制御システムは、２台のサーボアンプを相互に接続して同期制御をおこなうモータ制御システムにおいて、前記サーボアンプは、駆動するサーボモータの位置情報を検出するエンコーダまたは他方のサーボアンプに接続されて通信をおこなう２系統の双方向通信手段と、前記エンコーダとの双方向通信制御をおこなうエンコーダ通信部と、他方のサーボアンプとの双方向通信制御をおこなう装置間通信部と、前記双方向通信手段と、前記エンコーダ通信部または装置間通信部を接続するセレクタと、前記エンコーダ通信部からの位置情報と、前記装置間通信部からの他方のモータ制御情報を元にして制御量を演算し、接続されたサーボモータに駆動信号を与えて制御をおこなう装置コントロール部を備え、各サーボアンプは、前記双方向通信手段の一方に駆動するサーボモータのエンコーダが接続され、他方の双方向通信手段間を通信ケーブで接続しており、前記装置コントロール部は、通信開始時に出力するセレクタ切替信号によって双方向通信手段と装置間通信部またはエンコーダ通信部を前記セレクタで選択的に接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定する。
【００１０】
また、請求項２に記載のモータ制御システムは、通信開始時に前記セレクタの切替えによって双方向通信手段とエンコーダ通信部を接続したとき、前記エンコーダ通信部は、エンコーダに対するリクエストを送信し、前記エンコーダからの応答が受信されたサーボアンプは、同期制御のマスター、応答が受信されないサーボアンプは、スレーブと判定する。
【００１１】
さらに、請求項３に記載のモータ制御システムの接続判定方法は、請求項１または請求項２に記載のモータ制御システムにおいて、サーボアンプは通信開始時に、装置コントロール部が出力するセレクタ切替信号によってエンコーダ通信部と双方向通信手段を接続し、エンコーダ通信部にリクエストコマンドをセットし、双方向通信手段に接続されているケーブルに対してリクエストを送信し、応答有無を判定するステップ１と、ステップ１において応答有の場合、セレクタ切替信号によって装置間通信部と他方の双方向通信手段を接続し、装置間通信部における装置間通信プロトコルに従った接続を確認するデータの受信有無を判定するステップ２と、ステップ１において応答無の場合、セレクタ切替信号によってエンコーダ通信部と他方の双方向通信手段を接続し、エンコーダ通信部にリクエストコマンドをセットし、双方向通信手段に接続されているケーブルに対してリクエストを送信し、その応答の有無を判定するステップ３と、ステップ３において応答有の場合、セレクタ切替信号によって装置間通信部と双方向通信手段を接続し、装置間通信部に接続確認データをセットし、接続先装置からの応答の有無を判定するステップ４を備え、ステップ１の応答の有無によって、マスター・スレーブのいずれかを推定し、ステップ２で受信有の場合はマスターと確定、ステップ３で応答有の場合、さらにステップ４で応答有の場合はスレーブと確定し、ステップ２、３、４において、受信無または応答無の場合は、接続異常と判定する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１−３に記載のモータ制御システムおよびその接続判定方法によれば、２系統の双方向通信手段にエンコーダと通信ケーブルを接続し、エンコーダ通信部と装置間通信部の接続先をセレクタで切替えるため、通信開始時に互いのリクエスト信号が通信ケーブル上で衝突するのを防止でき、装置の破損を防止できる。また、２系統の双方向通信手段にエンコーダと通信ケーブルを接続するだけで、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定でできるため、予めマスター、スレーブの設定が不要になる。
【００１３】
このように、エンコーダおよび通信ケーブルをサーボアンプの２系統の双方向通信手段に接続するだけで、簡便に同期制御がおこなえるモータ制御システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
２台のサーボアンプを相互に接続して同期制御をおこなうモータ制御システムにおいて、前記サーボアンプは、駆動するサーボモータの位置情報を検出するエンコーダまたは他方のサーボアンプに接続されて通信をおこなう２系統の双方向通信手段と、前記エンコーダとの双方向通信制御をおこなうエンコーダ通信部と、他方のサーボアンプとの双方向通信制御をおこなう装置間通信部と、前記双方向通信手段と、前記エンコーダ通信部または装置間通信部を接続するセレクタと、前記エンコーダ通信部からの位置情報と、前記装置間通信部からの他方のモータ制御情報を元にして制御量を演算し、接続されたサーボモータに駆動信号を与えて制御をおこなう装置コントロール部を備え、各サーボアンプは、前記双方向通信手段の一方に駆動するサーボモータのエンコーダが接続され、他方の双方向通信手段間を通信ケーブで接続しており、前記装置コントロール部は、通信開始時に出力するセレクタ切替信号によって双方向通信手段と装置間通信部またはエンコーダ通信部を前記セレクタで選択的に接続し、同期制御におけるマスター、スレーブを自動判定する。以下、図を参照しながら実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明のモータ制御システムの要部ブロック図である。モータ制御システムは、１台の上位コントローラと、２台のサーボアンプおよびサーボモータと、各通信ケーブルで構成される。
【００１５】
図１において、サーボアンプ１には上位コントローラ８が接続され、サーボアンプ１とサーボモータ３はエンコーダ通信ケーブル５で、サーボアンプ２とサーボモータ４はエンコーダ通信ケーブル６で接続されている。サーボアンプ１とサーボアンプ２は、通信ケーブル７によって接続されている。２台のサーボアンプ１，２の構成は同じであり、以下、サーボアンプ１について説明する。
【００１６】
サーボアンプ１は、装置コントロール部１１と、エンコーダ通信部１２と、装置間通信部１３と、セレクタ１４と、２系統の双方向通信手段１５、１６を備えており、以下、構成要素について説明する。
【００１７】
装置コントロール部１１は、マイコンなどで構成されており、上位コントローラ８から入力される制御情報８ａを元に、自装置のモータ位置指令とサーボアンプ２へ送信する位置指令を決定し、送信する位置指令に駆動開始／停止などの指令情報を加えた装置間送信データ１１ｃを生成して装置間通信部１３に出力する。また、装置間通信部１３から装置間受信データ１３ｂを読み出し、その中に含まれるサーボアンプ２の動作状態と自装置の動作状態とを合成したフィードバックデータ１１ｅを上位コントローラ８へ出力する。一方、モータ位置指令とエンコーダ受信データ１２ｂに含まれるサーボモータ３の現在位置情報から速度・トルクを演算しモータ駆動信号１１ａをサーボモータ３に供給する。そして、電源投入直後などの通信開始時に、セレクタ１４で接続先を選択し、エンコーダ通信部１２または装置間通信部１３を使用した通信によって、マスター／スレーブの自動判定をおこなう。詳細は後述する。
【００１８】
エンコーダ通信部１２は、エンコーダ通信のプロトコル制御をおこない、カスタムＬＳＩなどの専用回路もしくはマイコンなどで構成されている。エンコーダへ送信するリクエストコマンドやエンコーダから読み出すデータのアドレスなどのエンコーダ送信データ１１ｂが装置コントロール部１１から入力され、入力データのパラレル−シリアル変換とシリアル通信ＩＣのコントロール信号などのエンコーダ通信制御信号１２ａを生成してセレクタ１４に出力する。また、セレクタ１４から入力されるエンコーダ通信受信信号１４ｃをシリアル−パラレル変換してエンコーダ受信データ１２ｂを生成して装置コントロール部１１に出力する。なお、エンコーダ通信部１２と通信するデバイスは、エンコーダに限らず外部スケール等の制御対象の位置情報を取得できるものでもよい。
【００１９】
装置間通信部１３は、サーボアンプ１とサーボアンプ２のデータ送受信のプロトコル制御をおこない、カスタムＬＳＩなどの専用回路などで構成されており、装置コントロール部１１から装置間送信データ１１ｃが入力され、入力データのパラレル−シリアル変換とシリアル通信ＩＣのコントロール信号を生成してセレクタ１４に出力する。また、セレクタ１４から入力される装置間通信受信信号１４ｄをシリアル−パラレル変換して装置間受信データ１３ｂを生成する。
【００２０】
セレクタ１４は、装置コントロール部１１からのセレクタ切替信号１１ｄによってエンコーダ通信部１２または装置間通信部１３を、双方向通信手段１５または双方向通信手段１６のいずれか一方に接続する。
【００２１】
双方向通信手段１５は、セレクタ１４から入力される制御信号１４ａを差動信号に変換してエンコーダ通信ケーブル５に送信し、エンコーダ通信ケーブル５から受信される差動信号を双方向通信手段１５の受信信号１５ａとしてセレクタ１４に出力する。
【００２２】
双方向通信手段１６は、他方のサーボアンプ２の双方向通信手段２５と通信ケーブル７で接続され、セレクタ１４から入力される制御信号１４ｂを差動信号に変換して通信ケーブル７に送信し、通信ケーブル７から受信される差動信号を受信信号１６ａとしてセレクタ１４に出力する。双方向通信手段１５、１６は、ＲＳ４８５トランシーバに代表されるシリアル通信ＩＣで構成する。
【００２３】
ここで、マスター／スレーブの自動判定シーケンスについて、図１と図２を併用して説明する。この自動判定シーケンスは、通信開始時に動作を開始する。図２において、判定処理１までが本発明のステップ１、判定処理２までがステップ２、判定処理３までがステップ３、判定処理４までがステップ４に相当する。
【００２４】
まず、切替処理１(１０１)では、装置コントロール部１１が出力するセレクタ切替信号１１ｄによって、エンコーダ通信部１２と双方向通信手段１５を接続する。次の通信処理１（１０２）で、エンコーダ通信部１２にリクエストコマンドをセットし、双方向通信手段１５に接続されているケーブルに対してリクエストを送信する。
【００２５】
次の判定処理１（１０３）では、通信処理１のリクエストに対して、エンコーダからの応答の有無を判定する。
【００２６】
応答有の場合は切替処理２（１０４）へ、応答無の場合は切替処理３（１０８）へ分岐する。実施の形態１のサーボアンプ１は、双方向通信手段１５にエンコーダが接続されており、エンコーダからの応答が有るので切替処理２へ分岐する。切替処理２では、セレクタ切替信号１１ｄによって、装置間通信部１３と双方向通信手段１６を接続する。次の判定処理２では、装置間通信部１３における装置間通信プロトコルに従った接続を確認するデータの受信有無を判定する。
【００２７】
受信有の場合は、処理１（１０６）へ分岐する。一方、予め決められた十分長い時間経過しても受信が無い場合は、受信無として処理２（１０７）へ分岐する。処理１では、判定処理２で受信したデータに対する応答の送信し、自装置をマスターと判定して、自動判定シーケンスを終了する。
【００２８】
サーボアンプ１の双方向通信手段１６には、通信ケーブル７が接続され、その先にサーボアンプ２が接続されており、データの受信が有るため、自装置をマスターと判定する。処理２では、相手装置からの受信が無く、同期制御ができないというエラー情報を上位コントローラ８にフィードバックして自動判定シーケンスを終了する。このように、サーボ
アンプ１は、自装置がマスターであることを自動的に判定することができる。
【００２９】
次に、サーボアンプ２について、サーボアンプ１と動作が異なるマスター／スレーブの自動判定シーケンス部分について説明する。
【００３０】
サーボアンプ２は、判定処理１において、双方向通信手段２５にエンコーダの接続が無く、応答が無いため切替処理３（１０８）へ分岐する。切替処理３では、装置コントロール部２１が出力するセレクタ切替信号２１ｄによって、エンコーダ通信部２２と双方向通信手段２６を接続する。次の通信処理２（１０９）で、エンコーダ通信部２２にリクエストコマンドをセットし、双方向通信手段２６に接続されているケーブルに対してリクエストを送信する。
【００３１】
判定処理３（１１０）では、通信処理２のリクエストに対してエンコーダからの応答の有無を判定する。応答有の場合は切替処理４（１１１）へ、応答無の場合は処理３（１１２）へ分岐する。処理３では、エンコーダ未接続エラーでトリップして自動判定を終了する。
【００３２】
サーボアンプ２の双方向通信手段２６には、エンコーダ通信ケーブル６を介してエンコーダが接続されており、応答が有るので切替処理４へ分岐し、切替処理４では、セレクタ切替信号２１ｄによって装置間通信部２３と双方向通信手段２５を接続する。次の通信処理３（１１３）で装置間通信部２３に接続を確認するデータをセットし、双方向通信手段２５に接続されているケーブルに対してデータを送信する。
【００３３】
次の判定処理４（１１４）では、通信処理３の送信データに対する接続先装置からの応答の有無を判定する。応答有の場合は、処理４（１１５）へ、予め決められた十分長い時間経過しても応答が無い場合は、応答無として切替処理５（１１６）へ分岐する。処理４では、自装置をスレーブと判定して自動判定シーケンスを終了する。
【００３４】
サーボアンプ２の双方向通信手段２５には、通信ケーブル７が接続され、その先にサーボアンプ１が接続され応答が有るため、自装置をスレーブと判定する。処理５では、相手装置からの応答が無く、同期制御ができないというエラーでトリップして自動判定シーケンスを終了する。このように、サーボアンプ２は自装置がスレーブであることを自動的に判定することができる。
【００３５】
このように、サーボアンプ１の双方向通信手段１６とサーボアンプ２の双方向通信手段２５を通信ケーブル７で接続し、自動判定シーケンスに従って判定するため、通信開始時のリクエストが衝突することがなく、装置の破損を防ぐことができる。また、自動判定シーケンスにより、それぞれのサーボアンプがマスター／スレーブを自動判定することで、前もってマスター／スレーブの設定を行わなくても同期制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のモータ制御システムは、サーボアンプ以外にも通信ラインにより相互接続し、情報を送受信する装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるサーボアンプの要部ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における自動判定シーケンスのフローチャート
【符号の説明】
【００３８】
１、２  サーボアンプ
３、４  サーボモータ
５，６  エンコーダ通信ケーブル
７  通信ケーブル
８  上位コントローラ
１１、２１  装置コントロール部
１２、２２  エンコーダ通信部
１３、２３  装置間通信部
１４、２４  セレクタ
１５ 、１６、２５、２６  双方向通信手段
８ａ  制御指令
１１ａ、２１ａ  モータ駆動信号
１１ｂ、２１ｂ  エンコーダ送信データ
１１ｃ、２１ｃ  装置間送信データ
１１ｄ、２１ｄ  セレクタ切替信号
１１ｅ  フィードバックデータ
１２ａ、２２ａ  エンコーダ通信制御信号
１２ｂ、２２ｂ  エンコーダ受信データ
１３ａ、２３ａ  装置間通信制御信号
１３ｂ、２３ｂ  装置間受信データ
１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ  制御信号
１４ｃ、２４ｃ  エンコーダ通信受信信号
１４ｄ、２４ｄ  装置間通信受信信号
１５ａ、１６ａ、２５ａ，２６ａ  受信信号
【図１】
2009258949.tif 000003
【図２】
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